操作系统课设计指导书
《计算机操作系统》实验指导书
《计算机操作系统》实验指导书（适合于计算机科学与技术专业）湖南工业大学计算机与通信学院二O一四年十月前言计算机操作系统是计算机科学与技术专业的主要专业基础课程，其实践性、应用性很强。
实践教学环节是必不可少的一个重要环节。
计算机操作系统的实验目的是加深对理论教学内容的理解和掌握，使学生较系统地掌握操作系统的基本原理，加深对操作系统基本方法的理解，加深对课堂知识的理解，为学生综合运用所学知识，在Linux环境下调用一些常用的函数编写功能较简单的程序来实现操作系统的基本方法、并在实践应用方面打下一定基础。
要求学生在实验指导教师的帮助下自行完成各个操作环节，并能实现且达到举一反三的目的，完成一个实验解决一类问题。
要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握所学内容，并能够用其分析、设计和解答类似问题；对此能够较好地理解和掌握，并且能够进行简单分析和判断；能够熟练使用Linux用户界面；掌握操作系统中进程的概念和控制方法；了解进程的并发，进程之间的通信方式，了解虚拟存储管理的基本思想。
同时培养学生进行分析问题、解决问题的能力；培养学生完成实验分析、实验方法、实验操作与测试、实验过程的观察、理解和归纳能力。
为了收到良好的实验效果，编写了这本实验指导书。
在指导书中，每一个实验均按照该课程实验大纲的要求编写，力求紧扣理论知识点、突出设计方法、明确设计思路，通过多种形式完成实验任务，最终引导学生有目的、有方向地完成实验任务，得出实验结果。
任课教师在实验前对实验任务进行一定的分析和讲解，要求学生按照每一个实验的具体要求提前完成准备工作，如：查找资料、设计程序、完成程序、写出预习报告等，做到有准备地上机。
进行实验时，指导教师应检查学生的预习情况，并对调试过程给予积极指导。
实验完毕后，学生应根据实验数据及结果，完成实验报告，由学习委员统一收齐后交指导教师审阅评定。
实验成绩考核：实验成绩占计算机操作系统课程总评成绩的20%。
指导教师每次实验对学生进行出勤考核，对实验效果作记录，并及时批改实验报告，综合评定每一次的实验成绩，在学期终了以平均成绩作为该生的实验成绩。
UbuntuLinux操作系统实训指导书(90学时)
实训一安装虚拟机与Ubuntu 20.04操作系统一、实训目的（1）掌握安装虚拟机的方法。
（2）掌握安装Ubuntu 20.04操作系统的方法。
二、实训内容安装虚拟机与Ubuntu 20.04操作系统。
三、实训练习在Windows 10操作系统上安装虚拟机，并在虚拟上安装Ubuntu 20.04操作系统，要求如下。
（1）安装Ubuntu 20.04操作系统。
（2）将虚拟机硬盘空间设置为20GB，内存设置为8GB。
（3）要安装“带GUI的服务器”。
（4）为系统设置4个分区，/boot、/、/home和swap，分区容量分别为2G、10GB、6GB 和2GB。
前3个分区的文件系统类型设置为xfs，swap交换分区的文件系统类型必须使用swap。
（5）为root用户设置密码“admin@01”；创建“admin”用户，将其密码设置为“admin@02”。
实训二系统克隆与快照管理一、实训目的（1）掌握系统克隆的使用方法。
（2）掌握系统快照的使用方法。
二、实训内容练习系统克隆与快照管理功能，达到熟练应用的目的。
三、实训练习（1）打开VMware虚拟机主界面，关闭虚拟机中的系统，选择你要克隆的系统，选择菜单栏【虚拟机】→【管理（M）】→【克隆(C)】。
（2）打开VMware虚拟机主界面，启动虚拟机中的系统，选择你要快照保存备份的系统，选择菜单栏【虚拟机】→【快照（N）】→【拍摄快照(T)】。
实训三 SecureCRT与SecureFX远程连接管理Linux系统一、实训目的（1）掌握SecureCRT远程连接管理Linux系统的使用方法。
（2）掌握SecureFX远程连接管理Linux系统的使用方法。
二、实训内容练习SecureCRT与SecureFX远程连接管理Linux系统，达到熟练应用的目的。
三、实训练习（1）进行相关配置，使用SecureCRT远程连接管理Linux系统，进行相应操作。
（2）进行相关配置，使用SecureFX远程连接管理Linux系统，进行相应文件的传输。
《Windows网络操作系统》综合实训任务、指导书
综合实训报告要求当完成综合实训环节题目后，要求编写综合实训环节报告。
报告应该反映出作者在工作过程中所做的主要内容及取得的主要效果，以及作者在工作过程中的心得体会。
（一）综合实训环节报告主要内容本综合实训环节报告，应该包括以下几个主要部分：1．任务说明；2．网络环境说明；3．网络服务配置/管理方案与流程的阐述；4．各项部署任务的功能介绍、设置实施过程的详细描述（截图加说明）。
（二）综合实训环节报告编写基本要求1．每位（组）学生应该独立完成报告，不得雷同；2．报告书写规范、文字通顺、叙述详尽、图表清晰、结论明确；3．打印报告，装订成册并提交电子文档。
（三）格式要求1．正文一律用小4号字，宋体，行间距固定值20磅；2．各级标题不要使用自动编号；3．正文中的标题采用范例格式(缩进2个汉字，各级标题后不要加任何标点)；4．要有封面、页码，不要求生成目录；5．字数5000字以上。
一、实训场景假如你是某公司的系统管理员，现在公司要配置一台文件服务器。
公司购买了一台某品牌的服务器，在这台服务器内插有三块硬盘。
公司有三个部门—销售部门、财务部门、技术部门。
每个部门有三个员工，其中一名是其部门经理（另两名是副经理）。
二、实训要求在三块硬盘上共创建三个分区（盘符），并要求在创建分区的时候，使磁盘实现容错的功能。
在服务器上创建相应的用户账号和组。
命名规范，如用户名：sales-1，sales-2……；组名：sale，tech……。
要求用户账号只能从网络访问服务器，不能在服务器本地登录。
在文件服务器上创建三个文件夹分别存放各部门文件，要求只有本部门的用户才能访问其部门文件夹，每个部门的经理和公司总经理可以访问所有文件夹，另创建一个公共文件夹，使得所有用户都能在里面查看和存放公共文件。
每个部门用户在服务器上存放最多100MB文件。
做好文件服务器的备份工作，以及灾难恢复的备份工作。
三、实训前准备进行实训之前，完成以下任务。
1．画出拓扑图。
操作系统实验指导书及代码
操作系统实验指导书及代码《操作系统》实验指导书目录实验环境 ................................................. 1 实验报告要求 ............................................. 1 实验一进程控制与处理机调度综合实验 ..................... 2 实验二存储管理与页面置换算法 (7)实验环境本课程实验硬件环境为PⅢ以上的处理器，带有显示器。
操作系统使用windows98以上操作系统，基本编程环境为Turbo C。
实验报告要求实验报告应包含以下内容：（1）实验题目（2）实验目的（3）实验环境（4）算法描述（5）程序源代码（6）出现的问题（7）对问题的解决方案（8）实验结果与结果分析（9）实验思考（学生对本次实验的收获的总结）实验一进程控制与处理机调度综合实验一、实验目的通过模拟进程控制方法及单处理机系统的进程调度，了解进程的结构，进程的创建与撤消，进程的组织及进程的状态及其转换，掌握进程调度策略。
二、实验学时4学时三、实验内容本实验为单机模拟进程调度算法，在程序设计时不需真正地建立线程或者进程。
实验模拟创建若干进程（人为输入或随机数产生），选择一种或几种单处理机的进程调度算法，如FCFS（先来先服务），SPF（短进程优先），RR（时间片轮转法），优先级算法等，模拟进行进程调度。
每进行一次调度，都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的PCB，并能在进程完成后及时撤消该进程。
四、算法描述1 进程及进程的运行状态进程是现代计算机中的基本要素，是系统分配资源和调度的基本单位。
进程与程序不同，进程是系统中动态的实体，有它的创建、运行和撤销的过程。
PCB块是系统感知进程存在的唯一实体。
进程的创建必须首先创建进程的PCB块，而进程的运行也伴随着PCB块的变化，进城撤销也要同时撤销它的PCB块。
所以本实验的任务就是通过模拟调度进程的PCB块来调度进程。
操作系统实验指导书(新)
目录实验一 WINDOWS进程初识 (3)1、实验目的 (3)2、实验内容和步骤 (3)3、实验结论 (5)4、程序清单 (5)实验二进程管理 (6)背景知识 (6)1、实验目的 (12)2、实验内容和步骤 (12)3、实验结论 (16)4、程序清单................... 错误！未定义书签。
实验三进程同步的经典算法 .. (17)背景知识 (17)1、实验目的 (19)2、实验内容和步骤 (19)3、实验结论 (22)4、程序清单................... 错误！未定义书签。
实验四存储管理 (23)背景知识 (23)1、实验目的 (31)2、实验内容和步骤 (31)3、实验结论 (48)4、程序清单................... 错误！未定义书签。
实验五文件和设备管理 (49)背景知识 (49)1、实验目的 (53)2、实验内容与步骤............. 错误！未定义书签。
3、实验结论................... 错误！未定义书签。
实验一WINDOWS进程初识1、实验目的（1）学会使用VC编写基本的Win32 Consol Application （控制台应用程序)。
（2）掌握WINDOWS API的使用方法。
（3）编写测试程序，理解用户态运行和核心态运行。
2、实验内容和步骤（1）编写基本的Win32 Consol Application步骤1：登录进入Windows，启动VC++ 6.0。
步骤2：在“FILE”菜单中单击“NEW”子菜单，在“projects”选项卡中选择“Win32 Consol Application”,然后在“Project name”处输入工程名，在“Location”处输入工程目录。
创建一个新的控制台应用程序工程。
步骤3：在“FILE”菜单中单击“NEW”子菜单，在“Files”选项卡中选择“C++ Source File”, 然后在“File”处输入C/C++源程序的文件名。
操作系统实验指导1
操作系统实验指导书楚雄师范学院计算机科学系操作系统课程组2011-9-20第一部分操作系统上机指导Linux操作系统环境：RedHat Enterprise Linux ES release 3 (Taroon Update 1) (2.4.21-9.EL)Red Flag Linux release 4.0 (HOT) (2.4)登录到系统常用命令练习：用root账号（超级用户）注册，口令为jkxroot（注意大小写）。
注册成功出现#号（超级用户系统提示符,普通用户的系统提示符为$）。
注销（退出）系统：logout 或exit3．练习使用命令ls（注意Linux命令区分大小写。
）使用ls 查看当前目录内容；使用ls 查看指定目录内容，如/目录，/etc目录使用ls –all 查看当前目录内容；使用dir 查看当前目录内容4．使用cd改变当前目录cd .. 回到上层目录；cd / 回到根目录5．pwd 显示当前路径6．建立目录mkdirmkdir 目录名；mkdir /home/s2001/newdir7．删除目录：rmdir；8．复制文件cp：如cp 文件名1 文件名29．移动文件或目录: mv10．删除文件rm11. 显示文件内容：more (分页显示);12. 显示文件：cat 文件名建立文件：cat >文件名，ctrl+d结束输入使用编辑器vi 编辑文件进入linux的文本模式之后，在命令行键入vi filename.c 然后回车。
下面作一些简单的解释：首先vi命令是打开vi编辑器。
后面的filename.c是用户即将编辑的c文件名字，注意扩展名字是.c；当然，vi编辑器功能很强，可以用它来编辑其它格式的文件，比如汇编文件，其扩展名字是.s；也可以直接用vi打开一个新的未命名的文件，当保存的时候再给它命名，只是这样做不很方便。
最基本的命令I ：当进入刚打开的文件时，不能写入信息，这时按一下键盘上的I键（insert），插入的意思，就可以进入编辑模式了。
Linux操作系统实验指导书-7shell
《Linux操作系统》实验指导书
实验七
实验题目：shell编程
实验目的：熟悉并掌握shell程序设计基本语法；熟悉并掌握shell程序设计中的各种控制结构（if、case、for、while和until语句等）；掌握基本shell程序设计和实现的技能。
实验类型：综合
实验要求：必修
仪器设备：计算机
实验内容、方法、步骤：
1 分支结构（if和elif语句）shell编程
掌握并记忆教材P171示例程序。
编写运行并将源程序（及每行语句注释）和执行结果填写到实验报告中。
2 循环结构（for语句）shell程序设计
掌握并记忆教材P175示例程序。
编写运行并将源程序（及每行语句注释）和执行结果填写到实验报告中。
3 循环结构（while语句）shell编程
掌握并记忆教材P177示例程序。
编写运行并将源程序（及每行语句注释）
和执行结果填写到实验报告中。
4 循环结构（until语句）shell程序设计
掌握并记忆教材P177示例程序。
编写运行并将源程序（及每行语句注释）
和执行结果填写到实验报告中。
5 编写书后习题5,6,7,8,9,10六道题中的程序。
将源程序（及每行语句注释）和执行结果填写到实验报告中。
5
要求：
（1）按时参加实验，保证实验出勤率。
（2）独立或是在同学及老师指导下完成实验内容。
（3）实验之前做好预习及准备工作。
上机指导书
操作系统上机指导书Operating Systems课程编号：0120408037上机学时：4学时适用专业：软件工程授课单位：软件学院上机名称：模拟进程调度一、上机目的及要求目的：通过本次上机，进一步掌握进程调度的功能和实现原理要求：1．每位同学事先做好相关的准备，上机前作好充分的准备工作，预习本次上机的内容，事先熟悉与上机有关的软硬件环境（熟悉C++的编程环境）。
2．上机时遵守实验室的规章制度，爱护上机设备，不得私自将使用的计算机加密码，影响其他同学的上机。
原则上每人固定上机设备，由始而终地进行上机，对于上机设备出现的问题，要及时向上机指导老师汇报。
3．学生提交上机的源代码，要求写明本人系别、班级、学号、上机题号等相关内容，填写不完整视为无效。
4．仔细记录上机需求分析、源程序及上机结果等内容，对于上机过程中出现的问题或疑问要自己加以解决，并作为重点加以思考。
所有程序必须有电子版。
5．界面美观、友好,若显示信息较多应考虑分屏。
二、上机类型验证类型三、上机学时4学时四、上机设备微型计算机五、上机原理1．通过手动操作模拟操作系统内部进程调度的实现原理2．对照授课过程中讲述的各种进程调度算法，分析各种算法的优缺点，加深对课本知识的理解六、上机步骤及内容1．软件的安装：安装C++软件。
2．设计PCB格式进程名用P1、P2、……、Pn标识，刚创建的进程放到就绪队列，队列分为就绪队列，阻塞队列，进程数不能超过8个，不能建立同名进程。
3．设计进程调度程序模拟两种以上调度算法（时间片调度、优先级调度）。
4．进程调度程序从活动就绪队列中挑选进程，若队列为空，应显示相应提示信息。
5．若挑选上一个进程，以显示进程名、状态、时间片、优先级等信息，表示一个进程被执行，若执行完，应删除相应PCB。
6．必须有出错处理。
七、思考问题1．各种调度算法的区别？2．在没有进程的情况下如果要调度将如何处理？3. 在进程数量超过要求数量后要创建进程将如何处理。
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《操作系统》课程设计指导书
Course Work of Operating System 本指导书中包含5个题目，每个小组选择一个题目。
小组人数最多为4人，也可以1个人为1组。
上机时间安排为：每周二7~8节在软件实验室。
总学时为“两周”，分散到整个学期完成。
在2004年12月31日（周五）之前上交课程设计报告并拷贝电子文档及源程序到615的机器上。
每个题目的实验提示是互相启发的。
另外实验提示只是提示，你可以有自己的实现方法和理解，但必须在报告中清楚地说明。
你在实现复杂原理时可以也必须做简化假设。
数据结构以你自设的数组或链表居多。
题目一页面置换算法的模拟实现和计算命中率
一、课程设计目的
通过请求页式管理方式中页面置换算法的模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理中的页面置换算法。
二、课程设计内容
模拟实现OPT、FIFO和LRU算法，并计算命中率。
命中率= 1- 缺页率。
三、实验要求及提示
1、首先用随机数生成函数产生“指令”序列（实际上是产生指令将访问的地址序列），然后将指令序列变换成相应的页地址流，再计算不同算法下的命中率。
2、通过随机数产生一个指令序列，共产生400条。
其中50%的指令是顺序执行的（另外50%就是非顺序），且25%的指令分布在前半部地址空间，25%的指令分布在后半部地址空间。
具体的产生方法是：
1）在[0，399]之间随机选取一起点m，记录到指令地址流数组中；
2）所谓“顺序执行一条指令”，即执行地址为m+1的指令，把m+1记录下来；
3）在前半部地址空间，即[0，m+1]中随机选一数，作为新指令地址m’；
4）顺序执行一条指令，其地址为m’+1；
5）在后半部地址空间[m’+2，399]中随机选一数，作为新指令地址；
6）重复步骤1~5，直到产生400个指令地址。
3、将指令地址流变换成页地址（页号）流，简化假设为：
1）页面大小为1K；
2）用户虚存容量为40K；
3）用户内存容量为4页到40页；
4）用户虚存中，每K存放10条指令，所以那400条指令访问地址所对应的页地址（页号）流为：
指令访问地址为[0，9]的指令为第0页；指令访问地址为[10，19]的指令为第1
页；……。
按这种方式，把400条指令组织进“40页”。
4、循环运行，使用户内存容量从4到40。
计算每个内存容量下不同页面置换算法的命中率。
输出结果可以为：
[4] OPT：FIFO：LRU：
[5] OPT：FIFO：LRU：
…………
[39] OPT：FIFO：LRU：
[40] OPT：FIFO：LRU：
题目二UNIX成组链接策略的模拟实现
一、课程设计目的
通过模拟UNIX成组链接策略的实现，理解UNIX管理磁盘空闲空间的方法。
二、课程设计内容
实现UNIX管理磁盘空闲空间的方法——成组链接。
具体策略参见教材第六章。
（UNIX的成组链接例：莱昂氏UNIX源代码.pdf文件的第162页alloc(dev)和第163页free(dev,bno)过程。
另外文件系统数据结构定义在第134页struct filsys。
）
三、实验要求及提示
本题目的简化假设是：
1、设磁盘空闲块现有100块，块号就是[0，99]。
每组有10块（而不是课本中的
50块），因此盘块号栈容量也为10。
2、申请和释放块的请求由你自己随机产生（块数及假想的文件名），让你的程序
循环，发出200次请求，在前半期以申请块请求居多，在后半期以释放块请求居
多。
3、如果万一发生100块都用完的情况，就报告，且保存新产生的申请请求，直到
有新的释放请求发出。
4、每次请求完成后，列出本次请求的简要情况。
全部请求完成后，列出现在的磁
盘空间状况（空闲或已分配给哪个“文件”）。
题目三DOS的文件分配表策略的模拟实现
一、课程设计目的
通过模拟DOS的文件分配表策略的实现，理解DOS管理磁盘空闲空间和文件系统空间的方法。
二、课程设计内容
实现DOS的文件分配表策略（参见课件《北os06-文件》）和文件目录项。
三、实验要求及提示
本题目的简化假设是：
1、设可用磁盘空间总共300个簇，因此你设置的FAT数组或队列只有300项。
运行开始时全为空闲。
设一个FAT即可。
2、以文件为单位申请和释放簇（意味着创建、删除和修改文件），文件所占簇数由你自己随机产生。
你的程序应该产生至少100个文件请求，在前半期以申请请求居多，在后半期以释放请求居多。
3、你需要再设置一个文件目录项表（实际上就是一个目录文件的内容），记录文件名、起始簇号和簇数。
为简化，该目录文件为单级目录，不设子目录，且该目录文件占那300
个簇以外的簇。
4、如果万一发生300簇都用完的情况，就报告，且保存新产生的申请请求，直到有新的释放请求发出。
5、在文件请求全部结束后，列出文件目录项表中现有文件的文件名和所占簇号。
如：file1：13，24，58，76，90
题目四死锁避免——银行家算法的模拟实现
一、课程设计目的
通过模拟死锁避免的实现，加深对死锁避免，系统安全状态等的理解。
二、课程设计内容
实现死锁避免算法——银行家算法。
三、实验要求及提示
银行家算法的数据结构参见教材第八章。
本题目的简化假设是：
1、程序运行开始时，资源全部可用。
资源种类约10种，每种资源数目为1~10。
2、不断随机产生或手工输入新的“进程资源需求向量”，并填写到最大需求矩阵。
3、在各进程的最大需求数量范围内（因此需作是否超出范围的检验），为各进程随机生成或手工输入资源请求。
经银行家算法后输出系统是否安全的信息。
当一个进程的资源请求全部发完后，认为它结束。
题目五死锁定理——资源分配图化简法的模拟实现
一、课程设计目的
通过模拟资源分配图化简法的实现，加深对死锁状态判定的理解。
二、课程设计内容
实现死锁定理——资源分配图的化简。
（注：此题目不能被3人或4人小组选做）
三、实验要求及提示
资源分配图化简法参见教材。
本题目的简化假设是：
1、程序开始运行时，随机生成资源分配图的内容。
2、每种资源为一个资源类，包含的实例数为1~10。
进程数为20左右。
3、输出内容为：
1）资源分配图中的有向边内容和环路。
不要求程序输出图形，但要求在撰写课程设计报告时，用word画出图形（同时把程序输出的有向边内容列出）。
2）化简后，输出是否死锁的信息。