计算机操作系统原理实验指导书.doc

计算机操作系统综合实验指导书 1 目录目录 1 1进程创建模拟实现进程创建模拟实现.6 1.1实验类型.6 1.2实验目的.6 1.3实验描述.6 1.4实验内容.6 1.5实验要求.6 1.6测试要求.6 1.7相关知识.7 1.8实验设备.9 1.9实验指导.9 1.10实验成绩评定.9 1.11实验报告.9 1.12实验思考.9 2 2P P、V V 原语的模拟实现原语的模拟实现.10 2.1实验类型.10 2.2实验目的.10 2.3实验描述.10 2.4实验内容.10 2.5实验要求.10 2.6测试要求.10 2.7相关知识.11 2.8实验设备.11 2.9实验指导.11 2.10实验成绩评定.12 2.11实验报告.12 2.12实验思考.12 3 3进程撤销模拟实现进程撤销模拟实现.13 3.1实验类型.13 3.2实验目的.13 3.3实验描述.13 3.4实验内容.13 3.5实验要求.13 3.6测试要求.14 3.7相关知识.14 3.8实验设备.15 3.9实验成绩评定.15 3.10实验报告.16 3.11实验思考.16 4 4FCFSFCFS 进程调度模拟实现进程调度模拟实现.17 计算机操作系统综合实验指导书 2 4.1实验类型.17 4.2实验目的.17 4.3实验描述.17 4.4实验内容.17 4.5实验要求.17 4.6测试要求.18 4.7相关知识.18 4.8实验设备.18 4.9实验成绩评定.19 4.10实验报告.19 4.11实验思考.19 5 5银行家算法实现银行家算法实现.20 5.1实验类型.20 5.2实验目的.20 5.3实验描述.20 5.4实验内容.20 5.5实验要求.20 5.6测试要求.21 5.7相关知识.21 5.8实验设备.22 5.9实验成绩评定.22 5.10实验报告.22 5.11实验思考.22 6 6改进型改进型 CLOCKCLOCK 页面置换算法实现页面置换算法实现.23 6.1实验类型.23 6.2实验目的.23 6.3实验描述.23 6.4实验内容.23 6.5实验要求.23 6.6测试要求.24 6.7相关知识.24 6.8实验设备.24 6.9实验成绩评定.25 6.10实验报告.25 6.11实验思考.25 7 7SCANSCAN 磁盘调度模拟实现磁盘调度模拟实现.26 7.1实验类型.26 7.2实验目的.26 7.3实验描述.26 7.4实验内容.26 7.5实验要求.26 7.6测试要求.27 计算机操作系统综合实验指导书 3 7.7相关知识.27 7.8实验设备.27 7.9实验成绩评定.27 7.10实验报告.27 7.11实验思考.27 8 8基于时间片的高优先级调度模拟实现基于时间片的高优先级调度模拟实现.29 8.1实验类型.29 8.2实验目的.29 8.3实验描述.29 8.4实验内容.29 8.5实验要求.29 8.6测试要求.30 8.7相关知识.30 8.8实验设备.31 8.9实验成绩评定.31 8.10实验报告.31 8.11实验思考.31 9 9连续动态内存管理模拟实现连续动态内存管理模拟实现.32 9.1实验类型.32 9.2实验目的.32 9.3实验描述.32 9.4实验内容.32 9.5实验要求.32 9.6测试要求.33 9.7相关知识.33 9.8实验设备.34 9.9实验成绩评定.34 9.10实验报告.34 9.11实验思考.34 1010EXEEXE 文件装载实现文件装载实现.35 10.1实验类型.35 10.2实验目的.35 10.3实验描述.35 10.4实验内容.35 10.5实验要求.35 10.6测试要求.35 10.7相关知识.36 10.8实验设备.37 10.9实验成绩评定.37 10.10实验报告 .37 10.11实验思考 .37 1111附录：附录：.38 计算机操作系统综合实验指导书 4 11.1实验一代码：.38 11.2实验二代码：.43 11.3BASIC.H文件.48 计算机操作系统综合实验指导书 5 计算机操作系统综合实验指导书 6 1 1 进程创建进程创建模拟实现模拟实现 1.11.1 实验类型实验类型 验证型（2 学时） 。 1.21.2 实验目的实验目的 1） 理解进程创建相关理论； 2） 掌握进程创建方法； 3） 掌握进程相关数据结构。 1.31.3 实验描述实验描述 本实验针对操作系统中进程创建相关理论进行实验。要求实验者输入实验指导书提供 的代码并进行测试。代码简化了进程创建的多个步骤和内容。进程的树形结构采用广义表 的方式进行存储。 1.41.4 实验内容实验内容 1） 输入给定代码； 2） 进行功能测试并得出正确结果。 1.51.5 实验要求实验要求 1） 分析进程创建函数 createpc 程序模块； 2） 画出 createpc 函数程序流程图； 3） 撰写实验报告。 1.61.6 测试要求测试要求 1） 至少创建 10 个进程； 2） 创建进程树中 4 层以上的数型结构。 计算机操作系统综合实验指导书 7 1.71.7 相关知识相关知识 1.7.11.7.1进程控制块进程控制块 为了描述和控制进程的运行，系统为每个进程定义了一个进程控制块（PCB） ，它是进 程实体的一部分，是操作系统管理进程最重要的数据结构。其主要包含四类信息： 1)进程标识符 它唯一地标识一个进程。通常包括进程号 pid，父进程号 ppid 和用户号 uid。 2)处理机状态 处理器的状态通常由处理机的各种寄存器中的内容组成。PCB 存放中断（阻塞，挂起） 时的各寄存器值，当该进程重新执行时，可以从断点处恢复。主要包括： a)通用寄存器； b)指令计数器； c)程序状态字 PSW； d)用户栈指针； 3)进程调度信息 包括： a)进程状态； b)进程优先级（用于描述优先使用 cpu 级别的一个整数，高优先级的进程先得 到 cpu，通常情况下，值越小优先级越高） ； c)其它信息（等待时间、总执行时间等） ； d)事件（等待原因） 。 4)进程控制信息 包括： a)程序和数据的地址（程序在内存和外存中的首址） ； b)进程同步和通信机制； c)资源列表（进程除 CPU 以外的所有资源） ； d)链接指针（进程队列中指向下一个进程的 PCB 首址） 。 计算机操作系统综合实验指导书 8 1.7.21.7.2进程创建流程进程创建流程 1） 申请空白 PCB 为新进程申请获得唯一的数字标识符，并从 PCB 集合中索取一个空白 PCB。如果无空白 PCB，可以新创建一个 PCB。在本实验中，每次动态创建 PCB。 2） 为新进程分配资源 为新进程分配内存空间和栈空间。 3） 初始化进程控制块 初始化标识信息 初始化处理机状态信息 初始化处理机控制信息 4） 将新进程插入就绪队列 1.7.31.7.3进程树进程树 P P1 1 P P2 2P P3 3P P4 4P P5 5 P P6 6P P7 7P P8 8 P P1 12 2 P P1 10 0P P1 11 1P P9 9 图 1-1 进程树 计算机操作系统综合实验指导书 9 进程树用于描述进程家族关系，如图 1-1 中可以看出，进程 P1 创建了进程 P2、P3、P4、P5，而 P2 又创建了 P6、P7、P8 。在进程创建过程中，需要对每一个 新增加的进程加入到进程树中，有了清晰的父子关系，可以使资源继承或进程删除等操作 很方便。 1.81.8 实验设备实验设备 PC 机 1 台，要求安装 DOS7.1、Turbo C3.0、Windows2000。 1.91.9 实验指导实验指导 输入实验提供的代码后，可以输入 createpc 命令创建进程，输入 showdetail 显示每 个进程及其子进程的信息，测试命令解释如下： 1)createpc 创建进程命令。 参数： 1 pid（进程 id） 、 2 ppid（父进程 id） 、3 prio（优先级） 。 示例：createpc(2,1,2) 。创建一个进程，其进程号为 2，父进程号为 1，优先级 为 2。 2)showdetail 显示进程信息命令。 3)exit 退出命令行。 1.101.10 实验成绩评定实验成绩评定 实验成绩评定方式包含实验报告成绩、实验过程成绩两个部分，其中实验过程成绩占 60%、实验报告成绩占 40%，如果其中任何一个部分成绩不及格，则总成绩按不及格处理。 1.111.11 实验报告实验报告 按照实验目的、实验内容、实验要求、实验设备、测试等部分进行组织。 1.121.12 实验思考实验思考 1)进程创建的核心内容是什么？ 2)该设计和实际的操作系统进程创建相比，缺少了哪些步骤？ 计算机操作系统综合实验指导书 10 2 2 P P、V V 原语的模拟实现原语的模拟实现 2.12.1 实验类型实验类型 设计型（2 学时） 。 2.22.2 实验目的实验目的 1)理解信号量相关理论； 2)掌握记录型信号量结构； 3)掌握 P、V 原语实现机制。 2.32.3 实验描述实验描述 本实验针对操作系统中信号量相关理论进行实验，要求实验者输入实验指导书提供的 代码并进行测试。代码主要模拟信号量的 P 操作（wait）和 V 操作（si