2022年操作系统实验指导书.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 操作系统试验指导2022/2022 学年 第 2 学期班级： 09 软件 1 班组号：组长：试验地点： N6-111 指导老师：运算机科学与工程学院2022年 10月1 / 25 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 试验目录试验一、熟识常见的操作系统 1 试验二安装 Linux 操作系统 3 名师归纳总结 试验三、操作系统的命令接口和图形接口5 第 2 页,共 25 页试验四、观看 Linux 进程的异步并发执行7 试验五、 Windows系统的多线程同步9 试验六、

2、进程治理11 试验七、进程调度13 试验八、银行家算法15 试验九、储备治理17 试验十、文件系统设计19 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 试验一、熟识常见的操作系统试验目的 通过 Internet 和/ 或图书馆馆藏资源,让同学从课堂以外,从感性上熟识操作系统这种系统软件的功能,了预习 1. 2. www.wikipedia.org 3. 试验内容及要求 搜寻并归纳如下信息：1. 什么是操作系统？你买回一台新运算机后,要装的第一个软件是什么？为什么必需在运算机上安装操作系2. 目前市场上常见的操作系统有哪些类型？3. 请尽可能多地排列出目前市场上已

3、有的操作系统产品,分别给出这些操作系统所取得的成就,采纳的新技试验结果 是治理运算机系统的全部硬件资源包括软件资源及数据资源；掌握操作系统通常是最靠近硬件的一层系统软件,它把硬件裸机改造成为功能完善的一台虚拟机,使得运算机系统的操作系统是一个巨大的治理掌握程序,大致包括5 个方面的治理功能:进程与处理机治理、作业治理、储备治理；.2. DOS、OS/2、UNIX 、XENIX 、LINUX 、Windows 、 Netware ；3.windows xp： Windowsxp 中文全称为视窗操作系统体验版；是微软公司发布的一款视窗操作系统代码的产品,拥有新的用户图形界面,它包括了一些微小的修改

4、,其中有些看起来是从 Linux 的桌面环境 特的视窗标志也改为较清楚亮丽的四色视窗标志；Windows XP XP 仍引入了一个“ 挑选任务 ” 的用户界面,使得工具条可以拜访任务的详细细节；然而,批判家认为这个基于Windows 7 ： Windows 7 是由微软公司开发的,具有革命性变化的操作系统；该系统旨在让人本电脑的特有设计；基于应用服务的设计；用户的个性化；视听消遣的优化；用户易用性的新更易用： Windows 7 做了很多便利用户的设计,如快速最大化,窗口半屏显示,跳转列表 Jump List）,系统更快速： Windows 7 大幅缩减了 Windows 的启动时间,据实测,

5、在 2022 年的中低端配置下运行,系统加载时间更简洁： Windows 7 将会让搜寻和使用信息更加简洁 , 包括本地、网络和互联网搜寻功能 , 直观的用户体验将更加更安全1 / 25 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - Windows 7包括了改进了的安全和功能合法性, 仍会把数据爱护和治理扩展到外围设备；Windows 7改进了节省成本：Windows7 可以帮忙企业优化它们的桌面基础设施,具有无缝操作系统、应用程序和数据移植功能,更好的连接：Windows7 进一步增强了移动工作才能, 无论何时、何地、任何设

6、备都能拜访数据和应用程序, 开启能；最终 ,Windows7 会带来敏捷运算基础设施,包括胖、瘦、网络中心模型；更人性化的UAC的形成和进展；早期的操作系统 最初的电脑并没有操作系统,人们通过各种操作按钮来掌握运算机,后来显现了汇编语言,操作人员通过有孔的纸带将程序输入电脑进行编译；这些将语言 内置的电脑只能由操作人员自己编写程序来运行,不利于设备、程序的共用；为明白决这种问题,就显现了操作系统,这样就很好实现了程序的共用,以及对运算机硬件资源的治理；随着运算技术和大规模集成电路的进展,微型运算机快速进展起来；从 20 世 纪 70 岁月中期开头显现了运算机操作系统；1976 年,美国 DIG

7、ITAL RESEARCH 软件公司研制出 8 位的 CP/M操作系统；这个系统答应用户通过掌握台的键盘对 系统进行掌握和治理,其主要功能是对文件信息进行治理,以实现硬盘文件或其他设备文件的自动存取；此后显现的一些 DOS操作系统8 位操作系统多采纳 CP/M结构；运算机操作系统的进展经受了两个阶段；第一个阶段为单用户、单任务的操作系统,继 CP/M操作系统之后,仍显现了 MS-DOS等磁盘操作系统；C-DOS、M-DOS、TRS-DOS、S-DOS和其中值得一提的是 MS-DOS,它是在 IBM-PC及其兼容机上运行的操作系统,它起源于 SCP86-DOS,是 1980 年基于 8086 微

8、处理器而设计的单用户操作系统；后来,微软公司获得了该操作系统的专利权,配备在IBM-PC机上,并命名为 PC-DOS；1981 年,微软的 MS-DOS 1.0版与 IBM的 PC面世,这是第一个实际 应用的 16 位操作系统；微型运算机进入一个新的纪元；1987 年,微软发布 MS-DOS 3.3 版本,是特别成熟牢靠的 位；DOS版本,微软取得个人操作系统的霸主地从 1981 年问世至今, DOS经受了 7 次大的版本升级,从 1.0 版到现在的 7.0版,不断地改进和完善；但是,DOS系统的单用户、单任务、字符界面和 16 位的大格局没有变化,因此它对于内存的治理也局限在 640KB的范

9、畴内；操作系统新时代运算机操作系统进展的其次个阶段是多用户多道作业和分时系统；其典型代表有 UNIX、XENIX、OS/2 以及 Windows操作系统；分时的多用户、多任务、树形结构的文件系统以及重定向和管道是 UNIX的三大特点；3 / 25 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - OS/2 采纳图形界面,它本身是一个32 位系统,不仅可以处理32 位 OS/2系统的应用软件,也可以运行16 位 DOS和 Windows软件；它将多任务治理、图形窗口治理、通信治理和数据库治理融为一体； Windows 是 Micro

10、soft公司在 1985 年 11 月发布的第一代窗口式多任务系统,它使 PC机开头进入了所谓的图形用户界面时代；Windows 1.x 版是一个具有多窗口及多任务功能的版本,但由于当时的硬件平台为 PC/XT,速度很慢,所以 Windows 1.x 版本并未特别流行； 1987 年底, Microsoft 公司又推出了MS-Windows 2.x 版,它具有窗口重叠功能,窗口大小也可以调整,并可把扩展内存和扩充内存作为磁盘高速缓存,从而提高了整台运算机的性能,此外它仍供应了众多的应用程序； 1990 年, Microsoft公司推出了 Windows 3.0 ,它的功能进一步加强,具有强大的

11、内存治理,且供应了数量相当多的Windows应用软件,因此成为386、486 微机新的操作系统标准；随后,Windows发表 3.1 版,而且推出了相应的中文版； 3.1 版较之 3.0 版增加了一些新的功能,受到了用户欢迎,是当时最流行的 Windows版本； 1995 年, Microsoft公司推出了 Windows 95；在此之前的Windows都是由 DOS引导的,也就是说它们仍不是一个完全独立的系统,而Windows 95 是一个完全独立的系统,并在很多方面做了进一步的改进,仍集成了网络功能和即插即用功能,是一个全新的 32 位操作系统； 1998 年,Microsoft 公司推出

12、了 Windows 95 的改进版 Windows 98,Windows 98 的一个最大特点就是把微软的 Internet 浏览器技术整合到了 Windows 95 里面,使得拜访 Internet 资源就像拜访本地硬盘一样便利,从而更好地满意了人们越来越多的拜访 Internet 资源的需要； Windows 98 已经成为目前实际使用的主流操作系统；从微软 1985 年推出 Windows 1.0 以来, Windows系统从最初运行在 DOS下的 Windows 3.x ,到现在风靡全球的 操作系统的代名词；操作系统 Linux Windows 9x/Me/2000/NT/XP,几乎成

13、为了 Linux 是目前全球最大的一个自由软件,它是一个可与 UNIX和 Windows相媲美的操作系统,具有完备的网络功能；Linux 最初由芬兰人 Linus Torvalds开发,其源程序在Internet网上公布以后,引起了全球电脑爱好者的开发热情,很多人下载该源程序并按自己的意愿完善某一方面的功能,再发回到网 上, Linux 也因此被雕刻成为一个全球最稳固的、最有进展前景的操作系统；从进展前景上看, Linux 取代 UNIX和 Windows仍为时过早,但一个稳固性、敏捷性和易用性都特别好的软件,确定会得到越来越广泛的应用；4 / 25 名师归纳总结 - - - - - - -第

14、 6 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 试验二安装 Linux操作系统试验目的 明白 Linux 系统安装的硬件资源要求；学会安装 配置；预习 试验内容及要求 把Linux 安装到本地硬盘Linux 系统、启动 Linux 系统；明白 Linux 多引导器的1）假如 BIOS 支持光盘启动,就插入 Linux 安装光盘,重新启动运算机；假如从 DOS环境启动,就在 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；试验结果可续页）5 / 25 名师归纳总结 - - - -

15、- - -第 7 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 续前页）后记 1Linux 与 Windows系统的主要区分是什么？6 / 25 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 试验三、操作系统的命令接口和图形接口试验目的 熟识使用 Linux 字符界面、窗口系统的常用命令；熟识运用 过程；预习 试验内容及要求 1熟识开机后登录Linux 系统和退出系统的过程；Linux 常用的编程工具和在线求助系统；把握在2熟识 Linux 字符界面 虚拟终端窗口）和 shell ,以及图形界面 ）：练习并

16、掌cd、 more、cp、rm、kill、at 、vi 、cc、man、help 、control+d/c、等；熟识常用 shell 的提示符；熟识字符窗3学习使用 Linux 的在线求助系统,如 man和 help 命令等；4把握一种 Linux 的编辑器,特殊是字符界面的 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,登记整个过程；熟识试验结果 可续页）7 / 25 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 系统调用的返回值,把握用 fo

17、rk 创建进程的方法；熟识 wait 、exit 等系统调用；预习1 试验指导书；试验内容及要求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,观看屏幕显示结果的次序,直至显现不一样的情形为止；登记这种情形,试简洁分析其缘由；3修改程序,利用nice 转变各进程的优先级,观看不怜悯形下进程调度成效的区分；4修改程序,在父、子进程中分别使用wait 、exit

18、等系统调用“ 实现” 其同步推进,多次反复运行改进后的程序,观看并记录运行结果；试验结果可续页）9 / 25 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 续前页）后记1如何让子进程的执行代码有别于父进程？10 / 25 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 试验五、 Windows 系统的多线程同步试验目的 在把握赐予消息的 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；使同学能 机制；预习 1试验指导书 2 试验内

19、容及要求 利用 Windows供应的 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,其他人不答应写；2）一个人在写时,其他人不答应读；3）一个人在读时,其他人不答应写；4）一个人在读时,其他人答应读；试验结果 可续页）11 / 25 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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？12 / 25 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 试验六、进程治理试验目的

20、进一步加深对进程概念的懂得,把握进程功能；预习 1试验指导书 2www.wikipedia.org 试验内容及要求 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；试验结果 可续页）PCB 的基本结构,进程掌握原语的基本13 / 25 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 续前页）后记1如何保证模拟算法中的进程掌握原语的原子性？14 / 25 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - -

21、 - - 试验七、进程调度试验目的通过本试验可以加深懂得有关进程掌握块、进程队列的概念,并体会和明白优先数和时间片轮转调度算法的详细实施方法；预习1 试验指导书 试验内容及要求 用高级语言模拟实现进程调度,完成以下指标：法；设计进程掌握块 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）循环轮转调度试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运算；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

22、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,进程仍需要的时间片数减 1；在轮转算法中,采纳固定时间片 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,进程仍需要的时间片数减 2,并排列到就绪队列的尾上；对于遇到优先数一样的情形,采纳 FIFO 策略解决；试验结果 可续页）15 / 25 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 续前页）后记16 / 25 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,

23、共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 试验八、银行家算法试验目的 本试验的目的是通过银行家算法模拟设计,明白死锁防止的基本原理,把握安全状 态和银行家算法算法；预习 1 试验指导书；2 参考试验五和试验六；试验内容及要求 用高级语言模拟实现银行家算法,完成以下指标：系统中随机生成多个活跃进程；检查系统的安全状态；试验结果可续页）17 / 25 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 续前页）后记18 / 25 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 25 页精选学习资料 - -

24、 - - - - - - - 试验九、储备治理试验目的本试验的目的是通过恳求页式储备治理中页面置换算法模拟设计,明白虚拟储备技术的特点,把握恳求页式治理的页面置换算法；预习1 试验指导书；2 参考试验五和试验六；试验内容及要求1通过随机数产生一个指令序列,共 50%的指令是次序执行的；320 条指令；其地址按下述原就生成：25%的指令是匀称分布在前地址部分；25%的指令是匀称分布在后地址部分；详细的实施方法是：A. 在 0 ,319 的指令地址之间随机选区一起点M；M；B. 次序执行一条指令,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D.次序执

25、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 A E,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；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

26、. 运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最少拜访页面算法试验结果 可续页）19 / 25 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 续前页）后记20 / 25 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 试验十、文件系统设计试验目的 本试验的目的是通过一个简洁多用户文件系统的设计,加深懂得文件系统的内部功 能和内部实现；预习 1 试验指导书；2 参考试验五和试验六；试验内容及要求 为 D

27、OS系统设计一个简洁的二级文件系统；要求做到以下几点：可以实现以下几条命令 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,爱护码和文件长度；源文件可以进行读写爱护；试验结果可续页）21 / 25 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 续前页）后记22 / 25 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 23 / 25 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页,共 25 页