操作系统实验题目及实验报告要求

1、实 验 报 告实验课程： 计算机操作系统 学生姓名： 余长华 学 号： 专业班级： 管理科学与工程类093班 2011年 5月 18日 目 录（二号宋体）一、 实验一 页码二、 实验二 页码三、 实验三 页码四、 实验四 页码五、 实验五 页码南昌大学实验报告 -（1）操作系统安装及其接口环境学生姓名： 余长华 学号： 专业班级： 管理科学与工程类093班 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期： 实验成绩： 一、实验目的熟悉Windows/Linux操作系统的安装过程与安装方法，并掌握该操作系统所提供的用户接口环境，并为后续实验做好编程环境准备。二、实验内容1、熟悉Windows/Li

2、nux操作系统的安装过程与安装方法，并掌握该操作系统所提供的用户接口环境，通过系统提供的用户管理程序、查看系统中的用户情况、进程、线程、内存使用情况等，学会使用它进行监视进程的状况、系统资源的使用情况及用户情况。并为后续实验做好编程环境准备。2、用C语言编写一小段程序，使其可以通过某个系统调用来获得OS提供的某种服务。三、实验要求1 了解所安装的操作系统对软硬件资源的具体要求；2 机器最低硬件配置要求；3 操作系统所提供的用户接口环境的熟悉；4 了解主要BIOS CMOS参数的含义及其设置方法；5 掌握程序编写中系统调用的方法。四、主要实验步骤 1准备安装缩所需软件等物品资料2打开VWARE软

3、件，点击文件新建虚拟机，弹出如下对话框，选择并设定磁盘存储大小，点击完成3编辑虚拟机设置，弹出下列对话框，选择点击OK 4启动虚拟机，进入安装界面 选择语言选择时区选择键盘布局，一般默认U.S.A就可以准备分区，弹出如下对话框，进行选择双击分区，选择挂载点进入文件迁移向导填写用户信息最后检验，点击安装在WINDOWS下直接执行Ubuntu8.04liveCd光盘中wubi.exe程序，会出现以下对话框点击安装，完成五、实验数据及处理结果六、实验体会或对改进实验的建议 安装过程操作繁琐，对于某些应用需求要谨慎选择六、 参考资料计算机操作系统教材七、参考资料南昌大学实验报告 -（2）编程模拟进程间

4、的同步和互斥学生姓名： 余长华 学号： 专业班级： 管理科学与工程类093班 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期： 实验成绩： 一、实验目的通过实验加强对进程同步和互斥的理解，并掌握进程（线程）的创建和调用方法。学会使用信号量解决资源共享问题。学生可以自己选择在Windows或Linux系统下编写。二、实验内容1以下为Linux系统下参考程序，请编译、运行并观察程序的输出，并分析实验结果，写出实验报告。#include#include#include#include#include#include#include#define NUM_PROCS 5#define SEM_ID 25

5、0#define FILE_NAME /tmp/sem_aaa#define DELAY void update_file(int sem_set_id, char *file_path, int number)struct sembuf sem_op;FILE *file;/等待信号量的数值变为非负数，此处设为负值，相当于对信号量进行P操作sem_op.sem_num=0;sem_op.sem_op=-1;sem_op.sem_flg=0;semop(sem_set_id,&sem_op,1);/写文件，写入的数值是当前进程的进程号file=fopen(file_path,w);if(fil

6、e)/临界区fprintf(file,%dn,number);printf(%dn,number);fclose(file);/发送信号，把信号量的数值加1，此处相当于对信号量进行V操作sem_op.sem_num=0;sem_op.sem_op=1;sem_op.sem_flg=0;semop(sem_set_id,&sem_op,1);/子进程写文件void do_child_loop(int sem_set_id,char *file_name)pid_t pid=getpid();int i,j;for(i=0;i3;i+)update_file(sem_set_id,file_nam

7、e,pid);for(j=0;j;j+);int main(int argc,char *argv)int sem_set_id; /信号量集的IDunion semun sem_val; /信号量的数值，用于semctl()int child_pid;int i;int rc;/ 建立信号量集，ID是250，其中只有一个信号量sem_set_id=semget(SEM_ID,1,IPC_CREAT|0600);if(sem_set_id=-1)perror(main: semget);exit(1);/把第一个信号量的数值设置为1sem_val.val=1;rc=semctl(sem_set

8、_id,0,SETVAL,sem_val);if(rc=-1)perror(main:semctl);exit(1);/建立一些子进程，使它们可以同时以竞争的方式访问信号量for(i=0;iNUM_PROCS;i+)child_pid=fork();switch(child_pid)case -1: perror(fork);case 0: /子进程do_child_loop(sem_set_id,FILE_NAME);exit(0);default: /父进程接着运行break;/等待子进程结束for(i=0;iNUM_PROCS;i+)int child_status;wait(&chil

9、d_status);printf(main:were donen);fflush(stdout);return 0;2模拟PV操作同步机构，且用PV操作解决生产者消费者问题。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P(s)：将信号量s减去1，若结果小于0，则执行原语的进程被置成等待信号量s的状态。V操作原语V(s)：将信号量s加1，若结果不大于0，则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;

10、if s0 then W(s)end pprocedure v (var s: semaphore);begin s: =s+1;if sPC结束保护现场，PC=当前进程PCB的断点有就绪进程？否是图4-5处理器调度程序流程P(s)GOTO空操作PutGETproduceconsumeV(s)开始j:=PC按j转向各模拟指令对应的过程现行进程为生产者？否是j:=SAij:=PAiPC:=i+1置现行进程为就绪态返回生产者运行结束？置生产者进程为完成态是否图 4-6 模拟处理器指令执行开始SS+1将调用V(s)过程的进程置为就绪找一个等待s信号量的进程置为就绪态S0返回否是开始SS-1将调用P(

11、s)过程的进程置为就绪将调用P(s)过程的进程置为等待信号量s的状态S0返回否是（1）模拟P（S） （2）模拟V（S）图 4-7 模拟PV操作的执行三、实验要求1、 linux操作系统2、 Windows操作系统四、主要实验步骤linux操作系统下的操作步骤： gedit semaphore.c (编辑程序)gcc o semaphore semaphore.c （编译、链接程序）./semaphore（执行程序）五、实验数据及处理结果代码#include #include const unsigned short SIZE_OF_BUFFER = 10; /缓冲区长度unsigned sho

12、rt ProductID = 0; /产品号unsigned short ConsumeID = 0; /将被消耗的产品号unsigned short in = 0; /产品进缓冲区时的缓冲区下标unsigned short out = 0; /产品出缓冲区时的缓冲区下标int g_bufferSIZE_OF_BUFFER; /缓冲区是个循环队列bool g_continue = true; /控制程序结束HANDLE g_hMutex; /用于线程间的互斥HANDLE g_hFullSemaphore; /当缓冲区满时迫使生产者等待HANDLE g_hEmptySemaphore; /当缓冲

13、区空时迫使消费者等待DWORD WINAPI Producer(LPVOID); /生产者线程DWORD WINAPI Consumer(LPVOID); /消费者线程int main() /创建各个互斥信号 g_hMutex = CreateMutex(NULL,FALSE,NULL); g_hFullSemaphore = CreateSemaphore(NULL,SIZE_OF_BUFFER-1,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL); g_hEmptySemaphore = CreateSemaphore(NULL,0,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL); /调整下面的

14、数值，可以发现，当生产者个数多于消费者个数时， /生产速度快，生产者经常等待消费者；反之，消费者经常等待 const unsigned short PRODUCERS_COUNT = 3; /生产者的个数 const unsigned short CONSUMERS_COUNT = 1; /消费者的个数 /总的线程数 const unsigned short THREADS_COUNT = PRODUCERS_COUNT+CONSUMERS_COUNT; HANDLE hThreadsPRODUCERS_COUNT; /各线程的handle DWORD producerIDCONSUMERS_

15、COUNT; /生产者线程的标识符 DWORD consumerIDTHREADS_COUNT; /消费者线程的标识符 /创建生产者线程 for (int i=0;iPRODUCERS_COUNT;+i) hThreadsi=CreateThread(NULL,0,Producer,NULL,0,&producerIDi); if (hThreadsi=NULL) return -1; /创建消费者线程 for (int j=0;jCONSUMERS_COUNT;+j) hThreadsPRODUCERS_COUNT+j=CreateThread(NULL,0,Consumer,NULL,0,

16、&consumerIDj); if (hThreadsj=NULL) return -1; while (g_continue) if (getchar() /按回车后终止程序运行 g_continue = false; return 0;/生产一个产品。简单模拟了一下，仅输出新产品的ID号void Produce() std:cerr Producing +ProductID . ; std:cerr Succeed std:endl;/把新生产的产品放入缓冲区void Append() std:cerr Appending a product . ; g_bufferin = Produc

17、tID; in = (in+1)%SIZE_OF_BUFFER; std:cerr Succeed std:endl; /输出缓冲区当前的状态 for (int i=0;iSIZE_OF_BUFFER;+i) std:cout i : g_bufferi; if (i=in) std:cout - 生产; if (i=out) std:cout - 消费; std:cout std:endl; /从缓冲区中取出一个产品void Take() std:cerr Taking a product . ; ConsumeID = g_bufferout; out = (out+1)%SIZE_OF_

18、BUFFER; std:cerr Succeed std:endl; /输出缓冲区当前的状态 for (int i=0;iSIZE_OF_BUFFER;+i) std:cout i : g_bufferi; if (i=in) std:cout - 生产; if (i=out) std:cout - 消费; std:cout std:endl; /消耗一个产品void Consume() std:cerr Consuming ConsumeID . ; std:cerr Succeed std:endl;/生产者DWORD WINAPI Producer(LPVOID lpPara) whil

19、e (g_continue) WaitForSingleObject(g_hFullSemaphore,INFINITE); WaitForSingleObject(g_hMutex,INFINITE); Produce(); Append(); Sleep(1500); ReleaseMutex(g_hMutex); ReleaseSemaphore(g_hEmptySemaphore,1,NULL); return 0;/消费者DWORD WINAPI Consumer(LPVOID lpPara) while (g_continue) WaitForSingleObject(g_hEmp

20、tySemaphore,INFINITE); WaitForSingleObject(g_hMutex,INFINITE); Take(); Consume(); Sleep(1500); ReleaseMutex(g_hMutex); ReleaseSemaphore(g_hFullSemaphore,1,NULL); return 0;6、 实验体会或对改进实验的建议1、实验程序复杂，很容易出现错误；2、在运行的时候，刚开始程序中出现了一个错误，就是重复用了i来定义变量，后来出错，就给变成j；3、运行结果时，如果没有按回车键，此程序会一直运行下去，类似一个死循环；七、参考资料南昌大学实验报

21、告 -（3）编程实现银行家安全算法学生姓名： 余长华 学号： 专业班级： 管理科学与工程类093班 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期： 实验成绩： 一、实验目的通过实验加强对银行家安全算法的理解和掌握。二、实验内容熟悉避免死锁发生的方法，死锁与安全序列的关系，编程实现银行家算法，要求输出进程的安全序列。三、实验要求1、需写出设计说明；2、设计实现代码及说明3、运行结果；四、主要实验步骤#include malloc.h #include stdio.h #include stdlib.h #define alloclen sizeof(struct allocation) #def

22、ine maxlen sizeof(struct max) #define avalen sizeof(struct available) #define needlen sizeof(struct need) #define finilen sizeof(struct finish) #define pathlen sizeof(struct path) struct allocation int value; struct allocation *next; ; struct max int value; struct max *next; ; struct available /*可用资

23、源数*/ int value; struct available *next; ; struct need /*需求资源数*/ int value; struct need *next; ; struct path int value; struct path *next; ; struct finish int stat; struct finish *next; ; int main() int row,colum,status=0,i,j,t,temp,processtest; struct allocation *allochead,*alloc1,*alloc2,*alloctemp

24、; struct max *maxhead,*maxium1,*maxium2,*maxtemp; struct available *avahead,*available1,*available2,*workhead,*work1,*work2,*worktemp,*worktemp1; struct need *needhead,*need1,*need2,*needtemp; struct finish *finihead,*finish1,*finish2,*finishtemp; struct path *pathhead,*path1,*path2; printf(n请输入系统资源

25、的种类数:); scanf(%d,&colum); printf(请输入现时内存中的进程数:); scanf(%d,&row); printf(请输入已分配资源矩阵:n); for(i=0;irow;i+) for (j=0;jnext=alloc2-next=NULL; scanf(%d,&allochead-value); status+; else alloc2=(struct allocation *)malloc(alloclen); scanf(%d,%d,&alloc2-value); if(status=1) allochead-next=alloc2; status+; al

26、loc1-next=alloc2; alloc1=alloc2; alloc2-next=NULL; status=0; printf(请输入最大需求矩阵:n); for(i=0;irow;i+) for (j=0;jnext=maxium2-next=NULL; scanf(%d,&maxium1-value); status+; else maxium2=(struct max *)malloc(maxlen); scanf(%d,%d,&maxium2-value); if(status=1) maxhead-next=maxium2; status+; maxium1-next=max

27、ium2; maxium1=maxium2; maxium2-next=NULL; status=0; printf(请输入现时系统剩余的资源矩阵:n); for (j=0;jnext=available2-next=NULL; work1-next=work2-next=NULL; scanf(%d,&available1-value); work1-value=available1-value; status+; else available2=(struct available*)malloc(avalen); work2=(struct available*)malloc(avalen

28、); scanf(%d,%d,&available2-value); work2-value=available2-value; if(status=1) avahead-next=available2; workhead-next=work2; status+; available1-next=available2; available1=available2; work1-next=work2; work1=work2; available2-next=NULL; work2-next=NULL; status=0; alloctemp=allochead; maxtemp=maxhead

29、; for(i=0;irow;i+) for (j=0;jnext=need2-next=NULL; need1-value=maxtemp-value-alloctemp-value; status+; else need2=(struct need *)malloc(needlen); need2-value=(maxtemp-value)-(alloctemp-value); if(status=1) needhead-next=need2; status+; need1-next=need2; need1=need2; maxtemp=maxtemp-next; alloctemp=a

30、lloctemp-next; need2-next=NULL; status=0; for(i=0;inext=finish2-next=NULL; finish1-stat=0; status+; else finish2=(struct finish*)malloc(finilen); finish2-stat=0; if(status=1) finihead-next=finish2; status+; finish1-next=finish2; finish1=finish2; finish2-next=NULL; /*Initialization compleated*/ statu

31、s=0; processtest=0; for(temp=0;temprow;temp+) alloctemp=allochead; needtemp=needhead; finishtemp=finihead; worktemp=workhead; for(i=0;istat=0) for(j=0;jnext,worktemp=worktemp-next) if(needtemp-valuevalue) processtest+; if(processtest=colum) for(j=0;jvalue+=alloctemp-value; worktemp1=worktemp1-next;

32、alloctemp=alloctemp-next; if(status=0) pathhead=path1=path2=(struct path*)malloc(pathlen); path1-next=path2-next=NULL; path1-value=i; status+; else path2=(struct path*)malloc(pathlen); path2-value=i; if(status=1) pathhead-next=path2; status+; path1-next=path2; path1=path2; finishtemp-stat=1; else fo

33、r(t=0;tnext; finishtemp-stat=0; else for(t=0;tnext; alloctemp=alloctemp-next; processtest=0; worktemp=workhead; finishtemp=finishtemp-next; path2-next=NULL; finishtemp=finihead; for(temp=0;tempstat=0) printf(n系统处于非安全状态!n); exit(0); finishtemp=finishtemp-next; printf(n系统处于安全状态.n); printf(n安全序列为: n);

34、do printf(p%d ,pathhead-value); while(pathhead=pathhead-next); printf(n); return 0; 五；实验数据集处理结果；六、实验体会或对改进实验的建议七、参考资料南昌大学实验报告 -（4）进程调度算法的实现学生姓名： 余长华 学 号： 专业班级：管理科学与工程类093班 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期： 实验成绩： 一、实验目的通过实验加强对进程调度算法的理解和掌握。二、实验内容编写程序实现进程调度算法，具体可以编写程序实现先来先服务算法或优先度高者调度算法。三、实验要求1、需写出设计说明；2、设计实现代码及

35、说明3、运行结果；四、主要实验步骤#include struct fcfschar name10;float arrivetime;float servicetime;float starttime;float finishtime;float zztime;float dqzztime;fcfs a100;void input(fcfs *p,int N) int i;printf(intput the processs name & arrivetime & servicetime:nfor exmple: a 0 100n);for(i=0;i=N-1;i+)printf(input t

36、he %dth processs information:n,i+1);scanf(%s%f%f,&,&pi.arrivetime,&pi.servicetime);void Print(fcfs *p,float arrivetime,float servicetime,float starttime,float finishtime,float zztime,float dqzztime,int N)int k; printf(run order:); printf(%s,);for(k=1;k%s,);printf(nthe processs information:n); printf(nnametarrivetservicetstarttfinishtzztdqzzn); for(k=0;k=N-1;k+) printf(%st%-.2ft%-.2ft%-.2ft%-.2ft%-.2ft%-.2ft