西北工业大学操作系统实验_OS3(2)

评语: 课中检查完成的题号及题数：课后完成的题号与题数：成绩: 指导教师:实验报告三实验名称：实验七理解线程的相关概念日期：2013.5.23班级：10011007 学号：2010302539 姓名：严园一、实验目的：1.理解当操作系统引入线程的概念后，进程是操作系统独立分配资源的单位，线程成为系统调度的单位，与同一个进程中的其他线程共享程序空间。

二、实验内容：1. （1）编写一个程序，在其main（）函数中创建一个（或多个）线程，观察该线程是如何与主线程并发运行的。

输出每次操作后的结果；（2）在main()函数外定义一个变量shared（全局变量），在main()中创建一个线程，在main()中和新线程shared 进行循环加/减操作，观察该变量的变化；（3）修改程序把shared 变量定义到main（）函数之内，重复第（2）步操作，观察该变量的变化。

三、项目要求及分析：1. 预习线程创建和构造的相关知识，了解C语言程序编写的相关知识。

编写一个程序，在其main（）函数中创建一个（或多个）线程，观察该线程是如何与主线程并发运行的。

输出每次操作后的结果；分别在main()函数内和函数外定义一个变量shared（全局变量），在main()中创建一个线程，在main()中和新线程shared 进行循环加/减操作，观察该变量的变化。

四、具体实现：4.1 流程图4.2 添加函数的代码（1）程序开始设置shared为全局变量或局部变量创建主线程创建子线程主线程sleep 1sShared是全局变量子线程对shared操作并输出结果主线程对shared操作并输出结果程序结束全局变量？shared不是全局变量子线程对shared地址操作（2）Shared为局部变量（传shared的值）（3）Shared为局部变量（传shared的地址）：五、调试运行结果：（1）（2）（3）六、所遇问题及解决方法：在实验开始的时候，不清楚线程的创建以及工作机制，导致在实验中对线程创建部分总有错误，后来经过和班级同学的交流以及查阅相关资料，才对线程的构建有所理解，并最终正确的完成实验要求。

七、实验总结：1.在理解线程的相关概念的实验中，应注意shared 的全局性和局部性，而且在作为全局变量时，主线程和子线程可以对它进行同步操作，子线程只是主线程的一部分，二者共享线程所分有的地址空间以及其他共有信息。

2.在shared作为局部变量的试验中，pthread_create的最后一个参数可以传递shared的地址，此时shared相当于共有变量，也可以传递shared的值，此时二者对shared 的操作互不影响，shared相当于各个线程中的私有变量。

实验名称：实验八请求分页存储管理设计日期：2013.5.23班级：10011007 学号：2010302539 姓名：严园一、实验目的：1.模拟存储管理常用的请求分页存储管理技术，通过本实验使学生更加深入的理解虚拟内存的思想和主要的页面淘汰算法。

二、实验内容：1. (1) 通过随机数产生一个指令行列，共320条指令，指令中的地址按下述原则生成：50%的指令是顺序执行；25%的指令均匀分布在前地址部分；25%的指令均匀分布在后地址部分。

(2) 具体实验办法是：在[0，319]之间选一起始点M；顺序执行一条指令，即第M+1条；向前地址[0，M-1]中执行一条指令M；顺序执行一条指令，即第M+1条；向后地址[M+2，319]中执行一条指令M。

如此继续，直至产生320条指令。

使用产生随机数的函数之前，首先要初始化设置RAN()产生序列的开始点，SRAND(400)；然后计算随机数，产生指令序列。

例如：a[0]=1.0*rand()/32767*319+1；a[1]=a[0]+1；a[2]=1.0*rand()/32767*(a[1]-1)+1；a[3]=a[2]+1；a[4]=319-1.0*rand()/32767*(a[3]-1)；其中rand()和srand()为Linux操作系统提供的函数分别进行初始化和产生随机数，多次重复使用这5条指令，产生以后的指令序列。

(3) 将指令序列变换成页面地址流：假设，页面大小为1KB；用户实存容量（内存区容量）为4页或32页；用户虚存容量（逻辑地址空间容量）为32KB；用户虚存容量32KB，每1KB中放10条指令，共320条指令序列，按其地址0~9在0页，10~19在1页，…….，310~319在31页。

(4) 使用不同的页面调度算法处理缺页中断，并计算不同实存容量下的命中率：先进先出（FIFO）算法；最近最少使用（LRU）算法；命中率的算法为：命中率= 1 - （缺页中断次数/页地址流长度）。

本实验中，页地址流长度为320，缺页中断次数为每次访问相应指令时，该指令所对应的页不在内存的次数。

三、项目要求及分析：1. 学习虚拟存储器的相关基础知识，了解请求分页存储管理系统的原理和具体实现过程，熟悉各种主要的页面调度算法。

通过实验指导书的参考，编写LRU和FIFO算法程序，观察调度过程。

四、具体实现：4.1 流程图程序开始按要求产生页面流使用FIFO算法进行替换使用LRU算法进行替换输出统计结果信息程序结束4.2 添加函数的代码#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>#define NYEMIAN 320 //页面流长度320#define NZHAN 5 //FIFO,LRU所使用的栈长度，或队列长度,NZHAN-1,数值为5或33,要特别注意!!!!!int mem[NZHAN]={-1,-1,-1,-1,-1}; //初始化栈或队列int Out[NYEMIAN]; //记录每次调出的界面int In[NYEMIAN]; //记录每次调入的界面/*********************************************************//******************* 用于格式输出算法*********************//*********************************************************/void Output(int array[],int Length,int flag){int i=0;for(i=0;i<Length-flag;i++){switch(array[i]){case -1:printf("%2c ",35);break;case -2:printf("%2c \n",32);break;case -3:printf("%2c \n",42);break;default:printf("%2d ",array[i]);break;}}printf("\n");}/*********************************************************//********************** FIFO算法***************************//*********************************************************/void creatFifo(int array[NYEMIAN]) //FIFO替换函数{int i,j,t=0,t1=0,temp,flag=0;for(i=0;i<NYEMIAN;i++){Out[i]=-1;In[i]=-1;}for(i=0;i<NYEMIAN;i++) //查页表，看是否缺页,FIFO {j=0;while((array[i]!=mem[j])&&(j<NZHAN-1))j++;if(j==NZHAN-1){temp=0;Out[t]=mem[temp]; //记录此次调出的界面t++;while(temp!=NZHAN-1){mem[temp]=mem[temp+1];temp++;}if(temp==NZHAN-1){mem[temp-1]=array[i];In[t1]=array[i]; //记录此次调入界面t1++;}mem[temp]=-2; //没有命中}else{mem[NZHAN-1]=-3;//命中了flag=flag+1;}/*此处可以显示调入调出的栈内内容的变换过程*//* Output(mem,NZHAN,0);*/}printf("移出的页面为：");Output(Out,NYEMIAN,flag); //显示移出的界面printf("移入的页面为：");Output(In,NYEMIAN,flag); //显示移进的界面printf("最后一次替换后主存中的页面号：");Output(mem,NZHAN,0); //显示最后一次替换后主存中的页面号printf("FIFO命中次数为%d，命中率为：%lf\n",flag,(double)flag/NYEMIAN);}/*********************************************************//********************** LRU算法***************************//*********************************************************/void createLru(int array[NYEMIAN]) //LRU替换函数{int i,j,t=0,t1=0,temp,flag=0;for(i=0;i<NZHAN;i++)mem[i]=-1;for(i=0;i<NYEMIAN;i++){Out[i]=-1;In[i]=-1;}for(i=0;i<NYEMIAN;i++) //查页表，看是否缺页,LRU{j=0;while((array[i]!=mem[j])&&(j<NZHAN-1))j++;if(j==NZHAN-1){temp=0;Out[t]=mem[temp]; //记录此时移除的界面t++;while(temp!=NZHAN-1){mem[temp]=mem[temp+1];temp++;}if(temp==NZHAN-1){mem[temp-1]=array[i];In[t1]=array[i]; //记录此时移入的界面t1++;}mem[temp]=-2;//没有命中}else{mem[NZHAN-1]=-3;//命中了flag=flag+1;temp=mem[j]; //记录命中位置 while(j!=NZHAN-1){mem[j]=mem[j+1];j++;}if(j==NZHAN-1) //移动到最后位置 {mem[NZHAN-2]=temp;}}/*此处可以显示调入调出的栈内内容的变换过程*//*Output(mem,NZHAN,0);*/}printf("移出的页面为：");Output(Out,NYEMIAN,flag); //显示移出的界面printf("移入的页面为：");Output(In,NYEMIAN,flag); //显示移进的界面printf("最后一次替换后主存中的页面号：");Output(mem,NZHAN,0); //显示最后一次替换后主存中的页面号printf("LRU命中次数为%d，命中率为：%lf\n",flag,(double)flag/NYEMIAN);}int main(){int i;int a[NYEMIAN];/*随机产生的页面流，其中共320条指令，指令中的地址按下述原则生成：50%的指令是顺序执行；25%的指令均匀分布在前地址部分；25%的指令均匀分布在后地址部分。