2022年操作系统实验指导书 .pdf

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1、操作系统实验指导 20 / 20 学年第学期班级：组号：组长：实验地点：指导教师：计算机科学与工程学院2009 年 10 月名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 22 页 - - - - - - - - - I 实验目录实验一、认识常见的操作系统. 1实验二 安装 Linux 操作系统 . 3实验三、操作系统的命令接口和图形接口. 5实验四、观察 Linux 进程的异步并发执行 . 7实验五、 Windows系统的多线程同步 . 9实验六、进程管理 . 11 实

2、验七、进程调度 . 13 实验八、银行家算法 . 15 实验九、存储管理 . 17 实验十、文件系统设计 . 19 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 22 页 - - - - - - - - - 1 实验一、认识常见的操作系统实验目的通过 Internet和/ 或图书馆馆藏资源，让学生从课堂以外，从感性上认识操作系统这种系统软件的功能，了解市场上常见的操作系统，为后面进一步的学习打下基础。预习1. 2. www.wikipedia.org 3. 实验内容及要

3、求搜索并归纳如下信息：1. 什么是操作系统？你买回一台新计算机后，要装的第一个软件是什么？为什么必须在计算机上安装操作系统？2. 目前市场上常见的操作系统有哪些类型？3. 请尽可能多地罗列出目前市场上已有的操作系统产品，分别给出这些操作系统所取得的成就， 采用的新技术， 以及这些操作系统的特点、特色和不足， 指明它们的开发公司和开发年代。实验结果（可续页）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 22 页 - - - - - - - - - 2 （续前页）后记1 推

4、动操作系统发展的主要动因有哪些？列举出保证操作系统每次革命性发展的支撑技术。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 22 页 - - - - - - - - - 3 实验二安装 Linux操作系统实验目的了解 Linux 系统安装的硬件资源要求；学会安装Linux 系统、启动Linux 系统；了解Linux 多引导器的配置。预习 实验内容及要求把 Linux 安装到本地硬盘1）如果 BIOS 支持光盘启动，则插入Linux 安装光盘，重新启动计算机。如果从 DOS

5、环境启动，则在DOS 提示符下执行批处理命令，如autoboot 。2）对硬盘分区，留出交换空间和文件系统的空间。3）按提示分阶段装入系统。4）配置系统。实验结果（可续页）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 22 页 - - - - - - - - - 4 （续前页）后记1Linux 与 Windows系统的主要区别是什么？名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - -

6、 - - - - 第 6 页，共 22 页 - - - - - - - - - 5 实验三、操作系统的命令接口和图形接口实验目的熟悉使用Linux 字符界面、窗口系统的常用命令。熟悉运用Linux 常用的编程工具和在线求助系统。掌握在Linux 操作系统环境上编辑、编译、调试、运行一个C 语言程序的全过程。预习 实验内容及要求1熟悉开机后登录Linux 系统和退出系统的过程；2熟悉 Linux 字符界面 （虚拟终端窗口） 和 shell，以及图形界面 （X-Window(如 gnome或 KDE)）：练习并掌握常用的Linux操作命令， 如 ls 、cat 、ps、df 、find 、grep

7、 、cd、more、cp、rm、kill、at 、vi 、cc 、man 、help 、control+d/c、等；熟悉常用shell的提示符；熟悉字符窗口与图形界面之间的切换。3学习使用Linux 的在线求助系统，如man和 help 命令等。4掌握一种Linux 的编辑器，特别是字符界面的vi 工具的使用。5用 vi 编辑一个打印“Hello,I am a C program ”字串的C 语言程序，然后编译并运行它，记下整个过程。熟悉gcc、gdb 等编译器、调试器的使用。实验结果（可续页）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -

8、 - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 22 页 - - - - - - - - - 6 （续前页）后记1如何配置Linux 系统的 IP 地址？名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 22 页 - - - - - - - - - 7 实验四、观察Linux进程的异步并发执行实验目的通过实验，使学生理解进程与程序的区别，加深对进程概念的理解；掌握进程并发执行的原理，理解进程并发执行的特点，区分进程并发执行与串行执行；了解fork(

9、) 系统调用的返回值，掌握用fork()创建进程的方法；熟悉wait 、exit等系统调用。预习1实验指导书；实验内容及要求1编写一 C 语言程序，实现在程序运行时通过系统调用fork( )创建两个子进程，使父、子三进程并发执行，父亲进程执行时屏幕显示“I am father” ，儿子进程执行时屏幕显示“ I am son ” ，女儿进程执行时屏幕显示“I am daughter” 。2多次连续反复运行这个程序，观察屏幕显示结果的顺序，直至出现不一样的情况为止。记下这种情况，试简单分析其原因。3修改程序，利用nice ( ) 改变各进程的优先级，观察不同情况下进程调度效果的区别。4修改程序，在

10、父、子进程中分别使用wait 、exit等系统调用“实现”其同步推进，多次反复运行改进后的程序，观察并记录运行结果。实验结果（可续页）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 22 页 - - - - - - - - - 8 （续前页）后记1如何让子进程的执行代码有别于父进程？名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 22 页 - -

11、- - - - - - - 9 实验五、 Windows系统的多线程同步实验目的在掌握给予消息的Windows 程序结构和多线程程序设计方法的基础上，设计一个多线程的程序。使学生能够从程序设计的角度了解多线程程序设计的方法和在Windows 系统下多线程同步互斥的机制。预习1实验指导书2 http:/ 实验内容及要求利用 Windows 提供的 MFC 类编程实现读者/写者的同步互斥问题，保证：1）一个人在写时，其他人不允许写；2）一个人在写时，其他人不允许读；3）一个人在读时，其他人不允许写；4）一个人在读时，其他人允许读。实验结果（可续页）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -

12、- - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 22 页 - - - - - - - - - 10 （续前页）后记1Windows 下的多线程同步问题设计的主要步骤有哪些？名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 22 页 - - - - - - - - - 11 实验六、进程管理实验目的进一步加深对进程概念的理解，掌握进程PCB的基本结构， 进程控制原语的基本功能。预习1实验指导书2ww

13、w.wikipedia.org 实验内容及要求用高级语言模拟实现至少三项内容：1创建新的进程；2查看运行进程；3换出某个进程；4杀死运行进程；5进程之间通信等功能。实验结果（可续页）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 22 页 - - - - - - - - - 12 （续前页）后记1如何保证模拟算法中的进程控制原语的原子性？名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - -

14、 - - - - - 第 14 页，共 22 页 - - - - - - - - - 13 实验七、进程调度实验目的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。预习1实验指导书实验内容及要求用高级语言模拟实现进程调度，完成下列指标：设计进程控制块PCB表结构，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

15、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。实验结果（可续页）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -

16、- 第 15 页，共 22 页 - - - - - - - - - 14 （续前页）后记名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 22 页 - - - - - - - - - 15 实验八、银行家算法实验目的本实验的目的是通过银行家算法模拟设计，了解死锁避免的基本原理，掌握安全状态和银行家算法算法。预习1实验指导书；2参考实验五和实验六。实验内容及要求用高级语言模拟实现银行家算法，完成下列指标：系统中随机生成多个活跃进程。检查系统的安全状态。实验结果（可续页）名师

17、资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 22 页 - - - - - - - - - 16 （续前页）后记名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 22 页 - - - - - - - - - 17 实验九、存储管理实验目的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。

18、预习1实验指导书；2参考实验五和实验六。实验内容及要求1通过随机数产生一个指令序列，共320 条指令。其地址按下述原则生成：50% 的指令是顺序执行的；25% 的指令是均匀分布在前地址部分；25% 的指令是均匀分布在后地址部分；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

19、面大小为1K；用户内存容量为4 页到 32 页；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。FIFO 先进先出的算法LRR最近最少使用算法LFR最少访问页面算法实验结果（可续页）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下

20、载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 22 页 - - - - - - - - - 18 （续前页）后记名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 22 页 - - - - - - - - - 19 实验十、文件系统设计实验目的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。预习1实验指导书；2参考实验五和实验六。实验内容及要求为

21、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 创建文件DELETE 删除文件OPEN 打开文件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。实验结果（可续页）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 22 页 - - - - - - - - - 20 （续前页）后记名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 22 页 - - - - - - - - -