操作系统实验指导说明

天津大学仁爱学院计算机系

《操作系统原理》实验报告

题目：XXXXXXXXXXXX

指导老师：戴维迪

姓名：

学号：

班级：

完成日期：年月日

《操作系统》课程实验要求：

1．以下五个题目，按要求开展实验并完成相应的实验报告。2．实验上机时间为：待定，在上机时间检查每个同学的程序运行情况。

3．提交实验报告：

实验报告提交格式：

1.实验内容

2.正文格式

(1)问题概述

(2)整体功能及设计

(3)编程实现

(4)使用说明

(5)结果分析

(6)设计体会

3.实验报告的提交

(1)要求使用统一专用实验报告纸；

(2)要求有封面，封面格式如前页；

(3)报告以打印稿或手写稿提供，统一左边装订；

(4)同时提交源程序和实验报告的电子版，以压缩包的形

式发送到：156840130@https://www.360docs.net/doc/5d558565.html,

信件及附件名称：（例）07软件1班60072011王宇-进程调度算法模拟（没有空格）

（名称不符合要求的请重新发送）

07级*****《操作系统》课程实验（一）

—生产者--消费者同步问题的算法实现一、实验目的：

全面理解生产者与消费者问题模型，掌握解决该问题的算法思想，正确使用同步机制。

二、实验内容：

问题描述：一组生产者向一组消费者提供消息，它们共享一个有界缓冲池，生产者向其中投放消息，消费者从中取得消息。假定这些生产者和消费者互相等效，只要缓冲池未满，生产者可将消息送入缓冲池；只要缓冲池未空，消费者可从缓冲池取走一个消息。

功能要求：根据进程同步机制，编写一个解决上述问题的演示程序，可显示缓冲池状态、放数据、取数据等过程。

放消息取消息

n个缓冲区

(B u f f e r)

三、编程工具：

C、Java、VC或其它可视化语言

平台任选

四、具体设计要求及有关说明

1．有3个生产者进程，分别为P1、P2和P3；

2．有4个消费者进程，分别是C1、C2、C3和C4；

3．缓冲区单元个数N=15；

4．不同的生产进程可生产不同的产品（比如字母、数字、符号）；不同的消费进程可有不同的消费方式（比如“显

示”、“打印”、“拼接成字符串”、“改变大小写”等）。自

己可任意定义。

07级******《操作系统》课程实验（二）

—进程管理和调度的算法实现一、实验目的

进程调度是处理机管理的核心内容。本设计要求用高级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，并体会和了解优先权调度算法和时间片轮转调度算法的具体实施办法。

二、实验内容

1．设计进程控制块PCB表结构，分别适用于优先权调度算法和时间片轮转调度算法。

2．PCB结构包括以下信息：进程名、进程优先数（或轮转时间片），进程所占用的CPU时间，进程的状态，当前

队列指针等。根据调度算法的不同，PCB结构的内容可

以作适当的增删。

3．建立进程就绪队列。对两种不同算法编制入链子程序。

4．编制两种进程调度算法：a）优先数调度；b）时间片轮转调度。允许用户在程序运行时选择使用某一种调度算

法。

三、编程工具：

C、Java、VC或其它可视化语言

平台任选

四、具体设计要求及有关说明

选用优先数算法和简单时间片轮转法对五个进程进行调度，每个进程可有三种状态：运行状态（RUN）、就绪状态（READY）和完成状态。并假定初始状态为就绪状态。

1．设计进程控制块PCB结构如下：

NAME //进程标识符；

PRIO/ROUND // PRIO表示进程优先数，ROUND表示进程轮转时间片大小；

CPUTIME //进程占用CPU时间；

COUNT //计数器；

NEEDTIME /进程到完成还要的CPU时间；

STATE //进程的状态；

NEXT //链指针

2．进程控制块链结构如图所示。

其中：

RUN——当前运行进程指针；

READY——就绪队列头指针；

TAIL——就绪队列尾指针；

FINISH——完成队列头指针。

为了便于处理，程序中进程的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片数以及进程需运行的时间片数的初值均由用户给定。

3．程序说明：

a）在优先数算法中，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。在轮转法中，采用固定时间片，时间片数为2，进程每执行一次，CPU时间片数加2，进程还需要的时间片数减2，并排到就绪队列的尾上。

b）程序结构说明如下：

整个程序由CREA TE，FIRSTIN，INSERT1，INSERT2，PRINT，PRISCH和ROUNDSCH过程组成。其中：

CREATE的功能是创建新的进程，即创立进程的PCB，并将此PCB链入到就绪队列中去。

FIRSTIN的功能是将就绪队列中的第一个进程投入运行。

INSERT1的功能是把还未完成且优先数小于别的进程PCB按进程优先数的顺序插入到就绪队列中。

INSERT2是轮转法使用的过程，将执行了一个单位时间片数（为

2）且还未完成的进程的PCB插入到就绪队列的队尾。

PRINT打印每执行一次后的所有进程的状态，这里，就绪（等待）用“W”代表。

PRISCH按优先数算法调度进程。

ROUNDSCH按时间片轮转法调度进程。

c）主程序中定义了PCB的结构和其它变量NUMBER——进程数，ALGO为10个字符长的字符串，存放要求输入的算法的名，输入“PRIORITY”表示调用优先数算法，输入“ROUNDROBIN”表示调用循环轮转法，要求用户在程序运行时输入其中的一个。

07级******《操作系统》课程实验（三）

—内存管理和分配算法模拟一、实验目的

页面置换算法的好坏直接关系到系统运行的效率。本设计要求用高级语言编写和调试一个简单的内存页面调度程序。通过本实验可以加深理解有关最佳置换算法、先进先出置换算法和最近最久未使用置换算法的概念，并体会和了解这三种页面置换算法的具体实施办法。

二、实验内容

1 页面流如下：

7，0，1，2，0，3，0，4，2，3，0，3，2，1，2，0，1，7，0，1 2 首先利用最佳置换算法求出理想状态下的缺页率。再将先进先出算法和最近最久未使用算法与最佳置换算法做比较，说明哪个缺页率较低。

3 假设所用的物理块个数分别为3和4。

三、实验要求

1 物理块用数组S[]表示，每次经过一个页面，须显示此时物理块中的页面。

2 设置计数变量count，记录缺页次数。统计缺页率可用：置换次数/页面总数求得。

四、编程工具：

C、Java、VC或其它可视化语言平台任选

07级******《操作系统》课程实验（四）

—磁盘调度算法模拟一、实验目的

磁盘是可供多个进程共享的设备，当有多个进程都要求访问磁盘是，应采用一种最佳调度算法，以使各进程对磁盘的平均访问时间最小。目前最成用的磁盘调度算法有先来先服务（FCFS），最短寻道时间优先（SSTF），以及扫描算法（SCAN）。通过本实验可以加深理解有关磁盘调度的目标，并体会和了解最短寻道时间优先算法和扫描算法的具体实施办法。

二、实验内容

1 从100#磁道开始，被访问的磁道号分别为：55，58，39，18，90，160，150，38，184。

2 要求用最短寻道时间优先算法的和扫描算法实现磁盘调度。

3 记录下每访问一个磁道磁头移动的磁道数，并计算平均寻道长度（平均移动磁道数）。，，

三、实验要求

分别用两种算法实现磁盘调度。在实验结果分析中，将比较结果以列表的形式表现出来。用数组（或链表）TR[ ]存储待访问磁道号，将每次磁头移动磁道数用数组AR[ ] 存储。输出结果应如下例：（注意空格）

四、编程工具：

C、Java、VC或其它可视化语言

平台任选

07级******《操作系统》课程实验（五）

—Linux文件操作一、实验目的

Linux是一个Unix操作系统的克隆,可以免费使用，最初是由Linus Torvalds和经由Internet组织起来的开发小组编写的，其目标是与POSIX兼容。通过本实验，掌握一些基本的显示文件的命令。

二、实验内容

用户需要查看一个文件的内容时，可以根据显示要求的不同选用以下的命令。

1 cat命令

功能1：在标准输出上显示文件。

语法：cat ［- 选项］文件

说明：该命令功能之一是用来显示文件。它依次读取其后所指文件的内容并将其输出到标准输出。

例1：$ cat example.txt

则在屏幕上显示出example.txt 文件的内容。

例2：$ cat - A exam2.txt

则在屏幕上显示出exam2.txt 文件的内容，而且如果文件中含有特殊字符的话，一并显示。

功能2：连接两个或多个文件

说明：该命令功能之二是用来将两个或多个文件连接起来。

例3：$ cat file1 file2 > file3

把文件filel和文件file2的内容合并起来，放入文件file3中。

2 more命令

功能：在终端屏幕按屏显示文本文件。

语法：more ［- 选项］文件

说明：该命令一次显示一屏文本，显示满之后，停下来，并在终端底部打印出- - More- - ，系统还将同时显示出已显示文本占全部文本的百分比，若要继续显示，按回车或空格键即可。

例1：用分页的方式显示一个文件的内容。

$ more example1.c

/*-------------------------------------------*/

/* example1.c */

/*-------------------------------------------*/

/* author f opus.BBS@https://www.360docs.net/doc/5d558565.html,.tw */

/* target f BBS main/login/top-menu routines */

/* create f 99/10/23 */

/* update f 99/12/15 */

/*-------------------------------------------*/

#define _MAIN_C_

#inc1ude < BBS. h >

jmp_buf byebye;

int talkrequest=NA;

static uschar Enter_uflag i

#ifdef SHOW_IDLE_TIME

--More- （3%）

例2：显示一个文件的内容，但显示之前先清屏，并且在显示器的最下方显示完整的百分比。

$ more - dc example1.c

执行该命令后，先清屏，然后显示文件example.c的内容。

/*-------------------------------------------*/

/* example1.c */

/*-------------------------------------------*/

/* author f opus.BBS@https://www.360docs.net/doc/5d558565.html,.tw */

/* target f BBS main/login/top-menu routines */

/* create f 99/10/23 */

/* update f 99/12/15 */

/*-------------------------------------------*/

#define _MAIN_C_

#inc1ude < BBS. h >

jmp_buf byebye;

int talkrequest=NA;

static uschar Enter_uflag i

#ifdef SHOW_IDLE_TIME

char fromhost（）;

--More- （3%）［Press space to continue , ‘q’to quit .］

例3：显示一个文件的内容，要求每十行显示一次，且显示之前先清屏。

$ more - c - 10 example1.c

执行该命令后，先清屏，然后将以每十行每十行的方式显示文件example.c的内容。

/*-------------------------------------------*/

/* example1.c */

/*-------------------------------------------*/

/* author f opus.BBS@https://www.360docs.net/doc/5d558565.html,.tw */

/* target f BBS main/login/top-menu routines */

/* create f 99/10/23 */

/* update f 99/12/15 */

/*-------------------------------------------*/

#define _MAIN_C_

inc1ude < BBS. h >

--More- （3%）

3 less命令

less命令的功能几乎和more命令一样，也是用来按页显示文件，不同之处在于less命令在显示文件时允许用户既可以向前又可以向后

翻阅文件。

less命令的使用与more命令类似，在此就不赘述了，用户如有不清楚的地方可直接查看联机帮助。

用less命令显示文件时，若需要在文件中往前移动，按< b >键；要移动到用文件的百分比表示的某位置，则指定一个0到100之间的数，并按< p >即可。

例1 需要按页显示test文件

$ less test

三、实验要求

要求说明LINUX的安装过程和对文件的操作过程。

四、编程工具

略