操作系统实验指导书

1、操作系统实验指导书徐军利编写武汉工业学院计算机与信息工程系2009年8月实验一进程管理1 目的和要求通过实验理解进程的概念，进程的组成（PCB结构），进程的并发执行和操作系统进行进程管理的相关原语（主要是进程的创建、执行、撤消）。2实验内容用 C 语言编程模拟进程管理，至少要有：创建新的进程；查看运行进程；换出某个进程；杀死运行进程以及进程之间通信等功能。3实验环境 Windows 操作系统、VC+C 语言4实验提示PCB结构通常包括以下信息：进程名，进程优先数，轮转时间片，进程所占用的CPU时间，进程的状态，当前队列指针等。可根据实验的不同，PCB结构的内容可以作适当的增删。主体程序#inc

2、lude ""#include ""#include "" struct PCB_type int pid;int priority;int cputime;struct PCB_type neicun20;int shumu=0,pid_l;main()int n,m,i; char a;n=1;while(n=1)clrscr();printf("n*”printf("n*进程演示系统printf("n*”printf("n1.创建新的进程2.查看运行进程printf("n3.换出

3、某个进程4.杀死运行进程printf("n5.进程之间通信6.退出系统printf("n*”printf("n 请选择(1 6)");a=getchar();switch(a) case'1':create( );break;case'2':run( ); /* 自定义过程*/break;case'3':huanchu(); /* 自定义过程*/break;case'4':kill( );break;case'5':tongxun( ); /* 自定义过程*/break;ca

4、se'6': exit(0);default: n=0;create( ) /* 创建一个进程的示例(不完整的程序)*/if(shumu>=20)printf("n 内存已满，请先结束或换出进程n"); elseprintf("n 请输入新进程的pidn");scanf（"%d",&neicunshumu-1.pid）;printf（"n 请输入新进程的优先级n"）;scanf（"%d",&neicunshumu-1.youxian）;printf（&quo

5、t;n 请输入新进程的大小n"）;scanf（"%d",&neicunshumu-1.daxiao）;shumu+;5实验运行结果*进程演示系统*1.创建新的进程2.查看运行进程3.换出某个进程4.杀死运行进程5.进程之间通信6.退出系统*请选择（16）然后根据你选择的不同，出现不同的结果。6. 实验要：1）上机前认真使用C语言编写好程序，采用 Visual C+乍为编译环境；2） 上机时独立调试程序3） 根据具体实验要，填写好实验报告（包括目的和要、实验内容、实验环境、设计思想、源程序、实例运行结果、总结）。实验二进程调度1 目的和要通过这次实验，理解进

6、程调度的过程，进一步掌握进程状态的转变、进程调度的策略，进一步体会多道程序并发执行的特点，并分析具体的调度算法的特点，掌握对系统性能的评价方法。2实验内容阅读教材计算机操作系统第二章和第三章，掌握进程管理及调度相关概念和原理。编写程序模拟实现进程的轮转法调度过程，模拟程序只对PCB 进行相应的调度 模拟操作，不需要实际程序。假设初始状态为：有n 个进程处于就绪状态，有 m 个进程处于阻塞状态。采用轮转法进程调度算法进行调度（调度过程中，假设处于执行状态的进程不会阻塞）， 且每过 t 个时间片系统释放资源，唤醒处于阻塞队列队首的进程。程序要求如下：1）输出系统中进程的调度次序；2）计算CPU利用

7、率。3实验环境Windows 操作系统、VC+C 语言4实验提示用 C 语言实现提示：1）程序中进程可用PCB表示，其类型描述如下： struct PCB_typeint pid ; 实验要求：1） 上机前认真使用C语言编写好程序，采用 Visual C+乍为编译环境；2） 上机时独立调试程序3） 根据具体实验要求，填写好实验报告（包括目的和要求、实验内容、实验环境、设计思想、源程序、实例运行结果、总结）。4） 测试用数据：n=2m=3t=5dispath()算法流程图:beginuse_cpu=0 x=0unuse_cpu=0/*use_cpu中记录CPU运行时间/*unuse_cpu中记录

8、CPU空闲时间是实验三可变分区存储管理1 目的和要求通过这次实验，加深对内存管理的认识，进一步掌握内存的分配、回收算法的思想。2实验内容阅读教材计算机操作系统第四章，掌握存储器管理相关概念和原理。编写程序模拟实现内存的动态分区法存储管理。内存空闲区使用自由链管理， 采用最坏适应算法从自由链中寻找空闲区进行分配，内存回收时假定不做与相邻空闲区的合并。假定系统白内存共640K,初始状态为操作系统本身占用 64K。在t1时间之 后，有作业A、B、C、D分别请求8K、16K 64K、124K的内存空间；在t2时间 之后，作业C完成；在t3时间之后，作业E请求50K的内存空间；在t4时间之 后， 作业

9、D 完成。 要求编程序分别输出t1 、 t2、 t3、 t4 时刻内存的空闲区的状态。3实验环境Windows 操作系统、VC+C 语言4实验提示用 C 语言实现提示：1. 程序中自由链队列的结点类型可描述如下：struct freelinkint len, address; /* len 为分区长度/* address 为分区起始地址 struct freelink *next;内存占用区用链表描述，其结点类型描述如下：struct busylinkchar name; /* 作业或进程名name=' S表示OS占用int len , address;struct busylink

10、*next; 并设全程量：struct freelink *free_head=NULL; 计子函数：void start(void); /* 设置系统初始状态*/ struct freelink * p;struct busylink *q;free_head=(struct freelink*)malloc(sizeof(struct freelink);free_head->next=NULL; 计主函数：main() start();past(t1);requireMemo( A ,r8e)q; uireMemo( B ,16);requireMemo( C ,64); requ

11、ireMemo( D ,124);printlink();past(t2);freeMemo( C );printlink();past(t3);requireMemo( E ,50);printlink();freeMemo( D );printlink();5. 实验要求：1) 上机前认真使用C语言编写好程序，采用 Visual C+乍为编译环境；2) 上机时独立调试程序3) 根据具体实验要求，填写好实验报告(包括目的和要求、实验内容、实验环境、设计思想、源程序、实例运行结果、总结）requireMemo(char name, int require)流程图如下:endbeginp=(st

12、ruct busylink*)malloc( );p->name=name;p->address=free_head->next->address;p->len=require; p->next=NULLbusytail->next=p;busy tail=p;w->address=w->address+require;w->len=w->len-require;u=free_head;v=riee_head->nexl;endfreeMemo(char name)流程图如下:,name)实验四页式虚拟存储管理页面置换算法

13、1 .目的和要求存储管理的主要功能之一是合理的分配空间。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：通过编写和调试请求页式存储管理中页面置 换算法的模拟程序以加深对存储管理方案的理解，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方法。2 .实验内容阅读教材计算机操作系统第四章，掌握存储器管理相关概念和原理。编写程序模拟实现页式虚拟存储管理的最佳页面置换算法。前提：(1)页面分配采用固定分配局部置换。(2)作业的页面走向和分得的物理块数预先指定。可以从键盘输入也可以 从文件读入。(3)置换算法的置换过程输出可以在显示器上也可以存放在文件中，但必 须清晰可读，便于检验。

14、3 .实验环境Windows操作系统、VC+C语言4 .实验提示(1)数据结构要模拟实现某一个置换算法，有如下一些对象需要用相关的数据结构来描述：作业的页面走向(执行过程中对页面的访问顺序)。可以用数组也可以 用字符串。如果用数组，则页面走向的长度受数组长度限制，如果用字 符申，则需要将字符串进行解析，将字符串经过解析处理后变成一个贡面的排列顺序。考虑最佳置换算法（向前看”）和其他置换算法（向后 看了的特点。页框（作业分得的物理块）。由于作业分得的物理块数在置换算法执行 之前已经确定，可以用一些比较简单的数据结构实现。在综合置换算法 的原理，可以灵活采用相应的数据结构（如队列、数组、堆栈） ，

15、尽可 能使程序的时间复杂度最低。采用不同的数据结构还要配合在数据结构 上的相应操作才行。（2）功能模块划分大体上可以将整个程序的模块划分成如下几个部分：1）主模块：主要是初始化、界面和模块调用。2）页面走向输入模块。（从键盘读入数据结构或将页面走向写入文件）3）置换算法模块。*判断模块。决定换出哪一块。每一种置换算法对应一种判断算法。* 调整模块。根据判断模块的结果，调整作业分得物理块集合中 逻辑页面的情况。* 置换过程输出模块（在显示器上显示或写入文件）。该模块每 发生一次置换，由置换算法模块调用一次。* 除此之外，有些反复执行的操作考虑用过程或函数实现。总而言之， 整个程序应该结构清晰，界

16、面友好，可读性好，易调试，易扩充，易维护。5.实验要求：1）上机前认真使用C语言编写好程序，采用 Visual C+乍为编译环境；2）上机时独立调试程序3）根据具体实验要求，填写好实验报告（包括目的和要求、实验内容、实 验环境、设计思想、源程序、实例运行结果、总结）。实验五用户接口实验1 .目的和要求通过上机操作的实践理解操作系统的作业级接口，着重理解shell的作用和工作过程，通过编写程序，在程序中调用操作系统的系统调用来加深对程序级接 口的理解，着重理解系统调用的实现。2 .实验内容选做任意一个：能够熟练使用Linux系统的键盘命令和X-window图形界面，熟悉shell 编程语言，编写一个简单的 shell程序。指导学生在内核文件中添加一 个自定义的系统调用（或者利用现有操作系统的系统调用），编程来调用自己设计（选定）的这系统调用。练习使用DOS的键盘命令，熟悉批处理编程的语法，编写带参数的简单 批处理程序，通过使用 DOS的作业级接口（键盘命令）和 WINDOWS的 作业级接口（图形界面）