太原理工大学现代科技学院操作系统B实验报告

1、操作系统b实验报告学院：现代科技学院专业：计算机科学与技术姓名：班级：计算机学号：指导教师：时间： 年 月太原理工大学学生实验报告学院名称现代科技学院专业班级实验成绩学生姓名学号实验日期课程名称操作系统b实验题目几种操作系统的界面一、目的和要求（一） 目的本实验的目的是使学生熟悉12种操作系统的界面，在熟练使用机器的基础上，能了解各种操作命令和系统调用在系统中的大致工作过程。也就是通过操作系统的外部特征，逐步深入到操作系统的内部实质内容中去。（二） 要求1. 能熟练的在12种操作系统的环境下工作，学会使用各种命令，熟悉系统提供的各种功能，主动而有效地使用计算机。2. 熟悉系统实用程序的调用方法

2、和各种系统调用模块的功能和作用二、内容（一） 实验步骤在某种操作系统的环境下建立、修改、运行、打印源程序和结果，最后撤消一个完整的程序。提示：可按下述步骤进行1 编写一个完整的源程序，通过编辑命令送入机器，建立源程序文件；2 编译该源文件，建立相应的目标文件；3 编译有错时，再用编辑命令修改源文件，消除全部词法和语法错误；4 连接目标文件，形成可执行文件；5 执行该文件，得到结果；6 打印输出源程序和运行结果；7 撤消本次实验中形成的所有文件。（二） 实验内容1 利用dos命令建立一个1.cpp文件，程序清单如下：/*->1.cpp */#include <stdio.h>#

3、include <conio.h>int main()printf("操作系统实验报告!n");return 0;/*->over*/dos命令截图：1.cpp 文件截图：由于ms-dos中不能显示中文，所以图中显示为乱码，此处为：操作系统实验报告!2 dev-cpp编译、连接并运行程序。运行截图：3 用dos命令删除程序清单1.cpp与执行文件1.exe文件。三、总结本次实验在windows xp操作系统下完成，考察了对windows xp操作系统的基本操作和dos命令的使用，通过编译工具学会基本的编译、连接操作。本次实验中使用到的dos命令与工具：操作

4、系统：windows xpc语言编译工具：dev-cppdos命令：查看目录：dir编辑文本：edit删除文件：del实验室名称指导教师签名太原理工大学学生实验报告学院名称现代科技学院专业班级实验成绩学生姓名学号实验日期课程名称操作系统b实验题目进程调度程序设计一、目的和要求（一） 目的进程是操作系统最重要的概念之一，进程调度是操作系统的主要内容，本实验要求学生独立地用高级语言编写一个进程调度程序，调度算法可任意选择或自行设计，本实验可使学生加深对进程调度和各种调度算法的理解。（二） 要求1 设计一个有几个进程并发执行的进程调度程序，每个进程由一个进程控制块(pcb)表示，进程控制块通常应包括

5、下述信息：进程名，进程优先数，进程需要运行的时间，占用cpu的时间以及进程的状态等，且可按照调度算法的不同而增删。2 调度程序应包含23种不同的调度算法，运行时可以任选一种，以利于各种方法的分析和比较。3 系统应能显示或打印各进程状态和参数的变化情况，便于观察。二、实验内容（一） 实验原理1 题目 本程序可选用优先数法或简单轮转法对五个进程进行调度。每个进程处于运行r(run)、就绪w(wait)和完成f(finish)三种状态之一，并假定起始状态都是就绪状态w。为了便于处理，程序中进程的运行时间以时间片为单位计算。各进程的优先数或轮转时间片数、以及进程需要运行的时间片数，均由伪随机数发生器产

6、生。进程控制块结构如表2-1所示： 表2-1 pcb 进程标识符 链指针 优先数/轮转时间片数 占用cpu时间片数 进程所需时间片数 进程状态进程控制块链结构如图2-1所示： 1 r 3 w 5 w w 0 2 run head tail图2-1 进程控制块链结构其中：run当前运行进程指针；head进程就绪链链首指针；tail进程就绪链链尾指针。2. 算法与框图 程序框图如图2-2所示。priority是 输入调度算法alog 开始 alog=priority/round robin?生成并按优先数大小排列进程控制块链进程时间片数为0？从链首取一个进程投入运行生成并按进入次序排列进程控制块链

7、链首进程投入运行时间片到，进程时间片数减1，优先数减3运行进程退出，排到进程链尾部 撤消该进程链首进程投入运行时间片到，进程时间片数减1，占用cpu时间加1优先数大于链首进程?进程时间片数为0？ 撤消该进程运行进程退出，按优先数插入进程链从链首取一个进程投入运行 结束 结束 进程队列空?进程队列空?是是是否否否否否是round robin占用处理机时间片到?否是图2-2 进程调度框图 (1)优先数法。 进程就绪链按优先数大小从大到小排列，链首进程首先投入运行。每过一个时间片，运行进程所需运行的时间片数减1，说明它已运行了一个时间片，优先数也减3。理由是该进程如果在一个时间片中完成不了，优先级应

8、降低一级。接着比较现行进程和就绪链链首进程的优先数，如果仍是现行进程高或者相同，就让现行进程继续运行，否则，调度就绪链链首进程投入运行。原运行进程再按其优先数大小插入就绪链，且改变它们对应的进程状态，直至所有进程都运行完各自的时间片数。(2)简单轮转法。 进程就绪链按各进程进入的先后次序排列，链首进程首先投入运行。进程每次占用处理机的轮转时间按其重要程度登入进程控制块中的轮转时间片数记录项（相应于优先数法的优先数记录项位置）。每过一个时间片，运行进程占用处理机的时间片数加1，然后比较占用处理机的时间片数是否与该进程的轮转时间片数相等，若相等说明已到达轮转时间，应将现运行进程排到就绪链末尾，调度

9、链首进程占用处理机，且改变它们的进程状态，直至所有进程完成各自的时间片。 （二） 实验步骤1. 根据实验原理图设计调度源码，如下：#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define furthest 5struct process /*pcb structure*/ int id;int priority;int cputime;int alltime;char state;int next; prochainfurthest-1;int procnum;int rand();int algo;int run,head,tail,j

10、;main() /*main program*/ agan: printf("type the algorithm is (1:rr,2:prio):");scanf("%d",&algo);if (algo=2) printf("output of priority.n");init();prisch();else if (algo=1) printf("output of round robin.n");init();timesch();else printf("try again,pleas

11、en");goto agan;for (j=1;j<=40;j+) printf("="); printf("nn");for (j=1;j<=40;j+) printf("="); printf("nn");printf("system finishedn");getch();print() /*print the running process,waiting queue and pcb sequence list*/ int k,p;for (k=1;k<=40

12、;k+)printf("=");printf("nrunning proc. ");printf("waiting queue.");printf("n %d ",prochainrun.id);p=head;while(p!=0) printf("%5d",p);p=prochainp.next;printf("n");for (k=1;k<=40;k+)printf("=");printf("n");printf("

13、 id ");for (k=1;k<furthest+1;k+)printf("%5d",prochaink.id);printf("n");printf("priority ");for (k=1;k<furthest+1;k+)printf("%5d",prochaink.priority);printf("n");printf("cputime ");for (k=1;k<furthest+1;k+)printf("%5d"

14、;,prochaink.cputime);printf("n");printf("alltime ");for (k=1;k<furthest+1;k+)printf("%5d",prochaink.alltime);printf("n");printf("state ");for (k=1;k<furthest+1;k+)printf("%5c",prochaink.state);printf("n");printf("next &

15、quot;);for (k=1;k<furthest+1;k+)printf("%5d",prochaink.next);printf("n");insert(int q) /*insert a process*/ int p,s;p=head;s=prochainhead.next;while(prochainq.priority<prochains.priority)&&(s!=0) p=s;s=prochains.next;prochainp.next=q;prochainq.next=s;insert2() /*put

16、 a process onto the tail of the queue*/ prochaintail.next=run;tail=run;prochainrun.next=0;init() /*create a waiting queue*/ int i;head=0;if (algo=2) for (i=1;i<furthest+1;i+) prochaini.id=i;prochaini.priority=(rand()+11)%41;prochaini.cputime=0;prochaini.alltime=(rand()+1)%7;prochaini.state='w

17、'prochaini.next=0;if(prochaini.priority<prochainhead.priority)&&(head!=0)insert(prochaini.id);else prochaini.next=head;head= prochaini.id; else for (i=1;i<furthest+1;i+) prochaini.id=i;prochaini.priority=(rand()+1)%3+1;prochaini.cputime=0;prochaini.alltime=(rand()+1)%7;prochaini.st

18、ate='w'prochaini.next=(i+1)%(furthest+1);head=1;tail=furthest;prochainfurthest.next=0;run=head;prochainrun.state='r'head=prochainhead.next;prochainrun.next=0;print();prisch() /*the process with prio algorithm*/ while(run!=0) prochainrun.cputime+=1;prochainrun.priority-=3;prochainrun.

19、alltime-=1;if(prochainrun.alltime=0) prochainrun.state='f'prochainrun.next=0;if(head!=0) run=head;prochainrun.state='r'head=prochainhead.next;else prochain0.id=prochainrun.id;run=0;else if(prochainrun.priority< prochainhead. priority)&&(head!=0) prochainrun.state='w

20、9;insert(run);run=head;prochainrun.state='r'head= prochainhead.next;print(); timesch() /*the process with rr alrorithm*/ while(run!=0) prochainrun.alltime-=1;prochainrun.cputime+=1;if(prochainrun.alltime=0) prochainrun.state='f'prochainrun.next=0;if(head!=0) run=head;prochainrun.stat

21、e='r'head=prochainhead.next;else prochain0.id=prochainrun.id;run=0;else if(prochainrun.cputime=prochainrun. priority)&&(head!=0) prochainrun.state='w'prochainrun.cputime=0;insert2();run=head;prochainrun.state='r'head=prochainhead.next;print();2. 程序运行截图简单轮转法截图： 优先数法结果截

22、图： （省略18时间单位长截图） （省略18时间单位长截图）三、总结本次实验对进程调度优先数法和简单轮转法进行了程序模拟实现，程序所用语言为c语言代码，运行环境为windows xp，编译工具为win-tc，由于win-tc所用的dos为ms-dos无法实现dos指令截留，所以在dos窗口下只能看到最后两行结果，为了得到全部运行结果，实验中采用了管道输出重定向，将程序输出指向为txt，所以本实验以上截图为txt输出截图。另外实验中使用的调度程序有许多缺陷，程序里面c语言不符合最新大众c99规定，并且随机函数未配置随机种子，说为随机其实连续两次运行结果相同，经过修改很多错误后才得以运行，而且得到

23、的结果也不能全部显示，所以开始自己根据流程图写一个调度模拟程序，但遗憾的是时间不够，只完成了大概三分之一部分，实验后会对其完善的，这里就附上完成部分程序与界面截图。附：/*->sc.cpp*/#include <stdio.h>#include <conio.h>#include <malloc.h>#include <string.h>#include <time.h>#include <stdlib.h>#define n 5struct pcb/定义一个进程结点数据域int id;/进程idint all_ti

24、me;/总运行时间int cpu_time;/现运行时间int priority;/优先数char state;/运行状态struct pcb *next;/指向下一个结点的指针;pcb pcbln+1;void menu(); pcb *createpcblist();void showpcblist(pcb *p);int main(void)pcb *p;char key;srand(int)time(0);while(1)system("cls");printf("程序设计：操作系统进程调度"); printf("nn-welcome-

25、");printf("n");menu(); printf("n");printf("请输入操作(a.b.q)：");key=getchar();fflush(stdin); printf("n");switch(key)case 'a':case 'a':p=createpcblist();showpcblist(p);break;case 'b':case 'b':break;case 'q':case 'q

26、9;: printf("ntttt谢谢使用，再见!nn");system("pause");exit(0);default:printf("输入错误!n");break;system("pause");system("pause");return 0;void menu() printf("ttn"); printf("ttta.-优先数法ttn"); printf("tttb.-简单轮转法ttn"); printf("ttt

27、q.-退出程序ttn"); printf("ttn"); pcb* createpcblist()int i=1;pcb *head, *tail, *temp, *previous;char pcb_name53 = "p1", "p2", "p3", "p4", "p5"temp=(struct pcb *)malloc(sizeof(struct pcb);temp->id=i;temp->cpu_time=0;temp->all_time=

28、(rand()+1)%7;temp->priority=(rand()+11)%41;temp->state='r'temp->next=null;head=tail=temp;/指向当前第一个结点while(i!=5)i+;temp=(struct pcb *)malloc(sizeof(struct pcb);temp->id=i;temp->cpu_time=0;temp->all_time=(rand()+1)%7;temp->priority=(rand()+11)%41;temp->state='r'i

29、f(temp->priority>head->priority)/比较当前定义的结点的优先数与head的优先数，同时head指向的结点的优先数是最大的temp->next=head;/如果前定义的结点的优先数与head的优先数大，则head指向当前定义的结点head=temp;elseprevious=head;while(previous->next!=null)/如果比优先数最大的结点小，则继续与后面的节点进行比较，知道找到一个合适的位置，即为比前面结点的优先数大，比后面的小if(temp->priority<=previous->prior

30、ity)&&(temp->priority>=(previous->next)->priority)temp->next = previous->next;/交换两个结点的位置previous->next = temp;break;elseprevious = previous->next;/实现往后移if (previous->next = null)/如果没有找到比当前结点小的，则将当前结点放在最后面tail->next = temp;temp->next = null;tail = temp;return

31、(head);/返回一个链表的头结点void showpcblist(pcb *p)int n=1;printf(" timer: %d -> pcblist:n",n); printf("tstatatidtprioritytcpu_timetall_timetnext.idn",n); printf(" n"); while(p!=null)printf("t%c", p->state); printf("t%d", p->id); printf("t%d&quo

32、t;, p->priority); printf("tt%d", p->cpu_time); printf("tt%d", p->all_time); if(p->next=null) printf("tt%sn", "null");else printf("tt%dn", p->next->id);p=p->next;printf(" n"); 太原理工大学学生实验报告学院名称现代科技学院专业班级实验成绩学生姓名学号实验日期课程名称

33、操作系统b实验题目存储管理程序设计一、目的和要求（一） 目的存储管理的主要功能之一是合理地分配主存空间。请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。本实验的目的是通过请求页式存储管理中页面置换算法的模拟设计，来了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换算法。（二） 要求模拟页式虚拟存储管理中硬件的地址转换和缺页中断的处理过程，并用先进先出调度算法（fifo）处理缺页中断。二、实验内容（一） 实验原理1. 设计一个地址转换程序来模拟硬件的地址转换和缺页中断处理过程。当访问的页在主存时则形成绝对地址，但不去模拟指令的执行，可用输出转换后的绝对地址来表示一条指令已完成。当访问的页不在主存时

34、则输出“*该页页号”来表示硬件产生了一次缺页中断。2. 编制一个fifo页面调度程序。fifo页面调度算法总是先调出作业中最先进入主存的那一页，因此，可以用一个数组来构成页号队列。数组中每个元素是该作业已在主存的页面号，假定分配给作业的主存块数为m，且该作业开始的m页已装入主存，则数组可由m个元素组成： 页 号 标 志 主存块号 修改标志 磁盘上的位置3.p0，p1，pm-1它们的初值为p0=0，p1=1，pm-1= m-1用一指针k指示当要装入新页时应调出的页在数组的位置，k的初值为“0”。（二） 实验流程图 j= pkj页的修改标志=1? 输出“outj” pk=l k=(k+1) mod

35、 m 修改页表 输出“in l” 取一条指令 开始 页标志=1? 输出绝对地址取一条指令输出“页号” 取指令中访问的页号l 查页表 形成绝对地址 置l页修改标志”1” 结束 是”存”指令?有后继指令?否(产生缺页中断)是否否否是是模拟硬件地址转换模拟fifo页面调度是（三） 实验步骤1. 根据实验原理图设计调度源码，如下：#include <iostream>#include <stdlib.h>#include <time.h>using namespace std;struct pagetable/定义页表int address;/地址int page;

36、/页号int block;/块号struct pagetable *next;typedef struct pagetable pagetable;pagetable *pt;const int first_memory=1000;/内存首地址int work320;/作业int index,offset;/index是作业的页号，offset为页内偏移地址pagetable *oldptr;/minptr指向驻留时间最久的页int count;/记数器，用于记录发生的缺页数bool is_lru=false;/是否是lru算法void init();void insertpage();voi

37、d pushback_page(pagetable *,pagetable *);void print(pagetable *);void run(int);void find_fifo();void find_lru();int main()int i=0;while(1) cout<<"nplease select a number(1,2,0)"<<endl; cout<<" 1-先进先出算法（fifo）"<<endl; cout<<" 2-最久未使用算法（lru）"&

38、lt;<endl; cout<<" 0-程序结束"<<endl; cin>>i; if(i=1) cout<<"nthis is a example for fifo:"<<endl; is_lru=false; init();/构造页表和内存 else if(i=2) cout<<"nthis is a example for lru:"<<endl; is_lru=true; init();/构造页表和内存 else if(i=0) exit

39、(1); system("pause"); return 0;void init()double rate;int count=0;/记数器初值为0srand(time(null);pt=new pagetable;pt->next=null;for(int i=0;i<4;i+) insertpage();oldptr=pt->next;/初始化最久的页面cout<<"页表初始状态为："<<endl;print(pt);for(int k=0;k<320;k+)/初始化作业 workk=k;for(int

40、 f=0;f<53;f+)/作业运行 int m,m1,m2; m=rand()%320; if(m=319) m=318; run(m); print(pt); run(m+1); print(pt); if(m=0) m1=0; else m1=rand()%m; run(m1); print(pt); run(m1+1); print(pt); m2=rand()%(320-m)+m-1; if(m2<0) m2=318; if(m2=319) m2=318; run(m2); print(pt); run(m2+1); print(pt);rate=(double)coun

41、t/318*100;cout<<"nn 缺页率为："<<rate<<"%"<<endl;/* 构建页表*/void insertpage()pagetable *newpage;static int id=99;static int blockid=-1;id+;blockid+;if(blockid=4) blockid=0;newpage=(pagetable *)malloc(sizeof(pagetable);if(newpage!=null) newpage->address=id; new

42、page->page=-1; newpage->block=blockid; newpage->next=null; pushback_page(pt,newpage);else cout<<"没有内存足够的空间为页表分配！"<<endl;void pushback_page(pagetable *queue,pagetable *item)pagetable *previous,*current;previous=queue;current=queue->next;while(current!=null) previous=

43、current; current=current->next;previous->next=item;void print(pagetable *ptr)pagetable *temp;temp=ptr->next;cout<<" 页号 "<<" 块号 "<<endl;while(temp!=null)cout<<" "<<temp->page<<" "<< temp->block<<end

44、l;temp=temp->next;void run(int num)int universal,count;pagetable *previous,*current;index=worknum/10;/程序所在的页号offset=worknum%10;/页内的位移量previous=pt;current=previous->next;while(current!=null && current->page!=index) previous=current;current=current->next;if(current=null) cout<&l

45、t;"n作业"<<num<<"没有在内存，发生缺页中断"<<endl;count+;if(is_lru=false)/fifo算法 find_fifo();else/lru算法 find_lru();else if(is_lru=false)/fifo算法 universal=first_memory+(current->block)*10+offset;cout<<"n作业"<<num<<"所在内存的物理地址为 "<<uni

46、versal<<endl;else if(current->next=null) universal=first_memory+(current->block)*10+offset; cout<<"n作业"<<num<<"所在内存的物理地址为 "<<universal<<endl; else pagetable *temp,*ptr; temp=current; previous->next=current->next; ptr=pt->next; while(ptr->next