上海大学操作系统2实验报告合集1

上海大学操作系统2实验报告合集1

评分：SHANGHAI UNIVERSITY 操作系统实验报告学院计算机工程与科学专业计算机科学与技术学号14122602 学生姓名余果《计算机操作系统》实验一报告实验一题目：操作系统的进程调度姓名：余果学号:14122602 实验环境：Microsoft Visual Studio 实验目的：进程是操作系统最重要的概念之一，进程调度又是操作系统核心的主要内容。本实习要求学生独立地用高级语言编写和调试一个简单的进程调度程序。调度算法可任意选择或自行设计。例如，简单轮转法和优先数法等。本实习可加深对于进程调度和各种调度算法的理解。实验内容：1、设计一个有n个进程工行的进程调度程序。

每个进程一个进程控制块表示。进程控制块通常应包含下述信息：进程名、进程优先数、进程需要运行的时间、占用CPU的时间以及进程的状态等，且可按调度算法的不同而增删。2、调度程序应包含2～3种不同的调度算法，运行时可任意选一种，以利于各种算法的分析比较。3、系统应能显示或打印各进程状态和参数的变化情况，便于观察诸进程的调度过程。操作过程：1、本程序可选用优先数法或简单轮转法对五个进程进行调度。每个进程处于运行R(run)、就绪W(wait)和完成F(finish)三种状态之一，并假设起始状态都是就绪状态W。为了便于处理，程序进程的运行时间以时间片为单位计算。进程控制块结构如下：进程控制块结构如下：PCB 进程标识数链指针优先数/轮转时间片数占用CPU 时间片数进程所需时间片数进程状态进程控制块链结构如下：其中：RUN—当前运行进程指针；

HEAD—进程就绪链链首指针；TAID—进程就绪链链尾指针。2、算法与框图(1) 优先数法。进程就绪链按优先数大小从高到低排列，链首进程首先投入运行。每过一个时间片，运行进程所需运行的时间片数减1，说明它已运行了一个时间片，优先数也减3，理是该进程如果在一个时间片中完成不了，优先级应该降低一级。接着比较现行进程和就绪链链首进程的优先数，如果仍是现行进程高或者相同，就让现行进程继续进行，否则，调度就绪链链首进程投入运行。原运行进程再按其优先数大小插入就绪链，且改变它们对应的进程状态，直至所有进程都运行完各自的时间片数。(2) 简单轮转法。进程就绪链按各进程进入的先后次序排列，进程每次占用处理机的轮转时间按其重要程度登入进程控制块中的轮转时间片数记录项。每过一个时间片，运行进程占用处理机的时间片数加1，然后比较占用处理机的时间片数是否与该进

程的轮转时间片数相等，若相等说明已到达轮转时间，应将现运行进程排到就绪链末尾，调度链首进程占用处理机，且改变它们的进程状态，直至所有进程完成各自的时间片。(3) 程序框图运行结果：Priority算法：Round Robin算法：

实验代码：//操作系统实验--进程调度#include #include #include #include const long n=5; struct pcbtype { long id, priority, runtime, totaltime; char status; //R, W, F -> 运行，就绪，完成//进程控制块结构}PCB[n+1];long link[n+1]; //链表结构long RUN, HEAD, TAIL; //选择算法long ChooseAlgo() {char s[128]; printf(\gets(s); if (s[0]==‘P’ || s[0]==‘p’) } return 1; return 0; //初始化void init() { long i; for (i=1; ii; j--) { if (PCB[sort[j]].priority > PCB[sort[j-1]].priority) { k=sort[j];

sort[j]=sort[j-1]; sort[j-1]=k; } } } //根据优先数排序long sort[n+1]; PCB[RUN].priority -= 3;//优先级减3 PCB[RUN].runtime++; if (PCB[RUN].totaltime == 0) { PCB[RUN].status=‘F’;RUN = HEAD; if (HEAD != -1) HEAD = link[HEAD]; PCB[RUN].status=‘R’; } else { if (HEAD != -1 && PCB[RUN].priority PCB[RUN].priority) k=link[k]; if (k == TAIL) { link[k] = RUN; TAIL = RUN; link[RUN] = -1;RUN = HEAD; HEAD = link[HEAD]; PCB[RUN].status = ‘R’; } else { link[RUN] = link[k]; link[k] = RUN; RUN = HEAD; //链首进程开始运行//插入链中//插入链尾之后//进程运行完成HEAD = link[HEAD]; PCB[RUN].status = ‘R’; } } }} showit(); } //轮转调度算法void main_round_robin() { long i; init(); //设置就绪链HEAD = 1; for (i=1; i

PCB[RUN].status=‘W’; //插入链尾link[TAIL]=RUN; link[RUN]=-1; TAIL=RUN; RUN=HEAD;//链首进程开始运行HEAD=link[HEAD]; PCB[RUN].status=‘R’; } } } showit(); } //主函数int main() { long algo; srand(time(NULL)); algo = ChooseAlgo(); if (algo == 1) { main_priority();//优先数法} else { main_round_robin();//简单轮转法} printf(\return 0; } 实验体会：通过写代码的过程更加清晰地了解了两种算法的思想和用处，对算法的了解加深的同事也锻炼了写代码的能力。《计算机操作系统》实验二报告实验二题目：死锁观察与避免姓名：余果学号:14122602 实验环境：Linux Ubuntu系统实验目的：1、目的死锁会引起计算机工作僵死,造成整个系统瘫痪。因此,死锁现象是操作系统特别是大型系统中必须设法防止的。学生应独立的使用高级语言编写和调试一个系统动态分配资源的简单模

拟程序,观察死锁产生的条件,并采用适当的算法,有效的防止死锁的发生。通过实习,更直观地了解死锁的起因,初步掌握防止死锁的简单方法,加深理解课堂上讲授过的知识。2、要求(1) 设计一个n 个并发进程共享m 个系统资源的系统。进程可动态地申请资源和释放资源。系统按各进程的申请动态地分配资源。(2) 系统应能显示各进程申请和释放资源以及系统动态分配资源的过程,便于用户观察和分析。(3) 系统应能选择是否采用防止死锁算法或选用何种防止算法(如有多种算法)。在不采用防止算法时观察死锁现象的发生过程。在使用防止死锁算法时,了解在同样申请条件下,防止死锁的过程。实验内容：1、题目本示例采用银行算法防止死锁的发生。假设有三个并发进程共享十个系统。在三个进程申请的系统资源之和不超过10 时,当然不可能发生死锁,因为各个进程申请的资源都能满足。在有一个进程申请的系统资

源数超过10 时,必然会发生死锁。应该排除这二种情况。程序采用人工输入各进程的申请资源序列。如果随机给各进程分配资源,就可能发生死锁,这也就是不采用防止死锁算法的情况。假如,按照一定的规则,为各进程分配资源,就可以防止死锁的发生。示例中采用了银行算法。这是一种犹如“瞎子爬山”的方法,即探索一步,前进一步,行不通,再往其他方向试探,直至爬上山顶。这种方法是比较保守的。所花的代价也不小。2、代码#include using namespace std; #include int Res[15]; int n,m; struct Process{ int Had[15]; int Max[15]; int Need[15]; bool IsEnd;}Processes[15]; int curProcess; int Req[15]; Process tmpProcesses[15]; bool IsEnd(){ bool R = true; for(int i = 0;i bool IstmpEnd(){ bool R = true;for(int i = 0;i bool Legal= false; bool Banker(){ Legal = true; for(int i = 0;i

Processes[curProcess].Need[i]){Legal = false;break;} } for(int i = 0;i Res[i]){Legal = false; break;} } int tmp[15]; for(int i = 0;i tmp[i] = Res[i];} for(int i = 0;i tmp[i]){IsFF = false; break;}}IsFind = IsFF; if(IsFind == true){curRel = i; break;}}} if(IsFind){ for(int i = 0;i}while(!IstmpEnd() && IsFind == true); for(int i = 0;i if(tmpProcesses[i].IsEnd == false){Legal = false;break;} } return Legal; } int main() { memset(Processes,0,sizeof(Process es)); memset(Res,0,sizeof(Res)); memset(Req,0,sizeof(Req)); cin>>n>>m; for(int i = 0;i>Res[i]; } for(int i = 0;i>Processes[i].Had[j]>>Processes[i].Ma x[j];} } int option = -1; cin>>option; if(option ==

0){do{for(int i = 0;i cin>>curProcess;for(int i = 0;i>Req[i];}Legal = false; Banker();

if(Legal){Processes[curProcess].IsEn d = true;for(int i = 0;i}}while(!IsEnd()); } return 0; } 3、程序运行结果INPUT: OPTION =0 CLAIM OF PROCESS

1 IS: 1

2

3 -1 -1 0 CLAIM OF PROCESS

2 IS: 2

3 1 1 -2 0 CLAIM OF PROCESS 3 IS: 1 2 5 -1 -2 0 MAXCLAIM OF PROCESS 1 IS: 6 MAXCLAIM OF PROCESS 2 IS: 7 MAXCLAIM OF PROCESS 3 IS:8 THE SYSTEM ALLOCTION PROCESS IS AS FOLLOWS: PROCESS CLAIM ALLOCATION REMAINDER (1) 1 1 1 9 RESOURCE IS ALLOCATED TO PROCESS 1 (2) 2 2 2 7 RESOURCE IS ALLOCATED TO PROCESS 2 (3) 3 1 1 6 RESOURCE IS ALLOCATED

TO PROCESS 3 (4) 1 2 3 4 RESOURCE IS ALLOCATED TO PROCESS 1 (5) 2 3 2 4 IF ALLOCATED,DEADLOCK MAY OCCUR (6) 1 2 3 4 THE REMAINDER IS LESS THAN PROCESS 2 CLAIMS (7) 3 0 0 10 PROCESS 3 HAS FINISHED, RETURN ITS RESOURSE THE WHOLE WORK IS COMPLETED

********************************** ********** 《计算机操作系统》实验三报告实验三题目：请求页式存储管理姓名：余果学号:14122602 实验环境：Microsoft Visual Studio 实验目的：近年来，于大规模集成电路和超大规模集成电路技术的发展，使存储器的容量不断扩大，价格大幅度下降。但从使用角度看，存储器的容量和成本总受到一定的限制。所以，提高存储器的效率始终是操作系统研究的重要课题之一。虚

拟存储技术是用来扩大内存容量的一种重要方法。学生应独立地用高级语言编写几个常用的存储分配算法，并设计一个存储管理的模拟程序，对各种算法进行分析比较，评测其性能优劣，从而加深对这些算法的了解。实验内容：为了比较真实地模拟存储管理，可预先生成一个大致符合实际情况的指令地址流。然后模拟这样一种指令序列的执行来计算和分析各种算法的访问命中率。本实验采用页式分配存储管理方案，并通过分析计算不同页面淘汰算法情况下的访问命中率来比较各种算法的优劣。另外也考虑到改变页面大小和实际存储器容量对计算结果的影响，从而可为算则好的算法、合适的页面尺寸和实存容量提供依据。实验是按下述原则生成指令序列的：(1) 50%的指令是顺序执行的。(2) 25%的指令均匀散布在前地址部分。(3) 25%的指令均匀散布在后地址部分。示例中选用最佳淘汰算法和最近最少使用页面淘汰算法计算

页面命中率。公式为假定虚存容量为32K，页面尺寸从1K 至8K，实存容量从 4 页至32 页。最佳淘汰算法这是一种理想的算法，可用来作为衡量其他算法优劣的根据，在实际系统中是难以实现的，因为它必须先知道指令的全部地址流。于本示例中已预生成了全部的指令地址流，故可计算出最佳命中率。该算法的准则是淘汰已满页表中不再访问或是最迟访问的的页。这就要求将页表中的页逐个与后继指令访问的所有页比较，如后继指令不在访问该页，则把此页淘汰，不然得找出后继指令中最迟访问的页面淘汰。可见最佳淘汰算法要花费比较长的运算时间。最近最少使用页淘汰算法这是一种经常使用的方法，有各种不同的实施方案，这里采用的是不断调整页表链的方法，即总是淘汰页表链链首的页，而把新访问的页插入链尾。如果当前调用页已在页表内，则把它再次调整到链尾。这样就能保证最近使用的页，总是处于靠近

链尾部分，而不常使用的页就移到链首，逐个被淘汰，在页表较大时，调整页表链的代价也是不小的。操作过程：编写程序：#include #include #include #include #include #include #include #include #include using namespace std; int adress[32];//全局变量数组，地址流int p;//全局变量p是一共有多少地址流void init(){//初始化函数,int t; srand(time(0));//随机产生指令序列p=12+rand()2; cout=m){queye++;} } if(flag==1){int temp[10]={0}; for(int i=0;itemp[i]){min=temp[i]; index=i;}}int l=leaflink[index];

leaflink[index]=leaflink[0];

leaflink[0]=l;}for(int j=0;j mfd[i].user=i;memset(f,0,sizeof f); for(int j=0;j>x;if(x=10){cout>s; switch(s){case 1: if(flag3){cout>mfd[x].p[0].fname;

cout>mfd[x].p[0].len;

cout>mfd[x].p[0].procode[i];for(int j=0;j>mfd[x].p[index].fname;

cout>mfd[x].p[index].len;

cout>mfd[x].p[index].procode[i];

for(int j=0;j>t;for(int i=0;i>file; for(int i=0;i>file1;for(int i=0;i>file2; for(int i=0;i实验体会：本次实验主要是模拟了一下文件系统，文件是我们平时接触最多也是最广的形式，即便是不会计算机的人们也可以通过这种操作文件来很方便地完成操作，而本次实验让我了解到了文件系统的内部实现，虽然仅仅是通过C++模拟的，但还是让我对它的原理有了更好的理解，也是对我们上课的内容的一个巩固。《计算机操作系统》实验五报告实验五题目：Linux文件系统实验实验目的：

return 0; } int

main(int argc,char *argv) {int i,ret; for(i=1;i{ret=ShowFileInfo(argv[i]); if(argc-i>1)printf(\} return ret; } // #include extern int etext,edata,end; main() { printf(\} // #include #include #include #include #include #define SHW_ADR(ID,I) printf(\extern int etext,edata,end; char *cptr=\char buffer1[25]; main() { void showit(char *);int i=0; printf(\ SHW_ADR(\SHW_ADR(\ SHW_ADR(\SHW_ADR(\ SHW_ADR(\strcpy(buffer1,\ write(1,buffer1,strlen(buffer1)+1);

for(;i void showit(char *p) { char *buffer2; SHW_ADR(\ if ((buffer2=(char *)malloc((unsigned)(strlen(p)+1)))!=NUL L){ strcpy(buffer2,p);printf(\ free(buffer2);}else { printf(\exit(1);} } //

#include #include int main(int argc,char *argv) { char s[1024]; FILE *fp; if((fp=fopen(argv[1],\ { while((fgets(s,1024,fp))!=(char *)0) puts(s);}else { fprintf(stderr,\exit(1);} exit(0); } 《计算机操作系统》实验六报告实验六题目：FAT 文件系统实验姓名：余果学号:14122602 实验环境：win95 虚拟机实验目的：从系统分析的角度出发，了解FAT 文件系统的组织结构和文件的存储方式。进一步理解操作系统文件管理的基本思想。实验内容： 1.了解 3 吋软盘的FAT 文件系统结构。 2.察看文件分配表的簇号链。 3.察看文件目录表中文件目录结构。 4.了解用簇号链映射的文件链式存储结构。 5.分析目录文件的组成。实验步骤： 1. 进入DEBUG 环境，装入FAT 文件系统结构。执行命令：L 0 0 0 21 说明：

将0 号驱动器中，逻辑扇区号从0 开始的共21H 个扇区读入内存，放在DS:0000 为起始的地址中。2．观察软盘中FAT12 文件系统结构。执行命令：D 0000 连续执行 D 命令，每次显示128 个字节，可见文件系统结构。FAT 文件系统结构如下：逻辑扇区号其中：Boot 引导程序FAT 文件分配表FDT 文件目录表软盘逻辑扇号与物理扇区的对应关系逻辑扇号0 # ——0 道0 面 1 扇逻辑扇号 1 H ~11H ——0 道0 面 2 ~18 扇逻辑扇号12 H ~23H —— 0 道1 面1 扇~18 扇逻辑扇号24 H ~35H —— 1 道0 面 1 扇~18 扇软盘有两面，每面80 个磁道，每个磁道18 个扇区，每个扇区512 个字节，所以软盘的容量是2*80*18*512 = 1474560, 1474560/1024/1024 大约为。3．分析文件分配表结构，了解用簇链映射的文件的链式存储结构。执行命令：D 200 思考：上面屏幕显示首

簇号为003 的文件共包括几个扇区？它分布在哪几个物理扇区上？答：首簇号为003 的文件共包括 2 个扇区，它分布在0 道0 面2、3 扇。4．观察软盘中文件目录表FDT 以及文件目录结构执行命令：L 0 0 0 21 说明：将逻辑扇区0H 开始的共21H 个物理扇区装入DS:0000H 起始的内存。执行命令：D 2600 说明：显示从2600H 地址开始的FDT 文件表。思考：①计算的软盘根目录最多可以容纳多少文件？答：软盘的文件目录表FDT共14个扇区，每个文件的目录登记项占用32 个字节，用作目录的一个扇区最多只能装入512/32=16 个文件。因此，软盘的根目录下最多可建文件或子目录224 个。②上图屏幕显示的文件的目录项中标示该文件的首簇号在何处？该文件是什么属性？答：首簇号在第 2 行的1A～1B 字节处，首簇号为002，该文件属于归档文件。书上显示的文件首簇号在第

6 行的1A～1B 字节处，首簇号为091，属归档文件。③书上面的屏幕显示第1～2 行目录项表示的是什么项目？答：第1～2 目录项表示卷标。5．观察软盘中文件目录表的长文件名目录结构思考：①书上面屏幕显示的2～3 行是什么目录项？答：长名的第一项，也是最后一项。②若有一个文件名共长34 个字符，要占多少目录项？答：四个目录项，三个长目录项和一个短目录项。6．自己动手做：①观察测试软盘的FDT 区，找到名为BAK 的文件目录。该文件是什么类型的文件？文件放在磁盘的哪个位置？占用几个存储单位？调出其内容看看。该文件为，属于归档文件。察看其首簇号为002，对应了数据区21H 逻辑扇区。执行：L 0 0 0 21 D 2600 察看内容执行：L 8000 0 21 8