1、操作系統實驗指導書徐軍利 編寫武漢工業學院 計算機與信息工程系2009 年 8 月實驗一 進程管理1 目的和要求通過實驗理解進程的概念，進程的組成（PC琢構），進程的并發執行和操作系統進行進程管理的相關原語（主要是進程的創建、執行、撤消） 。2 實驗內容用 C 語言編程模擬進程管理，至少要有：創建新的進程；查看運行進程；換出某個進程；殺死運行進程以及進程之間通信等功能。3 實驗環境Windows操作系統、VC+C語言4 實驗提示PCB結構通常包括以下信息：進程名，進程優先數，輪轉時間片，進程所占用 的CPUS寸間，進程的狀態，當前隊列指針等。可根據實驗的不同， PC琢構的內容 可以作適當的增刪

2、。主體程序#include ""#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*進程演示系統*");printf("n*");printf("n p

3、rintf("n printf("n1.創建新的進程2.查看運行進程");3.換出某個進程4.殺死運行進程");5. 進程之間通信6. 退出系統");printf("n*");printf("n 請選擇(1 6)");a=getchar();switch(a) case'1':create( );break;case'2':run( );/* 自定義過程*/break;case'3':huanchu(); /* 自定義過程*/break; case'

4、4':kill( );break;case'5':tongxun( );/* 自定義過程 */break;case'6': exit(0);default: n=0;create( )/* 創建一個進程的示例(不完整的程序) */if(shumu>=20) n");printf("n else printf("n 請輸入新進程的 pidn");scanf("%d",&neicunshumu-1.pid);printf("n請輸入新進程的優先級n");scanf(

5、"%d",&neicunshumu-1.youxian);printf("n請輸入新進程的大小 n");scanf("%d",&neicunshumu-1.daxiao); shumu+;5實驗運行結果*進程演示系統*1.創建新的進程2.查看運行進程3.換出某個進程4.殺死運行進程5. 進程之間通信6.退出系統*請選擇（16）然后根據你選擇的不同，出現不同的結果。6. 實驗要求：1） 上機前認真使用 C 語言編寫好程序，采用 Visual C+ 作為編譯環境；2） 上機時獨立調試程序3） 根據具體實驗要求，填寫好實驗報

6、告（包括目的和要求、實驗內容、實驗環境、設計思想、源程序、實例運行結果、總結） 。實驗二 進程調度1 目的和要求通過這次實驗，理解進程調度的過程，進一步掌握進程狀態的轉變、進程調度的策略，進一步體會多道程序并發執行的特點，并分析具體的調度算法的特點，掌握對系統性能的評價方法。2 實驗內容閱讀教材計算機操作系統第二章和第三章，掌握進程管理及調度相關概念和原理。編寫程序模擬實現進程的輪轉法調度過程，模擬程序只對PCB!行相應的調度模擬操作，不需要實際程序。假設初始狀態為：有n個進程處于就緒狀態，有 m個進程處于阻塞狀態。采用輪轉法進程調度算法進行調度（ 調度過程中，假設處于執行狀態的進程不會阻塞）

7、 ，且每過 t 個時間片系統釋放資源，喚醒處于阻塞隊列隊首的進程。程序要求如下：1）輸出系統中進程的調度次序；2）計算CPUPJ用率。3 實驗環境Windows操作系統、VC+C語言4 實驗提示用C語言實現提示：1）程序中進程可用PCB表示，其類型描述如下：struct PCB_type int pid ; 實驗要求：1）上機前認真使用C語言編寫好程序，采用 Visual C+作為編譯環境；2）上機時獨立調試程序3）根據具體實驗要求，填寫好實驗報告 （包括目的和要求、 實驗內容、 實驗環境、設計思想、源程序、實例運行結果、總結） 。4）測試用數據：n=2m=3t=5ready_headbloc

8、ked head/*use_cpu 中記錄CPU運行時間中記錄CPU空閑時間unuse_cpu+dispath()算法流程圖：.begi、nuse_cpu=0 x=0/*unuse_cpuunuse_cpu=0p 取ready隊首元素p->置“運行”輸出p->p->use_cpu+實驗三 可變分區存儲管理1 目的和要求通過這次實驗， 加深對內存管理的認識， 進一步掌握內存的分配、 回收算法 的思想。2實驗內容閱讀教材計算機操作系統第四章，掌握存儲器管理相關概念和原理。編寫程序模擬實現內存的動態分區法存儲管理。內存空閑區使用自由鏈管理， 采用最壞適應算法從自由鏈中尋找空閑區進行

9、分配， 內存回收時假定不做與 相鄰空閑區的合并。假定系統白內存共640K,初始狀態為操作系統本身占用 64K。在t1時間之 后，有作業 A B、C、D分別請求8K、16K、64K、124K的內存空間；在t2時間 之后，作業C完成；在t3時間之后，作業E請求50K的內存空間；在t4時間之 后，作業D完成。要求編程序分別輸出t1、t2、t3、t4時刻內存的空閑區的狀 態。3實驗環境Windows操作系統、VC+C語言4實驗提示用C語言實現提示：1. 程序中自由鏈隊列的結點類型可描述如下：struct freelinkint len, address; /* len 為分區長度/* address為

10、分區起始地址struct freelink *next;內存占用區用鏈表描述，其結點類型描述如下：struct busylinkchar name; /*作業或進程名name= S' 表示OS占用int len , address;struct busylink *next;并設全程量：struct freelink *free_head=NULL;計子函數：void start(void); /* 設置系統初始狀態*/ struct freelink * p;struct busylink *q;free_head=(structfreelink*)malloc(sizeof(str

11、uctfreelink);free_head->next=NULL;計主函數：main() start();past(t1);requireMemo( A ,8); requireMemo( B ,16);requireMemo( C ,64); requireMemo( D ,124);printlink();past(t2);freeMemo( C );printlink();past(t3);re quireMemo( E ,50);printlink();freeMemo( D );printlink();5. 實驗要求：1)上機前認真使用C語言編寫好程序，采用 Visual C

12、+作為編譯環境；2)上機時獨立調試程序3)根據具體實驗要求，填寫好實驗報告(包括目的和要求、實驗內容、實驗環境、設計思想、源程序、實例運行結果、總結）requireMemo(char name, int require) 流程圖如下:p=(struct busylink*)malloc( );p->name=name;p->address=free_head->next->address；p->len=require; p->next=NULLw->address=w->address+require;w->len=w->len-re

13、quire;u=free_head;v=rree_head->nexl;free(w)end(end ' printf("Can' t .否end實驗四頁式虛擬存儲管理頁面置換算法1 .目的和要求存儲管理的主要功能之一是合理的分配空間。請求頁式管理是一種常用的虛 擬存儲管理技術。本實驗的目的是：通過編寫和調試請求頁式存儲管理中頁面置 換算法的模擬程序以加深對存儲管理方案的理解，了解虛擬存儲技術的特點，掌 握請求頁式存儲管理的頁面置換方法。2 .實驗內容閱讀教材計算機操作系統第四章，掌握存儲器管理相關概念和原理。編寫程序模擬實現頁式虛擬存儲管理的最佳頁面置換算法。

14、前提：(1)頁面分配采用固定分配局部置換。(2)作業的頁面走向和分得的物理塊數預先指定。可以從鍵盤輸入也可以 從文件讀入。(3)置換算法的置換過程輸出可以在顯示器上也可以存放在文件中，但必 須清晰可讀，便于檢驗。3 .實驗環境Windows操作系統、VC+C語言4 .實驗提示(1)數據結構要模擬實現某一個置換算法，有如下一些對象需要用相關的數據結構來描述：作業的頁面走向(執行過程中對頁面的訪問順序)。可以用數組也可以 用字符串。如果用數組，則頁面走向的長度受數組長度限制，如果用字 符申，則需要將字符串進行解析，將字符串經過解析處理后變成一個貢面的排列順序。考慮最佳置換算法（“向前看”）和其他置

15、換算法（”向 后看“）的特點。頁框（作業分得的物理塊）。由于作業分得的物理塊數在置換算法執行 之前已經確定，可以用一些比較簡單的數據結構實現。在綜合置換算法 的原理，可以靈活采用相應的數據結構（如隊列、數組、堆棧） ，盡可 能使程序的時間復雜度最低。采用不同的數據結構還要配合在數據結構 上的相應操作才行。（2）功能模塊劃分大體上可以將整個程序的模塊劃分成如下幾個部分：1）主模塊：主要是初始化、界面和模塊調用。2）頁面走向輸入模塊。（從鍵盤讀入數據結構或將頁面走向寫入文件）3）置換算法模塊。*判斷模塊。決定換出哪一塊。每一種置換算法對應一 種判斷算法。* 調整模塊。根據判斷模塊的結果，調整作業分

16、得物理塊集合中 邏輯頁面的情況。* 置換過程輸出模塊（在顯示器上顯示或寫入文件）。該模塊每 發生一次置換，由置換算法模塊調用一次。* 除此之外，有些反復執行的操作考慮用過程或函數實現。總而言之， 整個程序應該結構清晰，界面友好，可讀性好，易調試，易擴充，易維護。5.實驗要求：1）上機前認真使用C語言編寫好程序，采用 Visual C+作為編譯環境；2）上機時獨立調試程序3）根據具體實驗要求，填寫好實驗報告（包括目的和要求、實驗內容、實 驗環境、設計思想、源程序、實例運行結果、總結）。實驗五用戶接口實驗1 .目的和要求通過上機操作的實踐理解操作系統的作業級接口，著重理解shell的作用和工作過程，通過編寫程序，在程序中調用操作系統的系統調用來加深對程序級接 口的理解，著重理解系統調用的實現。2 .實驗內容選做任意一個：能夠熟練使用Linux系統的鍵盤命令和X-window圖形界面，熟悉shell 編程語言，編寫一個簡單的shell程序。指導學生在內核文件中添加一 個自定義的系統調用（或者利用現有操作系統的系統調用），編程來調用自己設計（選定）的這系統調用。練習使用DOS勺鍵盤命令，熟悉批處理編程的語法，編寫帶參數的簡單批處理程序，通過使用 DOS勺作業級接口（鍵盤命令）和 WINDOWS作 業級接口（圖形界