本文格式為Word版，下載可任意編輯——操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告(同名11863)課程名稱:操作系統(tǒng)B

試驗(yàn)工程:操作系統(tǒng)試驗(yàn)

試驗(yàn)地點(diǎn)：試驗(yàn)樓209

專業(yè)班級(jí)：

學(xué)生姓名：學(xué)號(hào):

指導(dǎo)教師:方昀

2０１5年1２月3號(hào)?試驗(yàn)一幾種操作系統(tǒng)的界面

試驗(yàn)?zāi)康暮鸵?/p>

目的本試驗(yàn)的目的是使學(xué)生熟悉１—2種操作系統(tǒng)的界面,在熟練使用機(jī)器的基礎(chǔ)上，能了解各種操作命令和系統(tǒng)調(diào)用在系統(tǒng)中的大致工作過(guò)程。也就是通過(guò)操作系統(tǒng)的外部特征，逐步深入到操作系統(tǒng)的內(nèi)部實(shí)質(zhì)內(nèi)容中去。

要求

能熟練的在1—2種操作系統(tǒng)的環(huán)境下工作，學(xué)會(huì)使用各種命令,熟悉系統(tǒng)提供的各種功能，主動(dòng)而有效地使用計(jì)算機(jī)。

熟悉系統(tǒng)實(shí)用程序的調(diào)用方法和各種系統(tǒng)調(diào)用模塊的功能和作用。

試驗(yàn)內(nèi)容

在某種操作系統(tǒng)的環(huán)境下建立、修改、運(yùn)行、打印源程序和結(jié)果，最終撤消一個(gè)完整的程序。

提醒:可按下述步驟進(jìn)行

編寫一個(gè)完整的源程序，通過(guò)編輯命令送入機(jī)器，建立源程序文件;

編譯該源文件,建立相應(yīng)的目標(biāo)文件;

編譯有錯(cuò)時(shí)，再用編輯命令修改源文件，消除全部詞法和語(yǔ)法錯(cuò)誤;

連接目標(biāo)文件,形成可執(zhí)行文件；

執(zhí)行該文件，得到結(jié)果；

打印輸出源程序和運(yùn)行結(jié)果;

撤消本次試驗(yàn)中形成的所有文件。

試驗(yàn)步驟及程序流程圖

命令行格式對(duì)Ｊava編譯連接運(yùn)行：

對(duì)jjj.tｘt文件編寫代碼,然后后綴名改為ｊavａ，通過(guò)jａｖac命令編譯、java命令執(zhí)行得到結(jié)果Heｌlｏ,Java!

1-1

1-２

在eclipｓe下的可視化界面對(duì)Jａva程序進(jìn)行編譯和執(zhí)行：

1.編寫源代碼

1-3

找到執(zhí)行按鈕

1-４

查看結(jié)果

1-5

四、試驗(yàn)結(jié)果與分析

無(wú)論是可視化界面還是命令行格式都可以對(duì)程序進(jìn)行編譯連接運(yùn)行的操作。

五、探討、心得

雖然現(xiàn)在的操作系統(tǒng)可視化界面對(duì)比廣泛,但是通過(guò)這兩種方式,了解不同執(zhí)行命令的方式，有利于我們今后的學(xué)習(xí),和對(duì)多種操作系統(tǒng)的了解。

試驗(yàn)二進(jìn)程調(diào)度程序設(shè)計(jì)

試驗(yàn)?zāi)康暮鸵?/p>

目的進(jìn)程是操作系統(tǒng)最重要的概念之一，進(jìn)程調(diào)度是操作系統(tǒng)的主要內(nèi)容，本試驗(yàn)要求學(xué)生獨(dú)立地用高級(jí)語(yǔ)言編寫一個(gè)進(jìn)程調(diào)度程序,調(diào)度算法可任意選擇或自行設(shè)計(jì)，本試驗(yàn)可使學(xué)生加深對(duì)進(jìn)程調(diào)度和各種調(diào)度算法的理解。

要求

設(shè)計(jì)一個(gè)有幾個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程調(diào)度程序,每個(gè)進(jìn)程由一個(gè)進(jìn)程操縱塊(ＰＣB）表示,進(jìn)程操縱塊尋常應(yīng)包括下述信息：進(jìn)程名，進(jìn)程優(yōu)先數(shù)，進(jìn)程需要運(yùn)行的時(shí)間，占用CPU的時(shí)間以及進(jìn)程的狀態(tài)等,且可依照調(diào)度算法的不同而增刪。

調(diào)度程序應(yīng)包含2—3種不同的調(diào)度算法，運(yùn)行時(shí)可以任選一種,以利于各種方法的分析和對(duì)比。

系統(tǒng)應(yīng)能顯示或打印各進(jìn)程狀態(tài)和參數(shù)的變化狀況,便于觀測(cè)。

試驗(yàn)內(nèi)容

題目本程序可選用優(yōu)先數(shù)法或簡(jiǎn)單輪轉(zhuǎn)法對(duì)五個(gè)進(jìn)程進(jìn)行調(diào)度。每個(gè)進(jìn)程處于運(yùn)行R(ruｎ)、就緒W(ｗａｉt)和完成F(finisｈ）三種狀態(tài)之一,并假定起始狀態(tài)都是就緒狀態(tài)W。

為了便于處理,程序中進(jìn)程的運(yùn)行時(shí)間以時(shí)間片為單位計(jì)算。各進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)或輪轉(zhuǎn)時(shí)間片數(shù)、以及進(jìn)程需要運(yùn)行的時(shí)間片數(shù)，均由偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生。

進(jìn)程操縱塊結(jié)構(gòu)如表2-1所示:

表2-1PCB

進(jìn)程標(biāo)識(shí)符

鏈指針

優(yōu)先數(shù)/輪轉(zhuǎn)時(shí)間片數(shù)

占用CPU時(shí)間片數(shù)

進(jìn)程所需時(shí)間片數(shù)

進(jìn)程狀態(tài)

進(jìn)程操縱塊鏈結(jié)構(gòu)如圖2－1所示：

RUN

HEAD

TAＩL

1┇

1

┇

R

3

┇

W

5

┇

W

W

0

┇

2

…

圖2-１進(jìn)程操縱塊鏈結(jié)構(gòu)

其中：ＲUN—當(dāng)前運(yùn)行進(jìn)程指針；ＨEＡD—進(jìn)程就緒鏈鏈?zhǔn)字羔?

TAIL—進(jìn)程就緒鏈鏈尾指針。

2．算法與框圖程序框圖如圖2－2所示。

priority

priority

是

輸入調(diào)度算法alog

開(kāi)始

alog=priority/roundrobin?

生成并按優(yōu)先數(shù)大小排列進(jìn)程操縱塊鏈

進(jìn)程時(shí)間片數(shù)為0？

從鏈?zhǔn)兹∫粋€(gè)進(jìn)程投入運(yùn)行

生成并按進(jìn)入次序

排列進(jìn)程操縱塊鏈

鏈?zhǔn)走M(jìn)程投入運(yùn)行

時(shí)間片到，進(jìn)程時(shí)間片

數(shù)減1，優(yōu)先數(shù)減3

運(yùn)行進(jìn)程退出，排到進(jìn)程鏈尾部

撤消該進(jìn)程

鏈?zhǔn)走M(jìn)程投入運(yùn)行

時(shí)間片到，進(jìn)程時(shí)間片數(shù)

減1，占用CPU時(shí)間加1

優(yōu)先數(shù)大于鏈?zhǔn)走M(jìn)程?

進(jìn)程時(shí)間片數(shù)為0？

撤消該進(jìn)程

運(yùn)行進(jìn)程退出，按優(yōu)先數(shù)插入進(jìn)程鏈

從鏈?zhǔn)兹∫粋€(gè)進(jìn)程投入運(yùn)行

終止

終止

進(jìn)程隊(duì)列空?

進(jìn)程隊(duì)列空?

是

是

是

否

否

否

否

否

是

roundrobin

占用處理機(jī)時(shí)間片到?

否

是

圖2-2進(jìn)程調(diào)度框圖

（1）優(yōu)先數(shù)法。

進(jìn)程就緒鏈按優(yōu)先數(shù)大小從大到小排列，鏈?zhǔn)走M(jìn)程首先投入運(yùn)行。每過(guò)一個(gè)時(shí)間片,運(yùn)行進(jìn)程所需運(yùn)行的時(shí)間片數(shù)減1,說(shuō)明它已運(yùn)行了一個(gè)時(shí)間片，優(yōu)先數(shù)也減3。理由是該進(jìn)程假如在一個(gè)時(shí)間片中完成不了，優(yōu)先級(jí)應(yīng)降低一級(jí)。接著對(duì)比現(xiàn)行進(jìn)程和就緒鏈鏈?zhǔn)走M(jìn)程的優(yōu)先數(shù),假如仍是現(xiàn)行進(jìn)程高或者一致，就讓現(xiàn)行進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行,否則，調(diào)度就緒鏈鏈?zhǔn)走M(jìn)程投入運(yùn)行。原運(yùn)行進(jìn)程再按其優(yōu)先數(shù)大小插入就緒鏈,且改變它們對(duì)應(yīng)的進(jìn)程狀態(tài)，直至所有進(jìn)程都運(yùn)行完各自的時(shí)間片數(shù)。

(2)簡(jiǎn)單輪轉(zhuǎn)法。

進(jìn)程就緒鏈按各進(jìn)程進(jìn)入的先后次序排列,鏈?zhǔn)走M(jìn)程首先投入運(yùn)行。進(jìn)程每次占用處理機(jī)的輪轉(zhuǎn)時(shí)間按其重要程度登入進(jìn)程操縱塊中的輪轉(zhuǎn)時(shí)間片數(shù)記錄項(xiàng)（相應(yīng)于優(yōu)先數(shù)法的優(yōu)先數(shù)記錄項(xiàng)位置)。每過(guò)一個(gè)時(shí)間片,運(yùn)行進(jìn)程占用處理機(jī)的時(shí)間片數(shù)加1,然后對(duì)比占用處理機(jī)的時(shí)間片數(shù)是否與該進(jìn)程的輪轉(zhuǎn)時(shí)間片數(shù)相等,若相等說(shuō)明已到達(dá)輪轉(zhuǎn)時(shí)間，應(yīng)將現(xiàn)運(yùn)行進(jìn)程排到就緒鏈末尾,調(diào)度鏈?zhǔn)走M(jìn)程占用處理機(jī),且改變它們的進(jìn)程狀態(tài),直至所有進(jìn)程完成各自的時(shí)間片。

三、試驗(yàn)結(jié)果

輪轉(zhuǎn)法:

(只貼出首尾和中間部分過(guò)程截圖)

優(yōu)先數(shù)法:

四、探討、心得

一開(kāi)始程序中有錯(cuò)誤,經(jīng)過(guò)修正后可以正常運(yùn)行。為便利觀測(cè)結(jié)果我將程序中部分英文換為中文,并修改了一些隨機(jī)函數(shù)的種子數(shù)。

輪轉(zhuǎn)法中為每個(gè)進(jìn)程分派了時(shí)間片,當(dāng)該進(jìn)程時(shí)間片到或執(zhí)行完畢就放到隊(duì)尾，把rｕn指針后移,取下一個(gè)進(jìn)程執(zhí)行。由于時(shí)間片固定,執(zhí)行依照隊(duì)列順序,程序簡(jiǎn)單易懂好用。優(yōu)先數(shù)法首先給予每個(gè)進(jìn)程優(yōu)先級(jí)，然后根據(jù)優(yōu)先級(jí)從高到低給進(jìn)程排序，取頭指針執(zhí)行，每執(zhí)行完一次時(shí)間片就檢查優(yōu)先級(jí)，若最高繼續(xù)執(zhí)行，若不是則插入隊(duì)列中適合位置。

試驗(yàn)三存儲(chǔ)管理程序設(shè)計(jì)

一、試驗(yàn)?zāi)康暮鸵?/p>

目的存儲(chǔ)管理的主要功能之一是合理地分派主存空間。請(qǐng)求頁(yè)式管理是一種常用的虛擬存儲(chǔ)管理技術(shù)。

本試驗(yàn)的目的是通過(guò)請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理中頁(yè)面置換算法的模擬設(shè)計(jì)，來(lái)了解虛擬存儲(chǔ)技術(shù)的特點(diǎn),把握請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理的頁(yè)面置換算法。

要求

模擬頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)管理中硬件的地址轉(zhuǎn)換和缺頁(yè)中斷的處理過(guò)程，并用先進(jìn)先出調(diào)度算法(FIＦＯ）處理缺頁(yè)中斷。

二、試驗(yàn)內(nèi)容

為了裝入一個(gè)頁(yè)面而必需調(diào)出一頁(yè)時(shí)，假如被選中調(diào)出的頁(yè)面在執(zhí)行中沒(méi)有修改過(guò),則不必把該頁(yè)重新寫到磁盤上（磁盤已有副本）。因此在頁(yè)表中可以增加是否修改過(guò)的標(biāo)志,當(dāng)執(zhí)行“存〞、“寫〞指令時(shí)把對(duì)應(yīng)頁(yè)的修改標(biāo)志置“1〞,表示該頁(yè)修改過(guò),否則為“０〞,表示該頁(yè)未修改過(guò)。頁(yè)表格式（頁(yè)號(hào)，標(biāo)志，主存塊號(hào)，修改標(biāo)志,磁盤上的位置）

設(shè)計(jì)一個(gè)地址轉(zhuǎn)換程序來(lái)模擬硬件的地址轉(zhuǎn)換和缺頁(yè)中斷處理過(guò)程。當(dāng)訪問(wèn)的頁(yè)在主存時(shí)則形成絕對(duì)地址，但不去模擬指令的執(zhí)行，可用輸出轉(zhuǎn)換后的絕對(duì)地址來(lái)表示一條指令已完成。當(dāng)訪問(wèn)的頁(yè)不在主存時(shí)則輸出“*該頁(yè)頁(yè)號(hào)〞來(lái)表示硬件產(chǎn)生了一次缺頁(yè)中斷。

編制一個(gè)FIＦO頁(yè)面調(diào)度程序。FIFO頁(yè)面調(diào)度算法總是先調(diào)出作業(yè)中最先進(jìn)入主存的那一頁(yè)，因此，可以用一個(gè)數(shù)組來(lái)構(gòu)成頁(yè)號(hào)隊(duì)列。數(shù)組中每個(gè)元素是該作業(yè)已在主存的頁(yè)面號(hào)，假定分派給作業(yè)的主存塊數(shù)為m，且該作業(yè)開(kāi)始的ｍ頁(yè)已裝入主存,則數(shù)組可由ｍ個(gè)元素組成：P[0]，P[1]，…，P［m-1],它們的初值為P[0]∶=0,P[1］∶=1,…，P[m－1]∶=m－1。

用一指針ｋ指示當(dāng)要裝入新頁(yè)時(shí)應(yīng)調(diào)出的頁(yè)在數(shù)組的位置,k的初值為“0〞。當(dāng)產(chǎn)生缺頁(yè)中斷后，操作系統(tǒng)總是選擇Ｐ[k]所指出的頁(yè)面調(diào)出,然后執(zhí)行Ｐ［k]∶=要裝入的新頁(yè)頁(yè)號(hào),

k∶=(k+1)ｍｏdｍ。在試驗(yàn)中不必實(shí)際地啟動(dòng)磁盤執(zhí)行調(diào)出一頁(yè)和裝入一頁(yè)的工作，而用輸出“ＯUT調(diào)出的頁(yè)號(hào)〞和“IN要裝入的新頁(yè)頁(yè)號(hào)〞來(lái)模擬一次調(diào)出和裝入的過(guò)程。

假定主存的每塊長(zhǎng)度為１024個(gè)字節(jié)，現(xiàn)有一個(gè)共7頁(yè)的作業(yè),其副本已在磁盤上。系統(tǒng)為該作業(yè)分派了4塊主存塊,且該作業(yè)的第0頁(yè)至第3頁(yè)已經(jīng)裝入主存,其余3頁(yè)尚未裝入主存，該作業(yè)的頁(yè)表見(jiàn)表３-2所示。

表3－2作業(yè)的頁(yè)表

頁(yè)號(hào)

標(biāo)志

主存塊號(hào)

修改標(biāo)志

在磁盤上的位置

0

1

5

0

０１1

1

1

8

0

01２

2

1

9

0

013

3

1

1

0

02１

４

０

0

022

５

0

0

023

６

0

0

1２１

假如該作業(yè)依次執(zhí)行的指令序列如表３-3所示。

表3-３作業(yè)依次執(zhí)行的指令序列

操作

頁(yè)號(hào)

頁(yè)內(nèi)地址

操作

頁(yè)號(hào)

頁(yè)內(nèi)地址

+

0

０7０

移位

4

053

＋

1

050

＋

5

0２3

×

2

015

存

1

037

存

3

02１

取

２

０78

取

0

0５6

+

4

001

-

6

040

存

6

08４

依次執(zhí)行上述的指令序列來(lái)調(diào)試你所設(shè)計(jì)的程序（僅模擬指令的執(zhí)行,不必考慮指令序列中具體操作的執(zhí)行)

為了檢查程序的正確性，可自行確定若干組指令序列,運(yùn)行設(shè)計(jì)的程序，核對(duì)執(zhí)行結(jié)果。

程序清單

#ｉｎcｌudｅ＜stｄio.h

#ｉncｌudestｄｌib.ｈ＞

#ｄeｆｉnｅｎｕmbeｒ12

#defiｎｅlength7

structpagｅliｓt{

iｎtｂｎｕm；//頁(yè)號(hào)

?iｎtid;//標(biāo)志

?intchangeid;/／修改標(biāo)志

?inｔloｃaｔioｎ;//所在磁盤位置

}paｇelｉst［length］;／／頁(yè)表

strucｔａctiｏn{

?charｎamｅ;／／操作

?intobject；//頁(yè)號(hào)

intadｄ;//頁(yè)內(nèi)地址

}action[numｂer];//對(duì)頁(yè)面的操作

structｐagecｈａｉｎ{

iｎｔｐagｅ;

?inｔbｌｏck;

?iｎｔnext;

}paｇechaｉn[length］;／/存放在塊中的頁(yè)

inｔhｅad；/／pagｅｃｈain的頭指針

inｔreplace(ｉntpnu);

vｏｉdcａculate(iｎｔｐnu,ｉnｔleavｅ)｛//計(jì)算物理地址傳入頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)偏移

intwaｄd;

?inti;

?intb;

if(pagelist[pnu].iｄ＝＝1){

b=ｐａgecｈａin[pnu].ｂlｏck；

?}eｌse

?b＝repｌace(pnu)；

wadd=b*１0２4+leaｖｅ；

?prｉｎtｆ（\ｎ頁(yè)號(hào)為%d的分頁(yè)的物理地址：%d\t\t,pｎu,wａdd);

}

intrｅplace(intｐnu）{／／頁(yè)面置換

intb,ｐ;

?ｂ=pagechaｉn[head].block;

ｐ=pageｃhain[hｅａd].pagｅ;

?//將需要的頁(yè)面調(diào)入塊

pagｅcｈaiｎ[ｈead］.ｐage＝pnu;

ｐageｌisｔ［pnｕ].bｎｕm=b；

?paｇelisｔ[ｐnu].ｉd=1;

?/／將塊中頁(yè)面調(diào)出

pagelist[p］.id=0;

?ｐagelｉst[p].bnum＝0；

heaｄ=pａgechain[head］．nｅｘt;

pｒｉｎtｆ（\n%d與%ｄ互換\t\t,pｎｕ,p)；

printｆ(％d進(jìn)去,%ｄ出來(lái),pｎu,p);

?ｒetｕrnb;

｝

voiｄiｎiｔPagelist(){/／初始化頁(yè)表

?inｔｋ,ｂ，l;

?foｒ(k＝０;ｋleｎgth；k＋＋)｛

ｉf（k4)｛

?ｐｒintf(\ｎ請(qǐng)輸入第%d個(gè)頁(yè)面所在的塊的塊號(hào):,k)；

??sｅｔbuf(stdiｎ，NULL）;

sｃanf（%d＂,b）；

?pagｅlisｔ[k].ｂｎｕｍ=b;

?pａgelist［k］.id=1;

?}ｅlsｅ{

?pageｌisｔ［k].bｎuｍ=0;

pａgｅlist[k].id=0；

?}

pageｌist[k].ｃhａngｅid=0;

?priｎtf(\ｎ請(qǐng)輸入第%d個(gè)頁(yè)面所在的磁盤位置：，k）；

?sｅtｂuf(sｔdｉn,ＮULL);

?scaｎf(＂%d，l)；

?paｇelisｔ[k]．location=l；

?}

}

voidinｉｔＡctioｎ(）｛／/初始化操作表

?inｔi,b,c;

chaｒa;

for(i=0;ｉｎumbｅr;i++){

?printf(＼n請(qǐng)輸入相應(yīng)的操作頁(yè)面及頁(yè)內(nèi)偏移(w:移位，ｃ：取，ｑ:存):）;

sｅｔｂuf(sｔdin，NULL);

?sｃaｎf(＂%ｃ，%ｄ，%d，a，＆b，ｃ);

actioｎ[i］.ｎame=ａ;

?ａctiｏn[i].objeｃt＝ｂ;

ａctiｏn[ｉ].aｄd=c;

}

}

voiｄｉｎitPageｃhain(){//初始化頁(yè)在塊中的隊(duì)列鏈

ｉntj;

?fｏｒ（ｊ=0;j4;j+