实验1
进程的描述与控制
Windows 2000编程
(实验估计时间：100分钟)
1.1 背景知识
Windows 2000 可以识别的应用程序包括控制台应用程序、GUI应
用程序和服务应用程序。控制台应用程序可以创建GUI，GUI应用程
序可以作为服务来运行，服务也可以向标准的输出流写入数据。不同
类型应用程序间的惟一重要区别是其启动方法。
Windows 2000是以NT技术构建的，它提供了创建控制台应用程
序的能力，使用户可以利用标准的C++工具，如iostream库中的cout
和cin对象，来创建小型应用程序。当系统运行时，Windows 2000的
服务通常要向系统用户提供所需功能。
服务应用程序类型需要ServiceMail()函数，由服务控制管理器(SCM)加以调用。SCM是操作系统的集成部分，负责响应系统启动以
开始服务、指导用户控制或从另一个服务中来的请求。其本身负责使
应用程序的行为像一个服务，通常，服务登录到特殊的LocalSystem账
号下，此账号具有与开发人员创建的服务不同的权限。
当C++编译器创建可执行程序时，编译器将源代码编译成OBJ文
件，然后将其与标准库相链接。产生的EXE文件是装载器指令、机器
指令和应用程序的数据的集合。装载器指令告诉系统从哪里装载机器
代码。另一个装载器指令告诉系统从哪里开始执行进程的主线程。在
进行某些设置后，进入开发者提供的main()、Servicemain()或WinMain()
函数的低级入口点。机器代码中包括控制逻辑，它所做的事包括跳转
到Windows API函数，进行计算或向磁盘写入数据等。
Windows允许开发人员将大型应用程序分为较小的、互相有关系
的服务模块，即动态链接库(DLL)代码块，在其中包含应用程序所使用
的机器代码和应用程序的数据。
1.2 实验目的
通过对Windows 2000编程，进一步熟悉操作系统的基本概念，较
好地理解Windows 2000的结构。
1.3 工具/准备工作
在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容。
您需要做以下准备：
1）一台运行Windows 2000 Professional 操作系统的计算机。
2）计算机中需安装Visual C++ 6.0 专业版或企业版。
1.4 实验内容与步骤
(1)、简单的控制台应用程序
我们先来创建一个名为“Hello，World”的应用程序。
步骤1：登录进入Windows 2000 Professional。
步骤2：利用输入输出类iostream和std::cout编写一个控制台小程序，在屏幕上显示“hello,windows 2000”，并把代码保存为1-1.cpp。
步骤3：在“开始”菜单中单击“程序”、“附件”、“命令提示符”，进入Windows “命令提示符”窗口，并利用简单的标准命令行：C：\>CL 1-1.cpp
来创建可执行的1-1.exe。
操作能否正常进行？如果不行，原因是什么？
答：不能正常进行。
缺少环境变量，需要设置三个环境变量：Path、Include、Lib。
Path：C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\Bin;.;C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\COMMON\MSDev98\Bin;
Include：C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\Include; Lib：C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\Lib;
步骤4：运行1-1.exe程序，产生用户键入的一行文字。
运行结果（如果运行不成功，原因是什么？）：
(2)、GUI应用程序
在下面的实验中，用C++编译器创建一个GUI应用程序，代码应
包括WinMain()方法，这是GUI类型的应用程序的标准入口点。
步骤1：用Windows.h头文件、WinMain()、MessageBox() API函数、用pragma指令指示编译器/连接器找到User32.lib库文件编写一段小程序，在屏幕上显示一个窗口，消息框中显示“Hello,Windows 2000",消息框标是用"Greeting",消息框中设一个“OK”按钮，代码保存为1-2.cpp
步骤2：在“命令提示符”窗口运行CL.exe，产生1-2.exe文件：C：\>CL 1-2.cpp
运行结果：
3、进程对象
操作系统将当前运行的应用程序看作是进程对象。利用系统提供的惟一的称为句柄（HANDLE）的号码，就可与进程对象交互，这一号码只对当前进程有效。
本实验编写一个简单的进程句柄的应用，在系统中运行的任何进程都可调用GetCurrentProcess() API函数，返回标识进程本身的句柄；再利用GetPriorityClass()获得进程的优先级，用cout函数在屏幕上把得到的进程优先级在屏幕上显示出来。
步骤1：将程序键入记事本中，并把代码保存为1-3.cpp
步骤2：在“命令提示符”窗口运行CL.exe，产生1-3.exe文件：C：\>CL 1-3.cpp
运行结果
步骤3：编写一段程序，利用句柄查出进程的详细信息，首先利用Windows 2000的新特性工具帮助库tlhelp.h来获得当前运行的所有进程的快照。然后应用程序进入快照中的每一个进程，得到其以PROCESSENTRY32结构表示的属性，这一结构用来向OpenProcess() API函数提供进程的ID。Windows跟踪每一进程的有关时间，通过打开的进程句柄和GetProcessTime（）API来查询得到有关时间。然后计算进程在内核模式下消耗的时间占总时间的百分比。
将程序键入记事本中，并把代码保存为1-4.cpp。
步骤4：在“命令提示符”窗口运行CL.exe，产生1-4.exe文件：C:\>CL 1-4.cpp
运行结果：
1.5 实验总结
通过本次试验，学习掌握了在cmd命令窗口下编译运行c++语言程序，
开始遇到一些问题和错误，在按实验要求下输入C：\>CL 1-1.cpp命令，
系统提示”cl”不是操作命令，上网查找问题答案，发现是因为vc程序
安装时没有添加环境变量而引起的错误。
问题解决方式如下：
找到计算机，单击右键，属性，选择高级设置，环境变量，添加：Path：C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\Bin;.;C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\COMMON\MSDev98\Bin;
Include：C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\Include; Lib：
C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\Lib;
问题就解决了。
实验2
进程的描述与控制Windows 2000进程的一生
(实验估计时间：100分钟)
2.1 背景知识
Windows 2000 所创建的每个进程都从调用CreateProcess() API函
数开始，该函数的任务是在对象管理器子系统内初始化进程对象。每
一进程都以调用ExitProcess()或TerminateProcess() API函数终止。通常
应用程序的框架负责调用ExitProcess()函数，对于C++运行库来说，这
一调用发生在应用程序的main()函数返回之后。
1. 创建进程
CreateProcess()调用的核心参数是可执行文件运行时的文件名及
其命令行。表2-1详细地列出了每个参数的类型和名称。
可以指定第一个参数，即应用程序的名称，其中包括相对于当前进程的当前目录的全路径或者利用搜索方法找到路径；lpCommandLine 参数允许调用者向新应用程序发送数据；接下来的三个参数与进程和它的主线程以及返回的指向该对象的句柄的安全性有关。
然后是标志参数，用以在dwCreationFlags参数中指明系统应该给予新进程什么行为。经常使用的标志是CREATE_SUSPNDED，告诉主线程立刻暂停。当准备好时，应该使用ResumeThread() API来启动进程。另一个常用的标志是CREATE_NEW_CONSOLE，告诉新进程启动自己的控制台窗口，而不是利用父窗口，这一参数还允许设置进程的优先级，用以向系统指明，相对于系统中所有其他的活动进程来说，给此进程多少CPU时间。
接着是CreateProcess()函数调用所需要的三个通常使用缺省值的参数，第一个参数是lpEnvironment参数，指明为新进程提供的环境；第二个参数是lpCurrentDirectory,可用于向主创进程发送与缺省目录不同的新进程使用的特殊的当前目录；第三个参数是STARTUPINFO数据结构中所必需的，用于在必要时指明新应用程序的主窗口的外观。
CreateProcess（）的最后一个参数是用于新进程对象及其主线程的句柄和ID的返回值缓冲区，以PROCESS_INFORMA TION结构中返回的句柄调用Close_Handle() API函数是重要的，因为如果不将这些句柄
关闭的话，有可能危及主创进程终止之前的任何未释放的资源。
2. 正在运行的进程
如果一个进程程拥有至少一个执行线程，则为正在系统中运行的进程。通常这种进程使用主线程来指示它的存在，当主线程结束时，调用Exitprocess() API函数，通知系统终止它所拥有的所有正在运行、准备运行或正在挂起的其他线程。当进程正在运行时，可以查看它的许多特性，其中少数特性也允许加以修改。
首先可查看的进程特性是系统进程标识符（PID），可利用GetCurrentProcessId() API函数来查看，与GetCurrentProcess()相似，对该函数的调用不能失败，但返回的PID在整个系统中都可使用，其他可显示当前进程信息的API函数还有GetStartInfo()和GetprocessShutdownParameters(),可给出进程存活期内的配置详情。
通常，一个进程需要它运行期环境的信息，例如API函数GetModuleFileName()和GetcommandLine(),可以给出CreateProcess()中的参数以启动应用程序。在创建应用程序时可使用的另一个API函数是IsDebuggerPresent()。
可利用API函数GetGuiResources()来查看进程的GUI资源，此函数既可返回指定进程中的打开的GUI对象的数目，也可返回指定进程中打开的USER对象的数目。进程的其他性能信息可通过GetProcessIoCounters()、GetProcessPriorityBoost（）、GetProcessTimes()和GetProcessWorkingSetSize() API得到，以上这几个API函数都只需要具有PROCESS_QUERY_INFORMA TION访问权限的指向所感兴趣进程的句柄。
另一个可用于进程信息查询的API函数是GetProcessVersion(),此函数只需感兴趣进程的PID（进程标识号）。
3. 终止进程
所有进程都是以调用ExitProcess()或者TerminateProcess()函数结束的，但最好使用前者而不要使用后者，因为进程是在完成了它的所有的关闭“职责”之后以正常的终止方式来调用前者的。而外部进程通常调用后者即突然终止进程的进行，由于关闭时的途径不太正常，有可能引起错误的行为。
TerminateProcess() API函数只要打开带有PROCESS_TERMINATE 访问权的对象，就可以终止进程，并向系统返回指定的代码，这是一种“野蛮”的终止进程的方式，但是有时却是需要的。
如果开发人员确实有机会来设计“谋杀”（终止别的进程的进程）和“受害”进程（被终止的进程）时，应该创建一个进程间通信的内核对象，如一个互斥程序，这样一来，“受害”进程只在等待或同期性地测试它是否应该终止。
2.2 实验目的
1）通过创建进程、观察正在运行的进程和终止进程的程序设计和调试操作，进一步熟悉操作系统的进程概念，理解Windows 2000进程的“一生”。
2）通过编写和分析实验程序，学习创建进程、观察进程和终止进程的程序设计方法。
2.3 工具/准备工作
在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容。
您需要做以下准备：
1）一台运行Windows 2000 Professional 操作系统的计算机。
2）计算机中需安装Visual C++ 6.0 专业版或企业版。
2.4 实验内容与步骤
请回答：
Windows所创建的每个进程都是以调用CreateProcess() API函数开始和以调用ExitProcess() 或TerminateProcess() API函数终止。
1、创建进程
本实验学习创建进程的基本框架。该程序要求启动自身，显示它的系统进程ID和它在进程列表中的位置。
步骤1：登录进入Windows 2000 Professional。
步骤2：在“开始”菜单中单击“程序”、“Microsoft Visual Studio 6.0”“Microsoft Visual C++ 6.0”，进入Visual C++窗口。
步骤3：在工具栏单击“新建”按钮，输入代码保存为2-1.cpp。
参考类和函数：windows.h、iostream、stdio.h、StartClone()、GetModuleFileName、ZeroMemory。
步骤4：单击“Build”菜单中的“Compile 2-1.cpp”命令，对2-1.cpp 进行编译。
步骤5：编译完成后，单击“Build”菜单中的“Build 2-1.exe”命令，建立2-1.exe可执行文件。
操作能否正常进行，如果不行，原因是什么？
答：不能正常进行，一直无休止的弹出窗口。
原因：程序编写输出语句错误。
将语句sprintf(szCmdLine,"\"%s\" d%",szFilename,nCloneID);
改为，sprintf(szCmdLine,"\"%s\" %d",szFilename,nCloneID);
步骤6：在工具栏单击“Execute program”按钮，或者按Ctrl+F5键，或者单击“Build”菜单中的“Execute 2-1.exe”命令，执行2-1.exe
程序。
步骤7：按Ctrl+S键可暂停程序的执行，按Ctrl+Pause（Break）
键可终止程序的执行。
程序运行时屏幕显示的信息是：
2. 正在运行的进程
本实验用进程信息查询的API函数GetProcessVersion()与GetVersionEx(),确定运行进程的操作系统的版本号。
步骤1：在工具栏单击“新建”按钮，编写代码保存为2-2.cpp。
步骤2：单击“Build”菜单中的“Compile 2-2.cpp”命令，系统
对2-2.cpp进行编译。
步骤3：编译完成后，单击“Build”菜单中的“Build 2-2.exe”命令，建立2-2.exe可执行文件。
操作能否正常进行，如果不行，原因是什么？
答：可以正常运行。
步骤4：在工具栏单击“Execute program”按钮，执行2-2.exe程序。
运行结果：
当前PID信息：1388
当前操作系统版本：10
系统提示信息：6.1
除了改变进程的优先级以外，还可以对正在运行的进程执行几项其他的操作，只要获得其进程句柄即可，SetProcessAffinityMask() API 函数允许开发人员将线程映射到处理器上；SetProcessAffinityBoost() API可关闭前台应用程序优先级的提升；而SetProcessWorkingSet() API 可调节进程可用的非页面RAM的容量；还有一个只对当前进程可用的API函数，即SetProcessShutdownParameters(),可告诉系统如何终止该进程。
3. 终止进程
步骤1：在工具栏单击“新建”按钮，编写代码保存为2-3.cpp。
步骤2：单击“Build”菜单中的“Compile 2-3.cpp”命令，再单击“是”按钮确认，系统对2-3.cpp进行编译。
步骤3：编译完成后，单击“Build”菜单中的“Build 2-3.exe”命令，建立2-3.exe可执行文件。
操作能否正常进行，如果不行，原因是什么？
答：可以正常运行。
步骤4：在工具栏单击“Execute program”按钮，执行2-3.exe程序。
运行结果及说明：
答：编译成功后显示两个窗口，一个父进程窗口，一个子进程窗口。
等待一段时间，子进程自杀，最后运行结果：
2.5 实验总结
1）在2.1程序中出现了语法错误，误将输出语句中的%d写成了d%，导致程序死循环，无休止的弹出窗口，错误很隐蔽，要细心才能发
现。
2）2.2中了解使用GetProcessVersion函数得到进程和报告所需的版本、GetCurrentProcessId函数提取进程的ID号以及GetVersionEx函数提
取版本信息和报告。
3）2.3 通过使用CreateProcess创建进程，CreateMutex（）创建“自杀”
互斥程序体，ReleaseMutex（）指令子进程“杀”掉自身，从而实
现了创建进程、创建子进程、杀死子进程等功能。
实验3
进程的同步与通信
Windows 2000线程同步
(实验估计时间：100分钟)
3.1 背景知识
Windows 2000 提供的常用对象可分成三类：核心应用服务、线程
同步和线程间通信，其中，开发人员可以使用线程同步对象来协调线
程和进程的工作，以使其共享信息并执行任务。此类对象包括互锁数据、临界区、事件、互斥信号量等。
多线程编程中关键的一步是保护所有的共享资源，工具主要有互
锁函数、临界区和互斥信号量等；另一个实质性部分是协调线程使其
完成应用程序的任务，为此，可利用内核中的事件对象和信号。
在进程内或进程间实现线程同步的最方便的方法是使用事件对象，这一组内核对象允许一个线程对其受信状态进行直接控制（见表3-1）。
表3-1 用于管理事件对象API
与事件对象类似，互斥信号量容易创建、打开、使用并清除。利用CreateMutex()API函数可创建互斥信号量，创建时还可以指定一个初始的拥有权标志，通过使用这个标志，只有当线程完成了资源的所有的初始化工作时，才允许创建线程释放互斥信号量。
为了获得互斥信号量，首先，想要访问调用的线程可使用OpenMutex()API函数来获得指向对象的句柄；然后，线程将这个句柄提供给一个等待函数。当内核将互斥信号量对象发送给等待线程时，就表明该线程获得了互斥信号量的拥有权。当线程获得拥有权时，线程控制了对共享资源的访问——必须设法尽快地放弃互斥信号量。放弃共享资源时需要在该对象上调用ReleaseMutex()API。然后系统负责将互斥信号量拥有权传递给下一个等待着的线程（由到达时间决定顺序）。
3.2 实验目的
在本实验中，通过对事件和互斥信号量对象的了解，加深对Windows 2000线程同步的理解。
1）回顾系统进程、线程的有关概念，加深对Windows 2000的理解。
2）了解事件和互斥信号量对象。
3）通过分析实验程序，了解管理事件对象的API。
4）了解在进程中如何使用事件对象。
5）了解在进程中如何使用互斥信号量对象。
6）了解父进程创建子进程的程序设计方法。
3.3 工具/准备工作
在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容。
您需要做以下准备：
1）一台运行Windows 2000 Professional 操作系统的计算机。
2）计算机中需安装Visual C++ 6.0 专业版或企业版。
3.4 实验内容与步骤
1. 事件对象
在进程间使用事件。父进程启动时，利用CreateEvent()API创建一
个命名的、可共享的子进程，然后等待子进程向事件发出信号并终止
父进程。在创建时，子进程通过OpenEvent()API打开事件对象，调用SetEvent()API使其转化为已接收信号状态。两个进程在发出信号之后
几乎立即终止。
步骤1：登录进入Windows 2000 Professional。
步骤2：在“开始”菜单中单击“程序”、“Microsoft Visual Studio
6.0”“Microsoft Visual C++ 6.0”，进入Visual C++窗口。
步骤3：在工具栏单击“新建”按钮，编写代码保存为3-1.cpp。
程序功能：创建和打开事件对象在进程间传送信号。
参考类和函数：
windows.h、iostream、CreateChild()、szFilename、GetModuleFileName、szCmdLine、CloseHandle、WaitForChild()。
步骤4：单击“Build”菜单中的“Compile 3-1.cpp”命令，单击“是”按钮确认，系统对3-1.cpp进行编译。
步骤5：编译完成后，单击“Build”菜单中的“Build3-1.exe”命
令，建立3-1.exe可执行文件。
操作能否正常进行，如果不行，原因是什么？
答：可以正常运行。
步骤6：在工具栏单击“Execute program”按钮，执行3-1.exe程序。
运行结果（分行书写，如果不成功，原因是什么？）：
1）event created
2）child created
3）Parent waiting on child.
4）child process begining……
5）event signaled
6）parent received the envent signaling from child
7) parent released
这个结果与你期望的一致吗？（从进程并发的角度对结果进行分析）。
答：当有Sleep(1500);时，主程序进入阻塞状态，这样的话子程序会先输出child process begining……，然后主程序再输出。这样不会出现输出错误。
当去掉:: Sleep(1500);语句之后主程序和子程序同时输出就会出现输出结果混乱的情况，即输出结果错误。
请回答：
1）程序中，创建一个事件使用了哪一个系统函数？创建时设置的
初始信号状态是什么？
a）创建事件用CreateEvent()函数
b）HANDLE hEventContinue = :: CreateEvent(
NULL, // 缺省的安全性，子进程将具有访问权限
TRUE, // 手工重置事件
FALSE, // 初始时是非接受信号状态
g_szContinueEvent); // 事件名称
2）创建一个进程（子进程）使用了哪一个系统函数？
答:
BOOL bCreateOK = :: CreateProcess(
szFilename, // 生成的可执行文件名
szCmdLine, // 指示其行为与子进程一样的标志
NULL, // 子进程句柄的安全性
NULL, // 子线程句柄的安全性
FALSE, // 不继承句柄
0, // 特殊的创建标志
NULL, // 新环境
NULL, // 当前目录
&si, // 启动信息结构
&pi ) ; // 返回的进程信息结构
2. 互斥信号量对象
使用互斥信号量来保证对两个线程间单一数值的访问。每个线程都企图获得控制权来改变该数值，然后将该数值写入输出流中。创建者实际上创建的是互斥信号量对象，计数方法执行等待并释放，为的是共同使用互斥信号量所需的资源（因而也就是共享资源）。
步骤1：在工具栏单击“新建”按钮，编写代码保存为3-2.cpp。
程序功能：利用互斥信号量保护共享资源
参考类与函数：windows.h、iostream、class CCountUpDown、
WaitForCompletion()、DoCount()、ReleaseMutex()、
步骤2：单击“Build”菜单中的“Compile 3-2.cpp”命令，再单击“是”按钮确认，系统对3-2.cpp进行编译。
步骤3：编译完成后，单击“Build”菜单中的“Build 3-2.exe”命令，建立3-2.exe可执行文件。
操作能否正常进行，如果不行，原因是什么？
答：可以正常运行。
步骤4：在工具栏单击“Execute program”按钮，执行3-2.exe程序。
请描述运行结果（如果运行不成功，则可能的原因是什么？）：
.
.
.
.
程序创建两个线程来访问共享值，创建互斥体用于访问数值，程序中用的信号量是m_nAccess，实现从50到0的递减。
3.5 实验总结
答：本次实验中主要的操作是线程的同步，创建进程，终止进程，利用信号量创建、打开、使用、清除，并利用互斥信号量保证两个进程互斥的访问共享数据。
当一个任务想对临界区访问时，为了防止别的任务也对该临界区操作，它需要利用互斥体来保护同时访问的共享资源。
CreateMutex()A函数可创建互斥信号量，ReleaseMutex()允许另一线程获得互斥体。利用CreateEvent()函数创建事。
实验4
进程的同步与通信
Windows 2000线程间的通信
(实验估计时间：100分钟)
4.1 背景知识
Windows 2000 提供的线程间通信类内核对象允许同一进程或跨进程的线程之间互相发送信息，包括文件、文件映射、邮件位和命名管道等，其中最常用的是文件和文件映射，这类对象允许一个线程很容易地向同一进程或其他进程中的另一线程发送信息。
1. 文件对象
文件对象是人们所熟悉的永久存储的传统元素。将一个文件看作是内核对象可使开发人员获得比标准C++文件操作更为强大的功能。
内核允许开发人员在系统设备或网络上创建代表永久存储数据块的文件对象。这些文件对象是对永久存储数据的低级访问者；用C++运行库或其他方法打开的所有文件最终都变成对CreateFile()API的调用。
CreateFile()函数分配一个内核对象来代表一个永久的文件，当在磁盘上创建一个新文件或当打开一个已经存在的文件时，就调用这个API，其参数总结见表4-1
表4-1 CreateFile()API参数
通常可以使用ReadFile()和WriteFile()API在永久存储和应用程序间通过文件对象来移动数据，因为创建调用将对象的大多数复杂性封装起来了，这两个函数只是简单地利用指向要交换数据的文件对象的句柄（即指向内存内的数据缓存区的指针），然后计数移动数据的字节数。除此之外，这两个函数还执行重叠式的输入和输出，由于不会“堵塞”主线程，可用来传送大量的数据。
Createfile()函数除了可访问标准的永久文件外，还可访问控制台输入和输出，以及从命名的管道来的数据。
GetFileType() API指明要处理的关键文件句柄的结构。除此之外，内核还提供了GetFileInformationByHandle()、GetFileSize()和GetFileTime()API用于获得关键数据的详细情况。其它用于在文件中改变数据的工具函数包括Lockfile()、SetFilePoint()和SetEndOfFile() API。
除了这些基于句柄的API之外，内核还提供了大量的工具，用于按文件名对文件直接操作。文件对象用完之后，应该用CloseHandle()API加以清除。
2. 文件映射对象
比使用ReadFile()和WriteFile()API通过文件对象来读取和写入数据更为简单的是，Windows 2000还提供了一种在文件中处理数据的方法，名为内存映射文件，也称为文件映射。文件映射对象是在虚拟内存中分配的永久或临时文件对象区域（如果可能的话、可大到整个文件），可将其看作是二进制的数据块，使用这类对象，可获得直接在内存中访问文件内容的能力。
文件映射对象提供了强大的扫描文件中数据的能力，而不必移动文件指针，对于多线程的读写操作来说，这一点特别有用，因为每个线程都可能想要把读取指针移动到不同的位置——为了防止这种情况，就需要使用某种线程同步机制保护文件。
在CreateFileMapping()API中，一个新的文件映射对象需要有一个永久的文件对象（由CreateFile()所创建）。该函数使用标准的安全性和命名参数，还有用于允许操作（如只读）的保护标志以及大映射的最大容量，随后可根据来自OpenFileMapping()API的其他线程或进程使用该映射——这与事件和互斥信号量的打开进程是非常类似的。
内存映射文件对象的另一个强大的应用是可请求系统创建一个运行映射的临时文件。该临时文件提供一个临时的区域，用于线程或进程互相发送大量数据，而不必创建或保护磁盘上的文件。利用向创建函数中发送INV ALID_HANDLE_V ALUE来代替真正的文件句柄，就可创建这一临时的内存映射文件；指令内核使用系统页式文件建立支持映射的最大容量的临时数据区。
为了利用文件映射对象，进程必须将对文件的查看映射到它的内
存空间中，也就是说，应该将文件映射对象想像为进程的第一步，在这一步中，当查看实际上允许访问的数据时，附加有共享数据的安全性和命名方式。为了获得指向内存区域的指针需要调用MapViewOfFile()API,此调用使用文件映射对象的句柄作为其主要参数。此外还有所需的访问等级（如读-写）和开始查看时文件内的偏移和要查看的容量。该函数返回一个指向进程内的内存的指针，此指针有多种编程方面的应用（但不超过访问权限）。
当结束文件映射查看时，必须用接收到的指针调用UnmapView()OfFile() API，然后再根据映射对象调用CloseHandle()API,从而将其清除。
4.2 实验目的
在本实验中，通过对文件和文件映射对象的了解，来加深对Windows 2000线程同步的理解。
1）回顾系统进程、线程的有关概念，加深对Windows 2000线程间通信的理解。
2）了解文件和文件映射对象。
3）通过实验程序，了解线程如何通过文件对象发送数据。
4）了解在进程中如何使用文件对象。
5）通过分析实验程序，了解线程如何通过文件映射对象发送数据。
6）了解在进程中如何使用文件映射对象。
4.3 工具/准备工作
在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容。
您需要做以下准备：
1）一台运行Windows 2000 Professional 操作系统的计算机。
2）计算机中需安装Visual C++ 6.0 专业版或企业版。
4.4 实验内容与步骤
1. 文件对象
了解线程如何通过文件对象在永久存储介质上互相发送数据。激活并启动一个线程，接着一个线程创建进程。每个线程从指定的文件中读取数据，数据的增加是以创建时发送给它的数量进行的，然后将新数值写回文件。
2006―2007 学年度第二学期 一、单项选择题（每题1分，共20分） 1．操作系统的发展过程是( C ) A、原始操作系统，管理程序，操作系统 B、原始操作系统，操作系统，管理程序 C、管理程序，原始操作系统，操作系统 D、管理程序，操作系统，原始操作系统 2．用户程序中的输入、输出操作实际上是由( B )完成。 A、程序设计语言 B、操作系统 C、编译系统 D、标准库程序 3．进程调度的对象和任务分别是( C )。 A、作业，从就绪队列中按一定的调度策略选择一个进程占用CPU B、进程，从后备作业队列中按调度策略选择一个作业占用CPU C、进程，从就绪队列中按一定的调度策略选择一个进程占用CPU D、作业，从后备作业队列中调度策略选择一个作业占用CPU 4．支持程序浮动的地址转换机制是( A、动态重定位 ) A、动态重定位 B、段式地址转换 C、页式地址转换 D、静态重定位 5．在可变分区存储管理中，最优适应分配算法要求对空闲区表项按( C )进行排列。 A、地址从大到小 B、地址从小到大 C、尺寸从小到大 D、尺寸从大到小 6．设计批处理多道系统时，首先要考虑的是( 系统效率和吞吐量 )。 A、灵活性和可适应性 B、系统效率和吞吐量 C、交互性和响应时间 D、实时性和可靠性 7．当进程因时间片用完而让出处理机时，该进程应转变为( )状态。 A、等待 B、就绪 C、运行 D、完成 8．文件的保密是指防止文件被( )。 A、篡改 B、破坏 C、窃取 D、删除 9．若系统中有五个并发进程涉及某个相同的变量A，则变量A的相关临界区是由 ( )临界区构成。 A、2个 B、3个 C、4个 D、5个 10．按逻辑结构划分，文件主要有两类：（记录式文件）和流式文件。 A、记录式文件 B、网状文件 C、索引文件 D、流式文件 11．UNIX中的文件系统采用（、流式文件）。 A、网状文件 B、记录式文件 C、索引文件 D、流式文件 12．文件系统的主要目的是（）。 A、实现对文件的按名存取 B、实现虚拟存贮器 C、提高外围设备的输入输出速度 D、用于存贮系统文档 13．文件系统中用（）管理文件。 A、堆栈结构 B、指针 C、页表 D、目录 14．为了允许不同用户的文件具有相同的文件名，通常在文件系统中采用（）。 A、重名翻译 B、多级目录 C、约定 D、文件名 15．在多进程的并发系统中，肯定不会因竞争( )而产生死锁。 A、打印机 B、磁带机 C、CPU D、磁盘 16．一种既有利于短小作业又兼顾到长作业的作业调度算法是( )。 A、先来先服务 B、轮转 C、最高响应比优先 D、均衡调度 17．两个进程合作完成一个任务。在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来消息，或者建立某个条件后再向前执行，这种制约性合作关系被称为进程的（）。 A、互斥 B、同步 C、调度 D、伙伴 18．当每类资源只有一个个体时，下列说法中不正确的是（）。 A、有环必死锁 B、死锁必有环 C、有环不一定死锁 D、被锁者一定全在环中 19．数据文件存放在到存储介质上时，采用的逻辑组织形式是与( )有关的。 A、文件逻辑结构 B、存储介质特性 C、主存储器管理方式 D、分配外设方式 20．在单处理器的多进程系统中，进程什么时候占用处理器和能占用多长时间，取决于( )。 精品文档
#include "stdio.h" #include
计算机专业计算机操作系统试题 2003年7月 一、选择题(选择一个正确的答案的代号填入括号中，共38分) 1．操作系统核心部分的主要特点是( )。 A．一个程序模块B．主机不断电时常驻内存 C．有头有尾的程序D．串行顺序执行 2．操作系统中用得最多的数据结构是( )。 A．堆栈B．队列 C．表格D．树 3. 索引式(随机)文件组织的一个主要优点是( )o A．不需要链接指针B．能实现物理块的动态分配 C．回收实现比较简单D．用户存取方便 4．文件目录的主要作用是( )。 A．按名存取B．提高速度 C．节省空间D．提高外存利用率 5．在操作系统管理中，面向用户的管理组织机构称为( )。 A．用户结构B．实际结构 C．物理结构D．逻辑结构 6．单机操作系统的共享资源主要是指( )。 A．内存、CPU和基本软件B．键盘、鼠标、显示器 C．打印机、扫描仪D．软盘、硬盘、光盘 7．为方便用户，操作系统负责管理和控制计算机系统的( )。 A．软件资源B．硬件和软件资源 C．用户有用资源D．硬件资源 8．设备I／O方式有如下三种：( )、( )和( )。 A．假脱机B．询问 C．联机D．中断 E．通道F．脱机 9．操作系统五大功能中作业管理包含( )和( )；文件管理又称( )；存储管理主要讲解( )；设备管理是最原始的( )；进程管理实质上是( )。 A．CPU的执行调度管理B．用户任务管理 C. 信息管理D．监控程序管理 E．人机交互界面管理F．内存管理 10．计算机在接受用户请求后处理数据以及在数据处理结束时，将结果送到终端显示器。例如，导弹控制系统应选择安装( )；计算机订票系统应选择安装( )；计算机语言学习系统应选择安装( )。A．批处理操作系统B．分时操作系统 C．实时操作系统D．网络操作系统 E．分布式操作系统 二、是非题(正确的划√，错的划×，其它符号按错论。共20分) ( )1．系统调用是操作系统和用户进程的接口，库函数也是操作系统和用户的接口。 ( )2．UNIX的i节点(内码)是文件系统的主要数据结构(表格)部分。 ( )3．虚地址即程序执行时所要访问的内存地址。
第三章处理机调度与死锁 1，高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么要引入中级调度？ 【解】（1）高级调度主要任务是用于决定把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存，并为它们创建进程，分配必要的资源，然后再将新创建的进程排在就绪队列上，准备执行。（2）低级调度主要任务是决定就绪队列中的哪个进程将获得处理机，然后由分派程序执行把处理机分配给该进程的操作。（3）引入中级调度的主要目的是为了提高内存的利用率和系统吞吐量。为此，应使那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存空间，而将它们调至外存上去等待，称此时的进程状态为就绪驻外存状态或挂起状态。当这些进程重又具备运行条件，且内存又稍有空闲时，由中级调度决定，将外存上的那些重又具备运行条件的就绪进程重新调入内存，并修改其状态为就绪状态，挂在就绪队列上，等待进程调度。 3、何谓作业、作业步和作业流？ 【解】作业包含通常的程序和数据，还配有作业说明书。系统根据该说明书对程序的运行进行控制。批处理系统中是以作业为基本单位从外存调入内存。 作业步是指每个作业运行期间都必须经过若干个相对独立相互关联的顺序加工的步骤。 作业流是指若干个作业进入系统后依次存放在外存上形成的输入作业流；在操作系统的控制下，逐个作业进程处理，于是形成了处理作业流。 4、在什么情冴下需要使用作业控制块JCB？其中包含了哪些内容？ 【解】每当作业进入系统时，系统便为每个作业建立一个作业控制块JCB，根据作业类型将它插入到相应的后备队列中。 JCB 包含的内容通常有：1) 作业标识2)用户名称3)用户账户4)作业类型（CPU繁忙型、I/O芳名型、批量型、终端型）5)作业状态6)调度信息（优先级、作业已运行）7)资源要求8)进入系统时间9) 开始处理时间10) 作业完成时间11) 作业退出时间12) 资源使用情况等 5．在作业调度中应如何确定接纳多少个作业和接纳哪些作业？ 【解】作业调度每次接纳进入内存的作业数，取决于多道程序度。应将哪些作业从外存调入
计算机操作系统内存分配实验报告记录
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一、实验目的 熟悉主存的分配与回收。理解在不同的存储管理方式下，如何实现主存空间的分配与回收。掌握动态分区分配方式中的数据结构和分配算法及动态分区存储管理方式及其实现过程。 二、实验内容和要求 主存的分配和回收的实现是与主存储器的管理方式有关的。所谓分配，就是解决多道作业或多进程如何共享主存空间的问题。所谓回收，就是当作业运行完成时将作业或进程所占的主存空间归还给系统。 可变分区管理是指在处理作业过程中建立分区，使分区大小正好适合作业的需求，并且分区个数是可以调整的。当要装入一个作业时，根据作业需要的主存量查看是否有足够的空闲空间，若有，则按需要量分割一个分区分配给该作业；若无，则作业不能装入，作业等待。随着作业的装入、完成，主存空间被分成许多大大小小的分区，有的分区被作业占用，而有的分区是空闲的。 实验要求使用可变分区存储管理方式，分区分配中所用的数据结构采用空闲分区表和空闲分区链来进行，分区分配中所用的算法采用首次适应算法、最佳适应算法、最差适应算法三种算法来实现主存的分配与回收。同时，要求设计一个实用友好的用户界面，并显示分配与回收的过程。同时要求设计一个实用友好的用户界面,并显示分配与回收的过程。 三、实验主要仪器设备和材料 实验环境 硬件环境：PC或兼容机 软件环境：VC++ 6.0 四、实验原理及设计分析 某系统采用可变分区存储管理，在系统运行当然开始，假设初始状态下，可用的内存空间为640KB，存储器区被分为操作系统分区（40KB）和可给用户的空间区（600KB）。 （作业1 申请130KB、作业2 申请60KB、作业3 申请100KB 、作业2 释放 60KB 、作业4 申请 200KB、作业3释放100KB、作业1 释放130KB 、作业5申请140KB 、作业6申请60KB 、作业7申请50KB） 当作业1进入内存后，分给作业1（130KB），随着作业1、2、3的进入，分别分配60KB、100KB，经过一段时间的运行后，作业2运行完毕，释放所占内存。此时，作业4进入系统，要求分配200KB内存。作业3、1运行完毕，释放所占内存。此时又有作业5申请140KB，作业6申请60KB，作业7申请50KB。为它们进行主存分配和回收。 1、采用可变分区存储管理，使用空闲分区链实现主存分配和回收。 空闲分区链：使用链指针把所有的空闲分区链成一条链，为了实现对空闲分区的分配和链接，在每个分区的起始部分设置状态位、分区的大小和链接各个分区的前向指针，由状态位指示该分区是否分配出去了；同时，在分区尾部还设置有一后向指针，用来链接后面的分区；分区中间部分是用来存放作业的空闲内存空间，当该分区分配出去后，状态位就由“0”置为“1”。 设置一个内存空闲分区链，内存空间分区通过空闲分区链来管理，在进行内存分配时，系统优先使用空闲低端的空间。 设计一个空闲分区说明链，设计一个某时刻主存空间占用情况表，作为主存当前使用基础。初始化空间区和已分配区说明链的值，设计作业申请队列以及作业完成后释放顺序，实现主存的分配和回收。要求每次分配和回收后显示出空闲内存分区链的情况。把空闲区说明
《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。有以下情形之一者，实验成绩为不及格： 1.迟到、早退、无故缺勤总共3次及以上者； 2.未按时完成实验达3次及以上者； 3.缺交实验报告2次及以上者。
1. 下列关于操作系统的正确叙述是（） A. 操作系统是硬件和软件之间的接口 B. 操作系统是主机和外设之间的接口 C. 操作系统是用户与计算机之间的接口 D. 操作系统是源程序与目标程序之间的接口 标准答案：C 2. 在计算机系统得层次关系中，最贴近硬件的是（） A. 应用软件 B. 实用软件 C. 操作系统 D. 用户 标准答案：C 3. 计算机系统把进行（）和控制程序执行的功能集中组成一种软件，即操作系统 A. CPU管理 B. 作业管理 C. 资源管理 D. 设备管理 标准答案：C 4. 批处理系统的主要特点之一是（） A. 非交互性 B. 实时性 C. 高可靠性 D. 分时性 标准答案：A 5. 分时系统的主要特点之一是（） A. 交互性 B. 实时性 C. 高可靠性 D. 资源利用率高 标准答案：A 6. 高可靠性是（）的主要特点之一 A. 分时系统 B. 实时系统 C. 批处理系统 D. 通用操作系统 标准答案：B 7. 允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统是（） A. 分时操作系统 B. 单道批处理操作系统 C. 多道批处理操作系统 D. 实时操作系统 标准答案：A
8. 如果一个操作系统在用户提交作业后，不提供交互能力，只追求计算机资源的利用率，大吞吐量和作业流程的自动化，则属于（）操作系统（分数：1，完成次数：157） A. 分时系统 B. 实时系统 C. 批处理系统 D. 通用操作系统 标准答案：C 9. 下列哪个观点不是描述操作系统的典型观点（）（分数：1，完成次数：157） A. 操作系统是众多软件的集合 B. 操作系统是用户和计算机之间的接口 C. 操作系统是资源的管理者 D. 操作系统是虚拟机 10. 下列哪个系统与其他三个不同（）（分数：1，完成次数：157） A. 现场压力采集系统 B. 火炮自动控制系统处理机 C. 飞机定票系统 D. 导弹制导系统 标准答案：C 11. 操作系统中最基本的两个特征是（）（分数：1，完成次数：157） A. 并发和异步 B. 并发和共享 C. 共享和虚拟 D. 虚拟和异步 标准答案：B 12. 对操作系统在计算机系统中位置的说法正确的是（）（分数：1，完成次数：157） A. 计算机硬件和软件之间 B. 计算机硬件和用户之间 C. CPU和用户之间 D. CPU和软件之间 标准答案：B 13. 分时系统追求的目标是（）（分数：1，完成次数：157） A. 充分利用I/O B. 快速响应用户 C. 提高系统吞吐率 D. 充分利用内存 标准答案：B 14. 分时系统的（）是衡量一个分时系统的重要指标（分数：1，完成次数：157） A. 周转时间 B. 用户数 C. 时间片 D. 用户响应时间 标准答案：D
实验三进程与线程 问题： 进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的独立单位，具有动态性、并发性、独立性、异步性和交互性。然而程序是静态的，并且进程与程序的组成不同，进程＝程序＋数据＋PCB，进程的存在是暂时的，程序的存在是永久的；一个程序可以对应多个进程，一个进程可以包含多个程序。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。 本次实验主要的目的是： （1）理解进程的独立空间； （2）加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别； （3）进一步认识并发执行的实质； （4）了解红帽子（Linux）系统中进程通信的基本原理。 （5）理解线程的相关概念。 要求： 1、请查阅资料，掌握进程的概念，同时掌握进程创建和构造的相关知识和线程创建和 构造的相关知识，了解C语言程序编写的相关知识； （1）进程： 进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。进程的概念主要有两点：第一，进程是一个实体。每一个进程都有它自己的地址空间，一般情况下，包括文本区域（text region）、数据区域（data region）和堆栈（stack region）。文本区域存储处理器执行的代码；数据区域存储变量和进程执行期间使用的动态分配的内
存；堆栈区域存储着活动过程调用的指令和本地变量。第二，进程是一个“执行中的程序”。程序是一个没有生命的实体，只有处理器赋予程序生命时（操作系统执行之），它才能成为一个活动的实体，我们称其为进程。 （2）进程的创建和构造: 进程简单来说就是在操作系统中运行的程序，它是操作系统资源管理的最小单位。但是进程是一个动态的实体，它是程序的一次执行过程。进程和程序的区别在于：进程是动态的，程序是静态的，进程是运行中的程序，而程序是一些保存在硬盘上的可执行代码。新的进程通过克隆旧的程序（当前进程）而建立。fork() 和clone()（对于线程）系统调用可用来建立新的进程。 （3）线程的创建和构造： 线程也称做轻量级进程。就像进程一样，线程在程序中是独立的、并发的执行路径，每个线程有它自己的堆栈、自己的程序计数器和自己的局部变量。但是，与独立的进程相比，进程中的线程之间的独立程度要小。它们共享内存、文件句柄和其他每个进程应有的状态。 线程的出现也并不是为了取代进程，而是对进程的功能作了扩展。进程可以支持多个线程，它们看似同时执行，但相互之间并不同步。一个进程中的多个线程共享相同的内存地址空间，这就意味着它们可以访问相同的变量和对象，而且它们从同一堆中分配对象。尽管这让线程之间共享信息变得更容易，但你必须小心，确保它们不会妨碍同一进程里的其他线程。 线程与进程相似，是一段完成某个特定功能的代码，是程序中单个顺序的流控制，但与进程不同的是，同类的多个线程是共享同一块内存空间和一组系统资源的，而线程本身的数据通常只有微处理器的寄存器数据，以及一个供程序执行时使用的堆栈。所以系统在产生一个线程，或者在各个线程之间切换时，负担要比进程小得多，正因如此，线程也被称为轻型进程（light-weight process）。一个进程中可以包含多个线程。 2、理解进程的独立空间的实验内容及步骤
习题 第一章习题 一、单选题 (1)当CPU执行操作系统代码时，称处理机处于( )。 A.执行态 B.目态 C.管态 D.就绪态 (2)在下列性质中，( )不是分时系统的特征。 A.多路性 B.交互性 C.独立性 D.成批性 (3)下列仅一条指令( )只能在管态下执行。 A.读取时钟指令 B.访管指令 C.屏蔽中断指令 D.取数指令 二、填空题 (1) 在计算机系统中配置操作系统的主要目的是___________________，操作系统的主要功能是管理计算机系统中的硬件和资源，其中包括处理机管理、存储器管理，以及设备管理和文件管理，这里的处理机管理主要是对进程进行管理。 (2) 利用缓冲区能有效地缓和CPU 和I/O设备之间速度不匹配的矛盾，虚拟设备的功能是使_____________变成能被多个进程同时使用的_________。 第二章习题 一、填空题 (1)对于一个可执行程序文件，该程序与执行它的进程是一对多的关系。 (2)在单CPU系统中实现并发技术后。
A.进程在一个时间段内并行执行，CPU与外设并行工作。 B.进程在一个时刻并行执行，CPU与外设并行工作。 C.进程在一个时间段内并行执行，CPU与外设串行工作。 D.进程在一个时刻并行执行，CPU与外设串行工作。 (3)从静态角度上看，进程是由PCB、程序段，数据段三部分组成。 (4)正在执行的进程由于用完其时间片而被暂停执行，此时进程应从执行状态变成为就绪状态。 (5)引入进程，可带来资源利用率的提高和系统吞吐量的增加的好处，但却增加了系统的空间和时间开销。 (6)临界区是指进程中用于访问临界资源的那段代码。 (7) ①C是一种只能由P和V操作所改变的整型变量，①可用于实现进程的② D 和③ A ，②是指排他性地访问临界资源。 ①：A.控制变量B.锁 C.整型信号量 D.记录型信号量 ②,③：A.同步 B.通信 C.调度 D.互斥 (8)设有6个进程共享同一互斥段，若最多允许有3个进程进入互斥段，则所采用的互斥信号量的初值为 3 。 (9)有3个进程共享同一程序段，而每次最多允许两个进程进入该程序段，若用P、V操作作同步机制，则记录型信号量S的取值范围为2，1，0 ，-1。 (10)为实现消息缓冲通信，在PCB中应增加消息队列首指针、消息队列互斥信号量和消息队列资源信号量三个数据项。 (11)若记录型信号量S的初值为2，当前值为-1，则表示有 B 等待进程。 A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
操作系统实验报告 学院：计算机与通信工程学院 专业：计算机科学与技术 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 成绩： 2014年 1 月 1 日
实验一线程的状态和转换（5分） 1 实验目的和要求 目的：熟悉线程的状态及其转换，理解线程状态转换与线程调度的关系。 要求： （1）跟踪调试EOS线程在各种状态间的转换过程，分析EOS中线程状态及其转换的相关源代码； （2）修改EOS的源代码，为线程增加挂起状态。 2 完成的实验内容 2.1 EOS线程状态转换过程的跟踪与源代码分析 （分析EOS中线程状态及其转换的核心源代码，说明EOS定义的线程状态以及状态转换的实现方法；给出在本部分实验过程中完成的主要工作，包括调试、跟踪与思考等） 1.EOS 准备了一个控制台命令“loop ”，这个命令的命令函数是 ke/sysproc.c 文件中的ConsoleCmdLoop 函数（第797行，在此函数中使用 LoopThreadFunction 函数（第755 行）创建了一个优先级为 8 的线程（后面简称为“loop 线程”），该线程会在控制台中不停的（死循环）输出该线程的ID和执行计数，执行计数会不停的增长以表示该线程在不停的运行。loop命令执行的效果可以参见下图： 2. 线程由阻塞状态进入就绪状态 （1）在虚拟机窗口中按下一次空格键。 （2）此时EOS会在PspUnwaitThread函数中的断点处中断。在“调试”菜单中选择“快速监视”，在快速监视对话框的表达式编辑框中输入表达式“*Thread”，然后点击“重新计算”按钮，即可查看线程控制块（TCB）中的信息。其中State域的值为3（Waiting），双向链表项StateListEntry的Next和Prev指针的值都不为0，说明这个线程还处于阻塞状态，并在某个同步对象的等待队列中；StartAddr域的值为IopConsoleDispatchThread，说明这个线程就是控制台派遣线程。 （3）关闭快速监视对话框，激活“调用堆栈”窗口。根据当前的调用堆栈，可以看到是由键盘中断服务程序（KdbIsr）进入的。当按下空格键后，就会发生键盘中断，从而触发键盘中断服务程序。在该服务程序的最后中会唤醒控制台派遣线程，将键盘事件派遣到活动的控制台。 （4）在“调用堆栈”窗口中双击PspWakeThread函数对应的堆栈项。可以看到在此函数中连续调用了PspUnwaitThread函数和PspReadyThread函数，从而使处于阻塞状态的控制台派遣线程进入就绪状态。 （5）在“调用堆栈”窗口中双击PspUnwaitThread函数对应的堆栈项，先来看看此函数是如何改变线程状态的。按F10单步调试直到此函数的最后，然后再从快速监视对
1. 单项选择题（共200个题目） 100236. 一般用户更喜欢使用的系统是（c ）。 A.手工操作 B.单道批处理 C.多道批处理 D.多用户分时系统 100237. 与计算机硬件关系最密切的软件是（d）. A.编译程序 B.数据库管理程序 C.游戏程序 D.OS 100238. 现代OS具有并发性和共享性，是由（D）的引入而导致的。 A.单道程序 B.磁盘 C.对象 D.多道程序100239. 早期的OS主要追求的是（A）。 A.系统的效率 B.用户的方便性 C.可移植 D.可扩充性 100240. （A ）不是多道程序系统。 A.单用户单任务 B.多道批处理系统 C.单用户多任务 D.多用户分时系统 100241. （B）是多道操作系统不可缺少的硬件支持。 A.打印机 B.中断机构 C.软盘 D.鼠标100242. 特权指令可以在（C）中执行。 A.目态 B.浏览器中 C.任意的时间 D.进程调度中100243. 没有了（C ）计算机系统就启动不起来了。 A.编译器 B.DBMS C.OS D.浏览器100244. 通道能够完成（C ）之间数据的传输。
A.CPU与外设 B.内存与外设 C.CPU与主存 D.外设与外设 100245. 系统的主要功能有（C ）。 A.进程管理、存储器管理、设备管理、处理机管理 B.虚拟存储管理、处理机管理、进程调度、文件系统 C.处理机管理、存储器管理、设备管理、文件系统 D.进程管理、中断管理、设备管理、文件系统 100246. 单处理机计算机系统中，（A）是并行操作的。 A.处理机操作和通道 B.程序与程序 C.主程序与子程序 D.用户程序与操作系统程序 100247. 处理机的所有指令可以在（D）中执行。 A.目态 B.浏览器中 C.任意时间 D.系统态100248. （B ）功能不是操作系统直接完成的功能。 A.管理计算机硬盘 B.对程序进行编译 C.实现虚拟存储器 D.删除文件 100249. 要求在规定的时间内对外界的请求必须给予及时相应的OS是（B ）。 A.多用户分时系统 B.实时系统 C.批处理系统时间 D.网络操作系统 100250. 操作系统是对（C ）进行管理的软件。
第一章操作系统引论 1.设计现代OS的主要目标是什么？答：方便性，开放性，有效性，可扩充性 2.OS的作用可表现在哪几个方面？答：OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；OS作为计算机系统资的管理者；OS实现了对计算机资源的抽象。 3.为什么说操作系统实现了对计算机资源的抽象？答：OS首先在裸机上覆盖一层1/0设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。0s通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。 4·说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？答：主要动力是提高资源利用率和系统吞吐里，为了满足用户对人一机交互的需求和共享主机。 5.何谓脱机I/O和联机I/O？答：脱机1/0是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或一片上的数据或程序输入到殖带上。该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。而耽机1/0方式是指程序和数据的輸入输出都是在主机的直接控制下进行的。 6.试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。主要表现在：CPU的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。 7.实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及寸接收并及时处理该命令，在用户能接受的时采内将结果返回给用户。解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设路多路卡，健主机能同时接收用户从各个终端上轮入的数据；为每个终端配路缓冲区，暂存用户捷入的命令或教据。针对反时处理问题，应便所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。 8.为什么要引入实时OS？答：实时操作系统是指系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。引入实时OS是为了满足应用的需求，熏好地满足实时控制领域和实时信息处涯领域的需要。 9.什么是硬实时任务和款实时任务？试举例说明。答：硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求，否则可能出现难以预测的结是。举例来说，运载火箭的控制等。软实时任务是指它的截止时间并不严格，偶尔错过了任务的截止时间，对系统产生的影响不大。举例：网页内容的更新、火车售票系统。 10.试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较。答：（1）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，甚至有的要低于100微妙。（2）交互性：实时信息处理系统具有交互性，但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。（3）可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带未巨大的经济损失，甚至是灾难性后，，所以在实时系统中，往往都采取了
实验4 进程控制 1、实验目的 （1）通过对WindowsXP进行编程，来熟悉和了解系统。 （2）通过分析程序，来了解进程的创建、终止。 2、实验工具 （1）一台WindowsXP操作系统的计算机。 （2）计算机装有Microsoft Visual Studio C++6.0专业版或企业版。 3、预备知识 （3）·CreateProcess（）调用：创建一个进程。 （4）·ExitProcess（）调用：终止一个进程。 4、实验编程 （1）编程一利用CreateProcess()函数创建一个子进程并且装入画图程序(mspaint.exe)。阅读该程序,完成实验任务。源程序如下： # include < stdio.h > # include < windows.h > int main(VOID) ﹛STARTUPINFO si; PROCESS INFORMA TION pi; ZeroMemory(&si,sizeof(si)); Si.cb=sizeof(si); ZeroMemory(&pi,sizeof(pi)); if(!CreateProcess(NULL, “c: \ WINDOWS\system32\ mspaint.exe”, NULL, NULL, FALSE, 0, NULL, NULL, &si,&pi)) ﹛fprintf(stderr,”Creat Process Failed”); return—1; ﹜ WaitForSingleObject(pi.hProcess,INFINITE); Printf(“child Complete”); CloseHandle(pi.hProcess); CloseHandle(pi hThread); ﹜
计算机操作系统期末考试题目及答案（选择题）答案绝对正确 广药师姐 一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分）。 1位示图方法可用于( ) A、盘空间的管理 B、盘的驱动调度 C、文件目录的查找 D、页式虚拟存贮管理中的页面调度 凡是有盘空间三个字就选 2．下列关于进程和线程的叙述中，正确的是____。 A、一个进程只可拥有一个线程 B、一个线程只可拥有一个进程 C、一个进程可拥有若干个线程 D、一个线程可拥有若干个进程 线程是进程的一部分 3．如果信号量S的值是0，此时进程A执行P(S)操作，那么，进程A会____。 A、继续运行 B、进入阻塞态，让出CPU C、进入就绪态，让出CPU D、继续运行，并唤醒S队列上的等待进程 P操作就是信号量减一，若小于0则进入等待队列，S=0,P操作后s=-1，则进入等待 V操作就是信号量加一，若小于等于0则唤醒， 4．一个进程在获得资源后，只能在使用完资源时由自己释放，这属于死锁必要条件的 ____。 A、互斥条件（不能共占一个资源） B、请求和释放条件（请求了资源还可以继续请求） C、不剥夺条件请求的资源用完才释放 D、环路等待条件（形成环路） 5.下列算法中用于磁盘移臂调度的是( ) A、时间片轮转法（进程调度） B、LRU算法（页面调度） C、最短寻找时间优先算法 D、优先级高者优先算法（进程调度） 还有fcfs先来先服务,scan扫描算法 6．若P、V操作的信号量S的初值为2，当前值为-1，则有_____个等待进程。 A、1 B、2 C、3 D、0 s>0如s=2,则表示有2个可用资源s<0,则表示有|n|在等待，s=-1则有一个在等待，s=0,则没有可用资源 7．一台计算机有8台磁带机，它们由N个进程竞争使用，每个进程可能需要3台磁带机。如果要求系统没有死锁危险，请问N可以取的最大值是______。 A、1 B、2 C、3 D、4 8+n>=3n判断死锁，则n<=4,取n=3 8．现有3个同时到达的作业J1、J2和J3，它们的执行时间分别为T1、T2和T3，且T1 操作系统期末考试（一） 一、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，只有一个是正确的，将其号码写在题干的括号中。每小题2分，共20分） 1、文件系统的主要组成部分是（） A、文件控制块及文件 B、I/O文件及块设备文件 C、系统文件及用户文件 D、文件及管理文件的软件 2、实现进程互斥可采用的方法（） A、中断 B、查询 C、开锁和关锁 D、按键处理 3、某页式管理系统中，地址寄存器的低9位表示页内地址，则页面大小为（） A、1024字节 B、512字节 C、1024K D、512K 4、串联文件适合于（）存取 … A、直接 B、顺序 C、索引 D、随机 5、进程的同步与互斥是由于程序的（）引起的 A、顺序执行 B、长短不同 C、信号量 D、并发执行 6、信号量的值（） A、总是为正 B、总是为负 C、总是为0 D、可以为负整数 7、多道程序的实质是（） A、程序的顺序执行 B、程序的并发执行 C、多个处理机同时执行 D、用户程序和系统程序交叉执行 8、虚拟存储器最基本的特征是（） A、从逻辑上扩充内存容量 B、提高内存利用率 C、驻留性 D、固定性 ; 9、飞机定票系统是一个（） A、实时系统 B、批处理系统 C、通用系统 D、分时系统 10、操作系统中，被调度和分派资源的基本单位，并可独立执行的实体是（） A、线程 B、程序 C、进程 D、指令 二、名词解释（每小题3分，共15分） 1.死锁: 2.原子操作: 3.临界区: 4.虚拟存储器: 5.文件系统: ' 三、判断改错题（判断正误，并改正错误，每小题2分，共20分） 1、通道是通过通道程序来对I/O设备进行控制的。 （） 2、请求页式管理系统中，既可以减少外零头，又可以减少内零头。 （） 3、操作系统中系统调用越多，系统功能就越强，用户使用越复杂。 （） 4、一个进程可以挂起自已，也可以激活自已。 （） 5、虚拟存储器的最大容量是由磁盘空间决定的。 （） 6、单级文件目录可以解决文件的重名问题。 （） 7、进程调度只有一种方式：剥夺方式。 （） 实验报告 （学生打印后提交） 实验名称：作业调度系统 实验时间： 2015 年 6 月 4 日 实验人员：________（姓名）_____（学号）______（年级） 实验目的： ?理解操作系统中调度的概念和调度算法。 ?学习Linux下进程控制以及进程之间通信的知识。 ?理解在操作系统中作业是如何被调度的，如何协调和控制各个作业对CPU的使用 实验环境： linux 实验步骤： 1. 1、调用vi编辑器修改job.h文件，为命名管道FIFO设置正确的路径，修改语句：#define FIFO "/home/student/SVRFIFO" 2. 修改scheduler.c文件，添加作业的打印信息，即修改函数do_stat，要求再输出作业名称、当 前优先级、默认优先级。 3. 在printf( “JID\tPID\tOWNER\tRUNTIME\tWAITTIME\tCREATTIME\t\tSTATE\n”);语句 中添加JOBNAME、CURPRI、DEFPRI。 4. 接下来的两个输出语句根据表头修改，注意printf语句的输出格式，输出的信息内容参照 jobinfo结构体。 ５、用gcc分别编译连接作业调度程序、三个命令程序。 ６、在一个控制台窗口中运行作业调度程序作为服务端。 ７、提交一个运行时间超过100毫秒的作业（要求提供源程序），并编译连接。 ８.再打开一个窗口登录服务器作为客户端，在其中运行作业控制命令（提交作业、删除作业、查看信息）， 在服务端观察调度情况，分析所提交作业的执行情况。 实验陈述： 1、基础知识： ?说明进程与程序的区别：程序是静态的指令集合，不占用系统的运行资源，可以长久保存在 磁盘。进程是进程实体（程序、数据和进程控制块构成）的运行过程，是系统进行资源分配和 调度的一个独立单位。进程执行程序，但进程与程序之间不是一一对应的。通过多次运行，同一 程序可以对应多个进程；通过调用关系，一个进程可以包含多个程序。 ?说明进程与作业的区别：作业是用户一个事务处理过程中要求计算机系统所做工作 的集合，作业可以包含几个进程。 ?说明作业调度与进程调度的区别：作业调度是按照一定的原则从外存的作业后备队 列中选择作业调入内存，并为其分配资源，创建相应的进程，然后进入就绪队列。进 程调度是按照某种策略或方法从就绪队列中选择进程，将处理机分配给它。 2、实验知识 ?本实验作业有几种状态READY：作业准备就绪可以运行。RUNNING：作业正在运行DONE： 作业已经运行结束，可以退出。有这三种状态，但只用到前两种。 ? 操作系统实验报告 1.实验目的及要求 ①了解什么是信号。 ②熟悉LINUX系统中进程之间软中断通信的基本原理。 2.实验环境 VMware Workstation 12 Player 3.实验内容 ①编写一段程序，使用系统调用fork( )创建两个子进程，再用系统调用signal( )让父进程捕捉键盘上来的中断信号（即按ctrl+c 键），当捕捉到中断信号后，父进程用系统调用kill( )向两个子进程发出信号，子进程捕捉到信号后，分别输出下列信息后终止：Child process 1 is killed by parent! Child process 2 is killed by parent! 父进程等待两个子进程终止后，输出以下信息后终止： Parent process is killed! ②程序实例 #include int wait_mark; void waiting(); void stop(); void main() { int p1,p2; signal(SIGINT,stop); //signal（）初始位置while((p1=fork())==-1); if(p1>0) { signal(SIGINT,stop); while((p2=fork())==-1); if(p2>0) { signal(SIGINT,stop); wait_mark=1; waiting(); kill(p1,10); kill(p2,12); wait(); wait(); printf("parent process is killed!\n"); exit(0); 计算机操作系统考试试题汇总 计算机操作系统试题 一填空： 1．操作系统为用户提供三种类型的使用接 口，它们是命令方式和系统调用和图形用户界面。 2．主存储器与外围设备之间的数据传送控制 方式有程序直接控制、中断驱动方式、DMA方式和通道控制方式。 3．在响应比最高者优先的作业调度算法中， 当各个作业等待时间相同时，运行时间短的作业将得到优先调度；当各个作业要求运 行的时间相同时，等待时间长的作业得到优先调度。 4．当一个进程独占处理器顺序执行时，具有 两个特性：封闭性和可再现性。 5．程序经编译或汇编以后形成目标程序，其指令的顺序都是以零作为参考地址，这些地 址称为逻辑地址。 6．文件的逻辑结构分流式文件和记录式文件二种。 7．进程由程度、数据和FCB组成。 8．对信号量S的操作只能通过原语操作进行，对应每一个信号量设置了一个等待队列。 9．操作系统是运行在计算机裸机系统上的最基本的系统软件。 10．虚拟设备是指采用SPOOLING技术，将某个独享设备改进为供多个用户使用的的共享设备。 11．文件系统中，用于文件的描述和控制并 与文件一一对应的是文件控制块。12．段式管理中，以段为单位，每段分配一 个连续区。由于各段长度不同，所以这些存储区的大小不一，而且同一进程的各段之 间不要求连续。 13．逻辑设备表（LUT）的主要功能是实现设备独立性。 14在采用请求分页式存储管理的系统中，地址变换过程可能会因为缺页和越界等原因而产生中断。 16. 段的共享是通过共享段表实现的。17．文件的物理结构分为顺序文件、索引文件和索引顺序文件。 18．所谓设备控制器，是一块能控制一台或多台外围设备与CPU并行工作的硬件。 19. UNIX的文件系统空闲空间的管理是采 用成组链接法。20分页管理储管理方式能使存储碎片尽 可能少，而且使内存利用率较高，管理开销 小。20.计算机操作系统是方便用户、管理 和控制计算机软硬件资源的系统软件。 21.操作系统目前有五大类型：批处理操 作系统、分时操作系统、实时操作 系统、网络操作系统和分布式操作 系统。 22.按文件的逻辑存储结构分，文件分为有结 构文件，又称为记录式文件和无结构文 件，又称流式文件。 23.主存储器与外围设备之间的信息传送操 作称为输入输出操作。 24、在设备管理中，为了克服独占设备速度 较慢、降低设备资源利用率的缺点，引入了 虚拟分配技术，即用共享设备模拟独占 设备。 25、常用的内存管理方法有分区管理、页 式管理、段式管理和段页式管理。 26、动态存储分配时，要靠硬件地址变换机 构实现重定位。 27、在存储管理中常用虚拟存储器方式来 摆脱主存容量的限制。 28、在请求页式管理中，当硬件变换机构 发现所需的页不在内存时，产生缺页中断 信号，中断处理程序作相应的处理。 29、置换算法是在内存中没有空闲页面时 被调用的，它的目的是选出一个被淘汰的页 面。如果内存中有足够的空闲页面存放所 调入的页，则不必使用置换算法。 30、在段页式存储管理系统中，面向用户的 地址空间是段式划分，面向物理实现的地 址空间是页式划分。 31、文件的存储器是分成大小相等的物理 块，并以它为单位交换信息。 32、虚拟设备是通过SPOOLing技术把独 占设备变成能为若干用户共享的设备。 33、缓冲区的设置可分为单缓冲、双缓 冲、多缓冲和缓冲池。 34、在多道程序环境中，用户程序的相对地 址与装入内存后的实际物理地址不同，把相 对地址转换为物理地址，这是操作系统的地 址重地位功能。 35. 在操作系统中，进程是一个资源分配 的基本单位，也是一个独立运行和调度 的基本单位。 36. 在信号量机制中，信号量S > 0时的值表 示可用资源数目；若S < 0，则表示等 待该资源的进程数，此时进程应阻塞。 37. 操作系统提供给编程人员的唯一接口是 系统调用。 38. 设备从资源分配角度可分为独占设备， 共享设备和虚拟设备。 39. 设备管理的主要任务是控制设备和CPU 之间进行I/O操作。 40. 常用的文件存取方法有顺序存取法， 随机存取法和按键存取法。 41. 在页面置换算法中最有效的一种称为 LRU算法。 42. 地址变换机构的基本任务是将虚地址空 间中的逻辑地址变换为内存中的物理地 址。 43．在 UNIX 系统中采用的页面置换算 法是页面缓冲算法。 44．现代操作系统的两个重要特征是 并发和共享。 45．为文件 file.c 的同组用户增加修 改权限的UNIX 命令为chmod g+w file.c。 46．显示目录 mydir 中文件的详细信 息的UNIX 命令为Ls –l mydir。 47. 操作系统的基本类型有批处理操作系 统，分时操作系统和实时操作系统 三种。 48．采用对换方式在将进程换出时，应首先 选择处于阻塞且优先权低的进程换出内存。 49. 能方便实现信息共享的存储管理办法有 段式和段页式。 50．选择距当前磁头最近，且方向一致 的磁盘调度算法循环扫描算法。 51．在页面置换算法中可实现的最有效的一 种称为LRU。 52．UNIX 系统向用户提供的用于创建新进程 的系统调用是fork()。 53．UNIX 系统中用于建立无名管道的系统调 用是pipe()。 54．在成组链结法中，将第一组的空 闲块号和该组的空闲块数目 记入到内存的工作栈中，作为当前 可供分配的空闲盘块号。 54．现代操作系统的两个重要特征是计算机操作系统第四版试题及答案
四川大学计算机操作系统第四实验报告
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计算机操作系统考试试题汇总
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