操作系统实验指导.doc

计算机操作系统实验指导系部：计算机科学系班级：_学号：_姓名：_二一二年二月操作系统原理实验守那么一、实验前必须对实验内容进行充分预习，以便到达实验效果。二、实验室不得大声喧哗，不得进行与实验内容无关的活动。三、自觉保护实验设备；注意操作程序，防止损坏实验设备。四、保持实验室内卫生，严禁吸烟和随地吐痰。五、应正确记录实验过程与结果。六、如有设备损坏、丧失，须及时报告。计算机操作系统实验指导一、培养目标本实验课程是对?操作系统原理?课堂教学的一个重要补充，与理论学习起着相辅相成的作用，是实施?操作系统原理?教学的一个重要组成部分。通过本实验课的实践学习，可以增强本专业的学生对系统实现的认识。通过理论与实践的结合，对加深理解和掌握操作系统相关原理有重要帮助。二、适用专业计算机专业本、专科学生三、实验课学时18学时四、实验内容和学时安排章节标题课时数实验一进程管理2实验二进程调度4实验三存储管理4实验四文件系统设计4实验五操作系统接口4合计 18实验一 进程管理1目的和要求编写和调试一个简单的进程管理程序，通过实验加强对进程概念的理解。2实验内容应能实现以下功能的模拟： 创立新的进程； 查看运行进程； 换出某个进程； 杀死运行进程； 进程之间通信。3实验环境装有DOS、 Windows操作系统以及TC 或C+语言系统的PC机1台/人。 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。参考程序： #include "conio.h"#include "stdio.h"#include "stdlib.h"struct jincheng_type int pid; int youxian;int daxiao; ;struct jincheng_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("n 1.创立新的进程 2.查看运行进程 ");printf("n 3.换出某个进程 4.杀死运行进程 ");printf("n 5.进程之间通信 6.退出系统 ");printf("n*");printf("n请选择16");a=getche(); switch(a) case'1': create( ); break; case'2': run( ); break; case'3': huanchu(); break; case'4': kill( ); break; case'5': tongxun( ); break; case'6': exit(0); default: n=0; create( ) /* 创立一个进程的例如不完整的程序 */ if(shumu>=20) printf("n内存已满，请先结束或换出进程n"); else printf("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("n请输入新进程的大小n"); scanf("%d",&neicunshumu-1.daxiao); shumu+; 5实验运行结果将调试通过代码及运行结果打印后附于报告后6实验体会与收获实验时间：_ 实验地点：_指导老师：_ 实验成绩：_实验二 进程调度1目的和要求进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求用C语言编写和调试一个简单的进程调度程序。通过本实验可以加深理解有关进程控制块、进程队列的概念，并体会和了解优先数和时间片轮转调度算法的具体实施办法。2实验内容 设计进程控制块PCB表结构与实验一的结构相同，分别适用于优先数调度算法和循环轮转调度算法。 建立进程就绪队列。对两种不同算法编制入链子程序。 编制两种进程调度算法：1优先数调度；2循环轮转调度3实验环境装有DOS、 Windows操作系统以及C+语言系统的PC机1台/人。 4实验提示本程序用两种算法对五个进程进行调度，每个进程可有三个状态，并假设初始状态为就绪状态。为了便于处理，程序中的某进程运行时间以时间片为单位计算。各进程的优先数或轮转时间数以及进程需运行的时间片数的初始值均由用户给定。在优先数算法中，优先数可以先取值为98，进程每执行一次，优先数减3，CPU时间片数加1，进程还需要的时间片数减1。在轮转算法中，采用固定时间片即：每执行一次进程，该进程的执行时间片数为已执行了2个单位，这时，CPU时间片数加2，进程还需要的时间片数减2，并排列到就绪队列的尾上。对于遇到优先数一致的情况，采用FIFO策略解决。在实验操作过程中，考虎用户输入的数据量太大且每次用户输入的大多数数据为重复数据，因此可采用文件输入方式，用户只需指定特定的输入文件的文件名来输入数据。另一方面，程序的输出量较大，可以采用文件输出的方式来储存程序的运行结果。也可以用实时的输出界面来输出程序结果。参考程序：#include<stdio.h>#include <dos.h>#include<stdlib.h>#include<conio.h>#include<iostream.h>#define P_NUM 5#define P_TIME 50enum stateready,execute,block,finish;struct pcbchar name4;int priority;int cputime;int needtime;int count;int round;state process;pcb * next;pcb * get_process();pcb * get_process()pcb *q;pcb *t;pcb *p;int i=0;cout<<"input name and time"<<endl;while (i<P_NUM)q=(struct pcb *)malloc(sizeof(pcb);cin>>q->name;cin>>q->needtime;q->cputime=0;q->priority=P_TIME-q->needtime;q->process=ready;q->next=NULL;if (i=0)p=q;t=q;elset->next=q;t=q;i+; /whilereturn p;void display(pcb *p)cout<<"name"<<" "<<"cputime"<<" "<<"needtime"<<" "<<"priority"<<" "<<"state"<<endl;while(p)cout<<p->name;cout<<" "cout<<p->cputime;cout<<" "cout<<p->needtime;cout<<" "cout<<p->priority;cout<<" "switch(p->process)case ready:cout<<"ready"<<endl;break;case execute:cout<<"execute"<<endl;break;case block:cout<<"block"<<endl;break;case finish:cout<<"finish"<<endl;break;p=p->next;int process_finish(pcb *q)int bl=1;while(bl&&q) ； ；return bl;void cpuexe(pcb *q)pcb *t=q;int tp=0;while(q)if (q->process!=finish) ;if(q->needtime=0) ;if(tp<q->priority&&q->process!=finish)tp=q->priority;t=q;q=q->next;if(t->needtime!=0)t->priority-=3;t->needtime-;t->process=execute;t->cputime+;void priority_cal()pcb * p;clrscr();p=get_process();int cpu=0;clrscr();while(!process_finish(p)cpu+;cout<<"cputime:"<<cpu<<endl;cpuexe(p);display(p);sleep(2);clrscr();printf("All processes have finished,press any key to exit");getch();void display_menu()cout<<"CHOOSE THE ALGORITHM:"<<endl;cout<<"1 PRIORITY"<<endl;cout<<"2 ROUNDROBIN"<<endl;cout<<"3 EXIT"<<endl;pcb * get_process_round()pcb *q;pcb *t;pcb *p;int i=0;cout<<"input name and time"<<endl;while (i<P_NUM) ;cin>>q->name;cin>>q->needtime;q->cputime=0;q->round=0;q->count=0; ;q->next=NULL;if (i=0)p=q;t=q;elset->next=q;t=q;i+; /whilereturn p;void cpu_round(pcb *q)q->cputime+=2;q->needtime-=2;if(q->needtime<0) q->needtime=0; ; ;q->process=execute;pcb * get_next(pcb * k,pcb * head)pcb * t;t=k;do t=t->next;while (t && t->process=finish);if(t=NULL)t=head;while (t->next!=k && t->process=finish)t=t->next;return t;void set_state(pcb *p)while(p)if (p->needtime=0) ;if (p->process=execute) ;p=p->next;void display_round(pcb *p)cout<<"NAME"<<" "<<"CPUTIME"<<" "<<"NEEDTIME"<<" "<<"COUNT"<<" "<<"ROUND"<<" "<<"STATE"<<endl;while(p)cout<<p->name;cout<<" "cout<<p->cputime;cout<<" "cout<<p->needtime;cout<<" "cout<<p->count;cout<<" "cout<<p->round;cout<<" "switch(p->process)case ready:cout<<"ready"<<endl;break;case execute:cout<<"execute"<<endl;break;case finish:cout<<"finish"<<endl;break;p=p->next;void round_cal()pcb * p;pcb * r;clrscr();p=get_process_round();int cpu=0;clrscr();r=p;while(!process_finish(p)cpu+=2;cpu_round(r);r=get_next(r,p);cout<<"cpu "<<cpu<<endl;display_round(p);set_state(p);sleep(5);clrscr();void main()display_menu();int k;scanf("%d",&k);switch(k)case 1:priority_cal();break;case 2:round_cal();break;case 3:break;display_menu();scanf("%d",&k);5实验运行结果将调试通过代码及运行结果打印后附于报告后6实验体会与收获实验时间：_ 实验地点：_指导老师：_ 实验成绩：_实验三 存储管理1目的和要求存储管理的主要功能之一是合理地分配空间。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请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式管理的页面置换算法。2实验内容1过随机数产生一个指令序列，共320条指令。其地址按下述原那么生成：50%的指令是顺序执行的；25%的指令是均匀分布在前地址局部；25%的指令是均匀分布在后地址局部；#具体的实施方法是：A. 在0，319的指令地址之间随机选区一起点M;B. 顺序执行一条指令，即执行地址为M+1的指令；C. 在前地址0，M+1中随机选取一条指令并执行，该指令的地址为M;D. 顺序执行一条指令，其地址为M+1；E. 在后地址M+2，319中随机选取一条指令并执行；F. 重复AE，直到执行320次指令。2指令序列变换成页地址流 设：1页面大小为1K；（2） 用户内存容量为4页到32页；（3） 用户虚存容量为32K。在用户虚存中，按每K存放10条指令排列虚存地址，即320条指令在虚存中的存放方式为： 第0条第9条指令为第0页对应虚存地址为0，9； 第10条第19条指令为第1页对应虚存地址为10，19； 。 第310条第319条指令为第31页对应虚存地址为310，319；按以上方式，用户指令可组成32页。3. 计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率。A. FIFO先进先出的算法B. LRR最近最少使用算法C. OPT最正确淘汰算法先淘汰最不常用的页地址D. LFR最少访问页面算法E. NUR最近最不经常使用算法3实验环境装有DOS、 Windows操作系统以及C+语言系统的PC机1台/人。 4实验提示提示：A.命中率=1-页面失效次数/页地址流长度 B.本实验中，页地址流长度为320，页面失效次数为每次访问相应指令时，该指令所对应的页不在内存的次数。 C.关于随机数产生方法，采用TC系统提供函数RAND()和RANDOMIZE()来产生。参考程序：#include<stdio.h>#include<iostream.h>#include <stdlib.h>#include<time.h>struct aa int page; int count; aa* next; ;void main() time_t t; srand(unsigned(time(&t); int i,n,j,ii,m,answer,ffalse,count,fangfa,temp1,min,nn,mm; double sum; aa *head,*tail,*temp,*table,*first,*ti;/* nn=4;mm=1; for(nn=4;nn>32;nn+) for(mm=1;mm>5;mm+) */ cin>>m; /m=nn; cout<<endl; cout<<"fangfa: 1-FIFO;2-LRR;3-OPT;4-LFR;5-NUR"<<endl; cout<<"Mothed:" cin>>fangfa; /fangfa=mm; ffalse=0; answer=0; table=new(aa); temp=table; table->page=-1; table->count=0; head=table; for(ii=2;ii<=m;ii+) table=new(aa); table->page=-1; table->count=0; temp->next=table; temp=table; if (ii=m)table->next=NULL; tail=table; temp=head; first=head; count=0; i=0; while(i<320) min=400; ; ; ; ; table=head; temp=head; answer=0; min=400; if (fangfa=5) while(table!=NULL) if (table->page=j)answer=1;table->count=2; table=table->next; if (answer!=1) table=head; while (table!=NULL) if (table->count<min)temp=table;min=table->count; table=table->next; if (temp->page!=-1) +ffalse; temp->page=j; temp->count=1; table=head; if (i%32)=0) while(table!=NULL) if (table->page!=-1) table->count=1; / if (table->page=j)answer=1;+(table->count); table=table->next; if (fangfa=4)|(fangfa=3) while(table!=NULL) if (table->page=j)answer=1;+(table->count); table=table->next; if(answer!=1) table=head; while (table!=NULL) if (table->count<min)temp=table;min=table->count; table=table->next; if (temp->page!=-1) +ffalse; temp->page=j;table=head;while(table) table->count=1; table=table->next; else temp->page=j; +(temp->count); if (fangfa=2) while(table!=NULL)&&(fangfa=2) if (table->page=j)answer=1;temp=table; table=table->next; if(fangfa=2)&&(answer=1) /table=temp; temp1=temp->page; while (temp!=NULL) temp->page=temp->next->page; temp=temp->next;tail->page=temp1; if(answer!=1)&&(fangfa=2) if (first->page!=-1) ffalse=ffalse+1; first->page=j; temp=head; while (temp!=NULL) temp->page=temp->next->page; temp=temp->next;tail->page=j; table=head; while(table!=NULL)&&(fangfa=1) if (table->page=j)answer=1; table=table->next; if (answer!=1)&&(fangfa=1) if (first->page!=-1) ffalse=ffalse+1; first->page=j; if (first->next!=NULL) first=first->next; else first=head; +i;+count; if (count=4)count=0; sum=1.0-ffalse/320.0;/*cout<<nn<<" "if (fangfa=1) cout<<"FIFO:"<<sum<<" "if (fangfa=2) cout<<" LRR:"<<sum<<" "if (fangfa=3) cout<<" OPT:"<<sum<<" "if (fangfa=4) cout<<" LFR:"<<sum<<" "if (fangfa=5) cout<<" NUR:"<<sum<<" "if(mm=5) cout<<endl;*/cout<<sum<<endl;for(ti=head;ti!=NULL;ti=ti->next)cout<<ti->page<<" "cout<<endl;5实验运行结果将调试通过代码及运行结果打印后附于报告后6实验体会与收获实验时间：_ 实验地点：_指导老师：_ 实验成绩：_实验四 文件系统设计1目的和要求本实验的目的是通过一个简单多用户文件系统的设计，加深理解文件系统的内部功能和内部实现。2实验内容为DOS系统设计一个简单的二级文件系统。要求做到以下几点：可以实现下列几条命令LOGIN 用户登陆DIR 列文件目录CREATE 创立文件DELETE 删除文件OPEN 翻开文件CLOSE 关闭文件READ 读文件WRITE 写文件列目录时要列出文件名，物理地址，保护码和文件长度。源文件可以进行读写保护。3实验环境装有DOS、 Windows操作系统以及C+语言系统的PC机1台/人。 4实验提示首先应确定文件系统的数据结构：主目录、子目录及活动文件等。主目录和子目录都以文件的形式存放于磁盘，这样便于查找和修改。用户创立的文件，可以编号存储于磁盘上。如：file0,file1,file2并以编号作为物理地址，在目录中进行登记。参考程序：本程序需要在c:下建一个名为osfile的目录及一个名为file的子目录#include "stdio.h"#include "string.h"#include "conio.h"#include "stdlib.h"#define MAXNAME 25 /*the largest length of mfdname,ufdname,filename*/#define MAXCHILD 50 /*the largest child*/#define MAX (MAXCHILD*MAXCHILD) /*the size of fpaddrno*/typedef struct /*the structure of OSFILE*/ int fpaddr; /*file physical address*/ int flength; /*file length*/ int fmode; /*file mode:0-Read Only;1-Write Only;2-Read and Write(default);*/ char fnameMAXNAME; /*file name*/ OSFILE;typedef struct /*the structure of OSUFD*/ char ufdnameMAXNAME; /*ufd name*/ OSFILE ufdfileMAXCHILD; /*ufd own file*/ OSUFD;typedef struct /*the structure of OSUFD'LOGIN*/ char ufdnameMAXNAME; /*ufd name*/ char ufdpword8; /*ufd password*/ OSUFD_LOGIN;typedef struct /*file open mode*/ int ifopen; /*ifopen:0-close,1-open*/ int openmode; /*0-read only,1-write only,2-read and write,3