计算机操作系统上机教案

1、文档编码 : CM2O9D9O3S10 HB5L10P6G2N4 ZC4M3C8A2E2运算机操作系统上机教案学院名称：河北政法职业学院系部名称：运算机系课程名称：运算机操作系统任课老师：张敏丽授课题目： 操作系统实训 1 授课序号 ：12 授课班级 ：司法信息 2022 级教学方法 ：讲授,实训课时 ：2 学时教学目的 ：通过这一章的学习,使同学把握该运算机系统的使用方法；教学重点 ：界面的使用；教学难点 ：熟识该系统的操作命令；作业布置 ：教学内容：一、实习内容 挑选一个运算机系统,熟识该系统的操作命令,且把握该运算机系统的使用 方法；二、实习目的 协作操作系统课程的学习,模拟实现操作系统

2、的功能,有助于对操作系统的 懂得；操作系统功能的模拟实现可以在运算机系统的终端上进行,也可以在一台微型运算机上进行；依据您的学习条件,挑选一个运算机系统, 熟识对该系统的使用,那么您可以顺当地完成本课程的实习；为了尽快地熟识运算机系统, 可编辑一个源程序, 且对编辑好的源程序编译、运行、显示 / 打印运行结果等；三、实习题目 1 打开 : 开头 - 程序- 附件 - 系统工具 , 进行磁盘清理 , 进行磁盘碎片整理, 进行磁盘扫描 , 进行磁盘爱惜向导的操作 的设置 . , 进行 系统信息 中启动过程2 浏览 把握面板 - 系统- 设备治理器 信息的查看及 把握面板 - 网络 - 的 配置信息

3、的作用 . 在 把握面板 - 电源治理 - 中修改电源治理选项和 , 在 把握面 板- 日期/ 时间- 中修改日期和时间 . 2 按大纲模式建立一 培训练习 文档 , 文档内容为本本书目录的前三章 , 每章节 只取两个标题 , 然后在一般视图下输入每节的前两行文字 , 并在页面视图下排版 出中意的文档 , 最终存于 Word 文档练习 中. 4 依据 简历向导 建立一个人建立资料 , 用文件名 简历 存于 Word文档练习 文 件夹中 . 授课题目： 操作系统实训 2 授课序号 ：14 授课班级 ：司法信息 2022 级教学方法 ：讲授,实训课时 ：2 学时教学目的 ：通过这一章的学习,使同学

4、把握处理机的调度方法；教学重点 ：调度算法；教学难点 ：进程调度；作业布置 ：教学内容：试验一 处理器调度 一, 试验内容 挑选一个调度算法 , 实现处理器调度 . 二, 试验目的, 往往有如干个进程同时处于就绪状态. 当就绪状在接受多道程序设计的系统中态进程个数大于处理器数时, 就必需依照某种策略来准备哪些进程优先占用处理器 . 本试验模拟在单处理器情形下处理器调度 , 帮忙同学加深明白处理器调度的 工作 . 三, 试验题目 本试验有两个题目 , 同学可挑选其中的一题 . 第一题 : 设计一个按优先数调度算法实现处理器调度的进程 提示 : . 假定系统有五个进程 , 每一个进程用一个进程把握

5、块 格式为 : 进程名 时间 要求求运行时间 优先数 状态PCB来代表 . 进程把握块的其 中 , 进 程 名 -作 为 进 程 的 标 识 , 假 设 五 个 进 程 的 进 程 名 分 别 是P1,P2,P3,P4,P5. 指针 -按优先数的大小把五个进程连成队列制块, 用指针指出下一个进程的进程控首地址 , 最终一个进程中的指针为 0. 要求运行时间 -假设进程需要运行的单位时间数 . 优先数 -赐予进程的优先数 , 调度时总是选取优先数大的进程先执行 . 状态 -可假设有两种状态 , 就绪 状态和 终止 状态 , 五个进程的初始状态都为就绪 状态 , 用R 表示 , 当一个进程运行终止

6、后 , 它的状态变为 终止, 用E 表示. 在每次运行你所设计的处理器调度程序之前, 为每个进程任意确定它的 优先数 和要求运行时间 . 为了调度便利 , 把五个进程按给定的优先数从大到小连成队列, 用一单元指出队首进程 , 用指针指出队列的连接情形. 例: 队首标志 k1 k2 k3 k4 k5 PCB1 PCB2 PCB3 PCB4 PCB5 . 接受动态转变优先数的方法, 进程每运行一次处理器调度总是选队首进程运行优先数就减 1. 由于本试验是模拟处理器调度 的启动运行 , 而是执行 : 优先数 -1 要求运行时间 -1 来模拟进程的一次运行 . , 所以 , 对被选中的进程并不实际提示

7、留意的是 : 在实际的系统中 , 当一个进程被选中运行时 , 必需复原进程的现场 ,它占有处理器运行 , 直到显现等待大事或运行终止 . 在这里省去了这些工作 . 进程运行一次后 , 如要求运行时间0, 就再将它加入队列 按优先数大小插入 , 且置队首标志 ; 如要求运行时间 =0, 就把它的状态修改为 终止, 且退出队列 . 如 就绪 状态的进程队列不为空 成为 终止 状态. , 就重复上面 4 和5 的步骤 , 直到全部进程都在所设计的称序中应有显示或打印语句 , 能显示或打印每次被选中进程的进程名以及运行一次后进称对列的变化 . 为五个进程任意确定一组 优先数 和 要求运行时间 , 启动

8、所设计的处理器调度程序 , 显示或打印逐次被选中进程的进程名以及进程把握块的动态变化过程 . 授课题目： 操作系统实训 3 授课序号 ：16 授课班级 ：司法信息 2022 级教学方法 ：讲授法课时 ：2 学时教学目的 ：通过这一章的学习,使同学把握处理机的调度方法；教学重点 ：调度算法；教学难点 ：进程调度；作业布置 ：教学内容：设计一个按时间片轮转法实现处理器调度的程序 提示 . 假定系统有五个进程 , 每一个进程用一个进程把握块 格式为 : 进程名 时间 要求求运行时间 优先数 状态PCB来代表 . 进程把握块的其 中 , 进 程 名 -作 为 进 程 的 标 识 , 假 设 五 个 进

9、 程 的 进 程 名 分 别 是,Q1,Q2,Q3,Q4,Q5. 指针 -进程按次序排成循环队列 , 用指针指出下一个进程的进程把握块首地址最终一个进程中的指针指出第一个进程的进程把握块首地址. 要求运行时间 -假设进程需要运行的单位时间数. 已运行时间 - 假设进程已经运行的单位时间数, 初始值为 0. 状态 -有两种状态 , 就绪 状态和 终止 状态 , 初始状态都为 就绪 , 用R 表 示, 当一个进程运行终止后 , 它的状态变为 终止 , 用E 表示. 每次运行你所设计的处理器调度程序之前, 为每个进程任意确定它的要求运行时间 . 把五个进程按次序排成循环队列, 用指针指出队列连接情形

10、. 另用一标志单元记录轮到运行的进程 . 例如 , 当前轮到 Q2 执行 , 就有: 标志单元 k1 k2 k3 k4 k5 PCB1 PCB2 PCB3 PCB4 PCB5 处理器调度总是挑选标志单元指示的进程运行. 由于本试验是模拟处理器调度的功能 , 所以, 对被选中的进程并不实际启动运行, 而是执行 : . 已运行时间 -1 来模拟进程的一次运行 , 表示进程已经运行过一个单位的时间请同学们留意 : 在实际的系统中 , 当一个进程被选中运行时 , 必需置上该进程可以运行的时间片值 , 以及复原进程的现场 , 让它占有处理器运行 , 直到显现等待大事或运行满一个时间片 . 在这里省去了这

11、些工作 , 仅用 已运行时间 +1来表示进程已经运行满一个时间片 . 进程运行一次后 , 应把该进程的进程把握块中的指针值送到标志单元 , 以指示下一个轮到运行的进程 . 同时, 应判定该进程的要求运行时间与已运行时间 , 如该进程要求运行时间 已运行时间 , 就表示它尚未执行终止 , 应待到下一轮时再运行 .如该进程的要求运行时间 =已运行时间 , 就表示它已经执行终止 , 应把它的状态修改为 终止E 且退出队列 . 此时 , 应把该进程的进程把握块中的指针值送到前面一个进程的指针位置 . 如 就绪 状态的进程队列不为空 成为 终止 状态. , 就重复上面 4 和5 的步骤 , 直到全部进程

12、都在所设计的称序中应有显示或打印语句 , 能显示或打印每次被选中进程的进程名以及运行一次后进称对列的变化 . 为五个进程任意确定一组 要求运行时间 , 启动所设计的处理器调度程序 , 显示或打印逐次被选中进程的进程名以及进程把握块的动态变化过程 . 授课题目： 操作系统实训 4 授课序号 ：18 授课班级 ：司法信息 2022 级教学方法 ：讲授法课时 ：2 学时教学目的 ：通过这一章的学习,使同学把握虚拟储备器的功能；教学重点 ：虚拟储备器的功能；教学难点 ：虚拟储备器的功能；作业布置 ：教学内容：试验二 虚拟储备器 一, 试验内容模拟分页式虚拟储备治理中硬件的地址转换和缺页中断 处理缺页中

13、断 . , 以及挑选页面调度算法二, 试验目的 在运算机系统中 , 为了提高主存利用率, 往往把帮忙储备器 如磁盘 作为主储备器的扩充 , 使多道运行的作业的全部规律地址空间总和可以超出主存的确定地址空间 . 用这种方法扩充的主储备器称为虚拟储备器 分页式储备治理中怎样实现虚拟储备器 . 三, 试验题目. 通过本试验帮忙同学懂得在本试验有三道题目 , 其中第一题必做 , 其次 , 三题中可任选一个 . 第一题 : 模拟分页式储备治理中硬件的地址转换和产生缺页中断. 提示 分页式虚拟储备系统是把作业信息的副本存放在磁盘上, 当作业被选中时 , 可把作业的开头几页先装入主存且启动执行 . 为此 ,

14、 在为作业建立页表时 , 应说明哪些页已在主存 , 哪些页尚未装入主存 , 页表的格式为 : 页号标志主存块号在磁盘上的位置其中 , 标志-用来表示对应页是否已经装入主存 , 标志位 =1, 就表示该页已经在主存 , 标志位 =0, 就表示该页尚未装入主存 . 主存块号 -用来表示已经装入主存的页所占的块号 . 在磁盘上的位置 -用来指出作业副本的每一页被存放在磁盘上的位置 . 作业执行时 , 指令中的规律地址指出了参加运算的操作存放的页号和单元号 , 硬件的地址转换机构按页号查页表 , 如该页对应标志为 1, 就表示该页已在主存 ,这时依据关系式 : 确定地址 =块号 块长 +单元号 运算出

15、欲拜望的主存单元地址分 , 把单元号作为低地址部分. 假如块长为2 的幂次 , 就可把块号作为高地址部, 两者拼接而成确定地址. 如拜望的页对应标志为0, 就表示该页不在主存 , 这时硬件发 缺页中断 信号 , 有操作系统按该页在磁盘上的位置 , 把该页信息从磁盘读出装入主存后再重新执行这条指令 . 设计一个 地址转换 程序来模拟硬件的地址转换工作 . 当拜望的页在主存时 , 就形成确定地址 , 但不去模拟指令的执行 , 而用输出转换后的地址来代替一条指令的执行 . 当拜望的页不在主存时 , 就输出 * 该页页号 , 表示产生了一次缺页中断. 运行设计的地址转换程序 , 显示或打印运行结果 .

16、 因仅模拟地址转换 , 并不模拟指令的执行 , 故可不考虑上述指令序列中的操作 . 授课题目： 操作系统实训 5 授课序号 ：20 授课班级 ：司法信息 2022 级教学方法 ：讲授 , 实训课时 ：2 学时教学目的 ：通过这一章的学习,使同学把握页面调度算法；教学重点 ：把握页面调度算法；教学难点 ：最近最少用 LRU页面调度算法处理缺页中断；作业布置 ：教学内容：用先进先出 FIFO 页面调度算法处理缺页中断 提示 : . 在分页式虚拟储备系统中, 当硬件发出 缺页中断 后, 引出操作系统来处理这个中断大事 . 假如主存中已经没有闲暇块 , 就可用 FIFO 页面调度算法把该作业中最先进入

17、主存的一页调出 , 存放到磁盘上 , 然后再把当前要拜望的页装入该块 . 调出和装入后都要修改页表页表中对应页的标志 . FIFO页面调度算法总是剔除该作业中最先进入主存的那一页 , 因此可以用一个数组来表示该作业已在主存的页面 . 假定作业被选中时 , 把开头的 m 个页面装入主存, 就数组的元素可定为 m个. 例如 : P0,P1, .,Pm -1 其中每一个 Pii=0,1, .,m -1 表示一个在主存中的页面号 . 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 , 应剔除的页在数组中的位置 ,k 的初值为 0. 当产生缺页中断

18、后 , 操作系统挑选 Pk 所指出的页面调出 , 然后执行 : Pk:= 要装入页的页号k:=k+1 mod m 再由装入程序把要拜望的一页信息装入到主存中. 重新启动刚才那条指令执行. 编制一个 FIFO 页面调度程序 , 为了提高系统效率 , 假如应剔除的页在执行中没有修改过 , 就可不必把该页调出 因在磁盘上已有副本 而直接装入一个新页将其覆盖. 因此在页表中增加是否修改过的标志 格式为 : , 为1 表示修改过 , 为0 表示未修改过 ,由于是模拟调度算法 , 所以, 不实际启动输出一页和装入一页的程序 , 而用输出调出的页号和装入的页号来代替一次调出和装入的过程 . 把第一题中程序稍

19、作修改 , 与此题结合起来 ,FIFO 页面调度模拟算法如 p103 图2-2. 磁盘上 , 在磁盘上的存放地址以及已装入主存的页和作业依次执行的指令序列都同第一题中 4 所示. 于是增加了 修改标志 后的初始页表为 : 按依次执行的指令序列 , 运行你所设计的程序 , 显示或打印每次调出和装入的页号, 以及执行了最终一条指令后的数组P的值 . 为了检查程序的正确性 , 可再任意确定一组指令序列, 运行设计的程序 , 核对执行的结果 . 用最近最少用 LRU页面调度算法处理缺页中断. 提示 在分页式虚拟储备系统中 , 当硬件发出 缺页中断 后, 引出操作系统来处理这个中断大事 . 假如主存中已

20、经没有闲暇块 , 就可用 LRU 页面调度算法把该作业中最先进入主存的一页调出 , 存放到磁盘上 , 然后再把当前要拜望的页装入该块 . 调出和装入后都要修改页表页表中对应页的标志 . LRU 页面调度算法总是剔除该作业中距现在最久没有拜望过的那一页 , 因此可以用一个数组来表示该作业已在主存的页面. 数组中的第一个元素总是指出当前刚拜望的页号 , 因此最久没被拜望的页总是由最终一个元素指出 . 假如主存中只有四块闲暇块且执行第一题提示 在主存中的页面变化情形如下4 假设的指令序列 , 接受 LRU页面调度算法 , 那麽 : 编制一个 LRU 页面调度程序 , 为了提高系统效率 , 假如应剔除

21、的页在执行中没有修改过 , 就可不必把该页调出 输出一页和装入一页的程序题中的程序稍作. 参看其次题中提示 3. 模拟调度算法不实际启动 , 而用输出调出的页号和装入的页号来代替 . 把第一改动 , 与此题集合起来 ,LRU 页面调度模拟算法如图 2-3. 按第一题中提示 4 的要求 , 建立一张初始页表 , 表中为每一页增加 修改标志 位 参考其次题中提示 4.然后按依次执行的指令序列, 运行你所设计的程序. , 显示或打印每次调出和装入的页号, 以及执行了最终一条指令后的数组中的值为了检查程序的正确性 , 可再任意确定一组指令序列 的结果, 运行设计的程序 , 核对执行授课题目： 操作系统

22、实训 6 授课序号 ：22 授课班级 ：司法信息 2022 级教学方法 ：讲授 , 实训课时 ：2 学时教学目的 ：通过这一章的学习,使同学把握主储备器空间的支配和回收；教学重点 ：把握主储备器空间的支配和回收；教学难点 ：主储备器空间的支配；作业布置 ：教学内容：试验三、主储备器空间的支配和回收 一、实习内容 主储备器空间的支配和回收；二、实习目的 一个好的运算机系统不仅要有一个足够容量的、存取速度高的、稳固牢靠的主储备器, 而且要能合理地支配和使用这些储备空间；当用户提出申请储备器空间时,储备治理必需依据申请者的要求, 按确定的策略分析主存空间的使用情形,找出足够的闲暇区域支配给申请者；当

23、作业撤离或主动归仍主存资源时,就储备治理要收回作业占用的主存空间或归仍部分主存空间；主存的支配和回收的实现虽与主储备器的治理方式有关的, 通过本实习帮忙同学懂得在不同的储备治理方 式下应怎样实现主存空间的支配和回收；三、实习题目 本实习模拟在两种储备治理方式下的主存支配和回收；第一题： 在可变分区治理方式下接受最先适应算法实现主存支配和实现主存 回收； 提示 ：可变分区方式是按作业需要的主存空间大小来分割分区的；当要装入一个作 业时,依据作业需要的主存量查看是否有足够的闲暇空间,如有,就按需要量分 割一个分区支配给该作业；如无,就作业不能装入；随着作业的装入、撤离,主 存空间被分成许多个分区,

24、有的分区被作业占用,而有的分区是闲暇的；例如：0 5k 10k 14k 26k 32k 操作系统 作业 1 作业 3 闲暇区作业 2 128k闲暇区为了说明哪些区是闲暇的,可以用来装入新作业,必需要有一张闲暇区说明表,格式如下：第一栏起址长度状态14 K 12 K 未支配其次栏32 K 96 K 未支配空表目 空表目其中,起址指出一个闲暇区的主存起始地址；长度指出从起始地址开头的一个连续闲暇的长度；状态有两种状态,一种是“ 未支配” 状态,指出对应的由起址指出的某个长 度的区域是闲暇区；另一种是“ 空表目” 状态,表示表中对应的登记项目是空白（无效）,可用来登记新的闲暇区（例如,作业撤离后,它

25、所占的区域就成了空 闲区,应找一个“ 空表目” 栏登记归仍区的起址和长度且修改状态）；由于分区 的个数不定,所以闲暇区说明表中应有适量的状态为“ 空表目” 的登记栏目,否 就造成表格“ 溢出” 无法登记；上述的这张说明表的登记情形是按提示（的主存区域后填写的；1）中的例所装入的三个作业占用2 当有一个新作业要求装入主存时,必需查闲暇区说明表,从中找出一个足够大的闲暇区； 有时找到的闲暇区可能大于作业需要量,这时应把原先的闲暇区变成两部分：一部分分给作业占用；另一部分又成为一个较小的闲暇区；为了尽量削减由于分割造成的闲暇区,而尽量储存高地址部分有较大的连续闲暇区域,以利于大型作业的装入；为此,在

26、闲暇区说明表中,把每个闲暇区按其地址次序登记, 即每个后继的闲暇区其起始地址总是比前者大；为了便利查找仍可使表格“ 紧缩” ,总是让“ 空表目” 栏集中在表格的后部；3 接受最先适应算法（次序支配算法）支配主存空间；依据作业的需要量,查闲暇区说明表,次序查看登记栏,找到第一个能中意要求的闲暇区；当闲暇区大于需要量时,闲区登记在闲暇区说明表中；一部分用来装入作业, 另一部分仍为空由于本实习是模拟主存的支配,所以把主存区支配给作业后并不实际启动装入程序装入作业,而用输出“ 支配情形” 来代替；最先适应支配算法如图 4-1 ；4 当一个作业执行终止撤离时,作业所占的区域应当归仍,归仍的区域如果与其它

27、闲暇区相邻,就应合成一个较大的闲暇区,登记在闲暇区说明表中；例如,在提示（ 1）中列举的情形下,假如作业 2 撤离,归仍所占主存区域时,应与上、下相邻的闲暇区一起合成一个大的闲暇区登记在闲暇区说明表中；归仍主存时的回收算法如图 4-2 ；5 请按最先适应算法设计主存支配和回收的程序；然后按（1）中假设主存中已装入三个作业,且形成两个闲暇区,确定闲暇区说明表的初值； 现有一个需要主存量为 6K 的作业 4 申请装入主存；然后作业3 撤离；再作业 2 撤离；请你为它们进行主存支配和回收, 把闲暇区说明表的初值以及每次支配或回收后的 变化显示出来或打印出来；其次题：在分页式治理方式下接受位示图来表示

28、主存支配情形,实现主存空 间的支配和回收； 提示 ：1 分页式储备器把主存分成大小相等的如干块,作业的信息也按块的大小分页,作业装入主存时可把作业的信息按页分散存放在主存的闲暇块中,为了说明主存中哪些块已经被占用, 哪些块是尚未支配的闲暇块, 可用一张位示图来指出；位示图可由如干储备单元来构成,其中每一位与一个物理块对应,用 0/1 表示对应块为闲暇 / 已占用；2 假设某系统的主存被分成大小相等的 64 块,就位示图可用 8 个字节来构成,另用一单元记录当前闲暇块数；假如已有第 0,1,4,5,6,9,11,13,24,31,共 10 个主存块被占用了,那么位示图情形如下：字位节数号 0 1

29、 2 3 4 5 6 7 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 3 1 0 0 0 0 0 0 1 4 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 0 0 6 0 0 0 0 0 0 0 0 7 0 0 0 0 0 0 0 0 授课题目： 操作系统实训 7 授课序号 ：24 授课班级 ：司法信息 2022 级教学方法 ：讲授 , 实训课时 ：2 学时教学目的 ：通过这一章的学习,使同学把握进程同步；教学重点 ：把握进程同步；教学难点 ：用 PV操作解决生产者消费者问题；作业布置 ：教学内容：试验四、同步机构一

30、, 试验内容模拟实现用同步机构防止并发进程执行时可能显现的与时间有关的错误 . 二, 试验目的进程是程序在一个数据集合上运行的过程 个进程轮番地占用处理器运行 . , 进程是并发执行的 , 也即系统中的多我们把如干个进程都能进行拜望和修改地那些变量成为公共变量 . 由于进程是并发执行的 , 所以 , 假如对进程拜望公共变量不加限制, 那么就会产生 与时间有关 的错误 , 即进程执行后 , 所得到的结果与拜望公共变量的时间有关 . 为了防止这类错误 , 系统必需要用同步机构来把握进程对公共变量的拜望 . 一般说 , 同步机构是由如干条原语同步原语所组成 . 本试验要求同学模拟 PV 操作同步机构

31、的实现 , 模拟进程的并发执行 , 明白进程并发执行时同步机构的作用 . 三, 试验题目模拟 PV操作同步机构 , 且用 PV操作解决生产者消费者问题 . 提示 : 1 PV 操作同步机构 , 由 P 操作原语和 V 操作原语组成 , 它们的定义如下 : P操作原语 Ps: 将信号量 s 减去 1, 如结果小于 0, 就执行原语的进程被置成等待信号量 s 的状态 . V操作原语 Vs: 将信号量 s 加 1, 如结果不大于 0, 就释放一个等待信号量 s 的进程. 这两条原语是如下的两个过程 : procedure p var s: semaphore; begin s:=s-1; if s0

32、 then Ws end p procedure v var s: semaphore; begin s: =s+1; if s=0 then Rs end V 其中 Ws表示将调用过程的进程置为等待信号量 待信号量 s 的进程 . s 的状态 ;Rs 表示释放一个等在系统初始化时应把 semaphore 定义为某个类型 , 为简洁起见 , 在模拟试验中可 把上述的 semaphore直接改成 integer. 2 生产者消费者问题 . 假定有一个生产者和消费者 , 生产者每次生产一件产品 , 并把生产的产品存入共 享缓冲器以供消费者取走使用 . 消费者每次从缓冲器内取出一件产品去消费 . 禁

33、止生产者将产品放入已满的缓冲器内 , 禁止消费者从空缓冲器内取产品 . 假定缓 冲器内可同时存放 10件产品 . 那么 , 用 PV操作来实现生产者和消费者之间的同步 ,生产者和消费者两个进程的程序如下 : B:array 0.9 of products; s1,s2: semaphore; IN, out; integer; IN:=0;out:=0; cobegin procedure producer; c: products; begin L1: produce c; p s1; BIN:=C; IN:=IN+1mod 10; vs2; goto L1 end; procedure c

34、onsumer; x: products; begin L2:Ps2; x:=Bout; out:=out+1 mod 10; vs1; consumex; goto L2 end; coend 其中的 semaphore 和 products 是预先定义的两个类型 , 在模拟实现中 semaphore 用 integer 或 char 等代替 . 授课题目： 操作系统实训 8 授课序号 ：26 授课班级 ：司法信息 2022 级教学方法 ：讲授 , 实训课时 ：2 学时教学目的 ：通过这一章的学习,使同学把握作业调度；教学重点 ：模拟批处理多道操作系统的作业调度；教学难点 ：模拟批处理多道操

35、作系统的作业调度；作业布置 ：教学内容：实习五作业调度 一、实习内容 模拟批处理多道操作系统的作业调度；二、实习目的 每个用户请求运算机运算的一个运算任务叫做一个作业；一个作业从输入初 始数据到得到运算结果,要经过如干个步骤的相继执行；例如,编辑、编译、运行等,其中每一个步骤称作一个作业步；用户向系统提出作业加工步骤的方式称作业把握方式,作业把握方式有两种：终端把握方式 （又称直接把握方式或联机 把握方式）和批处理把握方式（又称自动把握方式或脱机把握方式）；在批处理把握方式下,用户接受系统供应的作业把握语言（JCL）写好作业 说明书,说明作业加工的步骤； 操作员把一批作业组织成输入流,通过“

36、预输入”手段使每个作业的信息（包括作业说明书、源程序、初始数据等）暂存在帮忙存 储器的“ 输入井” 中；批处理多道操作系统的作业治理有两个任务：作业调度和作业把握；接受多 道程序设计方法的操作系统, 在系统中要经常保留多个运行的作业,以提高系统 效率；作业调度从系统已接纳的暂存在输入井中的一批作业中挑选出如干个可运行的作业, 并为这些被选中的作业支配所需的系统资源；须依据它们各自的作业说明书规定的步骤进行把握；对被选中运行的作业必本实习要求同学模拟作业调度的实现,明白作业调度在操作系统中的作用；三、实习题目 接受先来先服务算法和运行时间最短者优先算法模拟设计作业调度程序； 提示 ：1 作业调度

37、程序负责从输入井挑选如干个作业进入主存,为它们支配必要的资源, 当它们能够被进程调度选中时,就可占用处理器运行； 作业调度挑选一个作业的必要条件是系统中现有的尚未支配的资源可中意该作业的资源要求；但有时系统中现有的尚未支配的资源既可中意某个作业的要求也可中意其它一些作业的要求,那么, 作业调度必需按确定的算法在这些作业中作出挑选；先来先服务算法是依据作业进入输入井的先后次序来挑选作业,先进入输入井的作业优先被挑选, 当系统中现有的尚未支配的资源不能中意先进入输入井的作业时,那么次序挑选后面的作业； 运行时间最短者优先算法总是按作业要求运行的时间来挑选作业,每次挑选要求运行时间短且资源要求能中意

38、的作业先进入主存执行；2 为了表示暂存在输入井中的各个作业的情形（作业信息在输入井中的位 置、作业的资源要求等） ,经常接受二级目录结构：作业表和预输入表；例如：用户名作业名资源要求预输入表地址作业表文件名文件属性文件长度在输入井中位置预输入 表“ 预输入”程序为每个作业在作业表中占一登记栏,且把作业信息存放到输入井中并按文件（源程序文件、数据文件等）登记在预输入表中；“ 预输入” 程序工 作时仍把作业把握语句集中, 作为作业说明书文件存放在输入井并登记在预输入 表的第一栏中,同时把用户在作业说明书中提出的资源要求登记在作业表中；本实习模拟作业调度,所以可不考虑有关“ 预输入” 程序的工作；假

39、定“ 预输入” 程序已经把一批作业的信息存放在输入井了,表：并为它们建立了如下的作业用户名作业名状态运行时间资源要求预输入表主存磁带地址A ZYA 收容0.3 小时15k 2 B ZYB 收容0.5 小时60k 1 C ZYC 收容0.1 小时50k 3 D ZYD 收容0.4 小时10k 2 E ZYE 收容0.1 小时30k 3 其中状态分三种：收容状态作业已在输入井,但尚未被选中执行；执行状态作业被选中,正在执行；完成状态作业执行终止；3 假定主存中可容纳多道作业同时执行,那么作业调度按调度算法和资源支配情形查作业表, 从中挑选如干作业, 对每个被选中的作业创建一个作业把握进程且使它们处

40、于就绪状态,同时把选中作业的作业说明书读入主存；处理器调度按调度策略挑选作业调度进程或作业把握进程轮番占有处理器（处理器调度参见实习二） ；作业把握进程按作业说明书把握作业执行,当一个作业执行终止后, 作业调度再从输入井中挑选一个作业进入主存,直到输入井中 的作业都执行终止,通知操作员再预输入一批作业；本实习主要模拟作业调度,所以对处理器调度、作业把握过程简化；用输入随机数模拟处理器调度, 用输入“ 用户名、 作业名” 模拟一个作业已经执行终止；于是,本实习的模拟流程可参考图 11-1 ；4 假定某系统可供用户使用的主存空间共100k,并有 5 台磁带机； 主存分配接受可变分区支配方式且主存中

41、信息不答应移动（参考实习四）,对磁带机采 用静态支配策略, 主存中可同时执行的作业限定为两道,作业调度分别接受先来 先服务算法和运行时间最短者优先算法,参考图 11-1 设计模拟作业调度的程序；假定作业表的初值如提示（ 2）,分别在两种算法把握下运行设计的程序,依次显 示被选中作业的用户名和作业名；比较两种作业调度算法挑选作业的次序；在模拟作业执行终止输入被撤离作业的用户名、作业名时,应依据已在主存 中的作业需运行的时间来准备撤离的先后次序；四、实习报告 1 实习题目；2 程序所用的数据结构及其说明；3 打印一份源程序且附上注释；4 打印程序运行前的作业表,运行不同算法的作业调度程序,打印每挑

42、选 一个作业后的作业表变化情形以及作业被选中执行的次序；授课题目： 操作系统实训 9 授课序号 ：28 授课班级 ：司法信息 2022 级教学方法 ：讲授,实训课时 ：2 学时教学目的 ：通过这一章的学习,使同学懂得文件的规律结构、储备结构、存取方 式之间的联系；教学重点 ：文件的规律结构；教学难点 ：文件的储备结构 作业布置 ：教学内容：实习六文件结构 一、实习内容把文件的规律结构转换成储备结构,储结构；二、实习目的设计便于次序存取和直接存取的文件存文件的结构是指文件中信息的构造方式,通常分成规律结构和储备结构两种；文件的规律结构是从用户的观点动身,争论用户概念中的信息组织方式,这时,把文件

43、看成是如干个规律记录的集合；物理储备介质上的存放方法和组织关系,文件的储备结构是指文件中的信息在 这时,把文件看成是相关物理块的有序集合；用户是按规律结构来生成和使用文件的,而文件系统必需依据储备设备的物理特性和用户对文件信息的存取方式来治理文件；所以,文件系统一个主要任务就是要在文件的规律结构和储备结构之间建立一个映射；本实习要求同学模拟设计文件的储备结构,通过实习懂得文件的规律结构、储备结构、存取方式之间的联系；三、实习题目模拟设计 MS-DOS操作系统中磁盘文件的储备结构； 提示 ：1 当用户对记录式文件接受次序存以方式时,用户总是依次地拜望一个个规律记录,即当拜望了第 I 个记录后,下

44、次总是拜望第 i+1 个记录；所以,当用户接受次序存取方式拜望文件时,只要给出拜望要求（读或写）而无需再指出要拜望的记录号；在 MS-DOS中 FAT的前两项用来记录盘的类型；第2 项起表示盘的支配和链接情况,在上例中第 3 项为“0 表示对应的第 3 块闲暇；图 7-2 仍指出了文件 A 依次存放在第 2,4,20,21,45,46 块中,指针为 FFF时表示文件终止；可见, MS-DOS的 FAT 表起了两个作用：一是起到位示图的作用,可从中判别哪些块被占用,哪些块是闲暇的；二是指出了文件的链接情形；3 假定磁盘储备空间共有 32 个物理块,模拟设计文件定位表 FAT；文件定位表可以用一个

45、一维数组 FAT031 来定义,其中一个元素与一个物理块对应；当FATi=0 时,表示第 i 块为闲暇块；当 FATi=FFF 时,表示链接文件到第 i 块终止；当 FATi 0 FATi FFF时,其值指示链接文件中下一个物理块号；4 假定磁盘上的每个物理块只能存放一个规律记录,设计一个程序把文件的逻辑结构模拟转换成 MS-DOS的链接结构；用户要求储存一个已经在主存中的文件时,给出文件名和文件的规律记录长度及个数,对一个已经储存的文件,答应用户插入新记录；用键盘输入来模拟用户的要求,输入信息为：“ 存” 文件名规律记录长度规律记录个数“ 插入” 文件名规律记录号“ 插入” 要求中的规律记录

46、号是指在该记录后插入一个新记录；模拟程序的算法如图 7-3 ；在设计的模拟程序中可不执行“ 规律记录存入物理块” 的工作,而用显示文件目录表和 FAT来代替；5 可假设系统中已经有两个链接文件,其链接情形由 FAT表指出（链接情形学生自定）,现又要储存一个新文件,然后对已储存的文件插入一个新记录；运行 你所设计的程序,观看其结果；授课题目： 操作系统实训 10 授课序号 ：30 授课班级 ：司法信息 2022 级教学方法 ：讲授,实训课时 ：2 学时教学目的 ：通过这一章的学习,使同学懂得中断处理 教学重点 ：中断处理；教学难点 ：模拟中断大事的处理作业布置 ：教学内容：实习七中断处理 一、实习内容 模拟中断大事的处理；二、实习目的 现代运算机系统的硬件部分都设有中断机构,它是实现多道程序设计的基 础；中断机构能发觉中断大事, 且当发觉中断大事后迫使正在处理器上执行的进 程暂时停止执行, 而让操作系统的中断处理程序占有处理器去处理显现的中断事 件；对不同的中断大事, 由于它们的性质不同, 所以操作系统应接受不同的处理；通过实习明白中断及中断处理程序的作用；本实习模拟“ 时钟中断大事”的处理,对其它中断大事的模拟处理, 可依据各中断大事的性质确定处理原就,制定算法,然后依照本实习,自行设计；三、实习题目 模拟时钟中断的产生及设计一个对时钟中