操作系统实验二
Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
暨南大学本科实验报告专用纸
一、实验目的
通过进程的创建、撤销和运行加深对进程概念和进程并发执行的理解，明确进
程与程序之间的区别。
二、实验环境及设备
（一）实验室名称：计算机实验室
（二）主要仪器设备：PC机、Linux操作系统环境
三、实验内容
（1）编写一段程序，使用系统调用fork()来创建两个子进程，并由父进程重
复显示字符某字符串和自己的标识数，而子进程则重复显示某字符串和自己的
标识数。
（2）编写一段程序，使用系统调用fork()来创建一个子进程。子进程通过系统调用exec()更换自己的执行代码，显示新的代码后，调用exit()结束。而父进程则调用waitpid()等待子进程结束，并在子进程结束后显示子进程的标识符，然后正常结束。
四、实验调试分析
1、实验函数说明
（1）fork（）创建新进程
要创建一个进程，最基本的系统调用是fork。系统调用fork用于派生一个进
程，
头文件：#include <>
函数定义：int fork( void );
返回值：子进程中返回0，父进程中返回子进程ID，出错返回-1
函数说明：一个现有进程可以调用fork函数创建一个新进程。由fork创建的新进程被称为子进程（child process）。fork函数被调用一次但返回两次。两次返回的唯一区别是子进程中返回0值而父进程中返回子进程ID。子进程是父进程的副本，它将获得父进程数据空间、堆、栈等资源的副本。注意，子进程持有的是上述存储空间的“副本”，这意味着父子进程间不共享这些存储空间，它们之间共享的存储空间只有代码段。
（2）exec函数族
头文件：#include <>
函数族：
int execl(const char *path, const char *arg, ...);
int execlp(const char *file, const char *arg, ...);
int execle(const char *path, const char *arg, const char *envp[]);
int execv(const char *path, const char *argv[]);
int execve(const char *path, const char *argv[], const char *envp[];
int execvp(const char *file, const char *argv[]);
参数说明：
execl的第一个参数是包括路径的可执行文件，后面是列表参数，列表的第一个为命令path，接着为参数列表，最后必须以NULL结束。
execlp的第一个参数可以使用相对路径或者绝对路径。
execle最后包括指向一个自定义环境变量列表的指针，此列表必须以NULL结束。execv，v表示path后面接收的是一个向量，即指向一个参数列表的指针，注意这个列表的最后一项必须为NULL。
execve，path后面接收一个参数列表向量，并可以指定一个环境变量列表向量execvp，第一个参数可以使用相对路径或者绝对路径，v表示后面接收一个参数列表向量。
exec被调用时会替换调用它的进程的代码段和数据段（但是文件描述符不变），直接返回到调用它的进程的父进程，如果出错，返回-1并设置errno。（3）exit（）终止进程函数
头文件：#include <>
exit()函数的作用是：直接使进程停止运行，清除其使用的内存空间，并清除其在内核中的各种数据结构。
（4)waitpid（）父进程等待子进程中等或结束后才执行
头文件：#include
定义函数： pid_t waitpid(pid_t pid,int * status,int options);
函数说明：waitpid()会暂时停止目前进程的执行,直到有信号来到或子进程结束。如果在调用 waitpid()时子进程已经结束,则 waitpid()会立即返回子进程结束状态值。子进程的结束状态值会由参数 status 返回，而子进程
的进程识别码也会一起返回。如果不在意结束状态值,则参数status可以设成NULL。参数pid为欲等待的子进程识别码,
其他数值意义如下:
pid<-1 等待进程组识别码为 pid 绝对值的任何子进程。
pid=-1 等待任何子进程,相当于 wait()。
pid=0 等待进程组识别码与目前进程相同的任何子进程。
pid>0 等待任何子进程识别码为 pid 的子进程。
参数options提供了一些额外的选项来控制waitpid，参数 option 可以为0 或可以用"|"运算符把它们连接起来使用。
2、实验调试
（1）实验一调试
刚开始在写两个fork()程序时，是将两个fork()函数写在一起，如果是这样的话，第二次调用fork()语句时就可能不满足实验的要求了，因为父子进程的执行顺序是任意的，在第二次调用fork()函数时，可能是第一次调用产生的子进程在调用这个fork()函数，就会返回0值，不符合实验要求创建两个子进程的条件，因此应在确定当前进程时父进程时才调用fork()语句创建第二个子进程。
（2）实验二调试
创建子进程后，调用execl()将参数中指定的新进程代替原有的进程，若能够成功替换该进程就不会执行该函数后面的exit(0)，转向执行新进程，待所有的子进程执行完毕后，就会转向执行waitpid()函数，再返回子进程的识别
码，并输出；若没有替换成功就会执行execl()后面的语句exit(0)，终止当前的子进程，再转向执行waitpid()语句。
备注：实验调试过程中未能将调试结果截图是本次实验的一大败笔。下次会注意的。
五、实验结果
六、实验源程序
/*实验二程序*/
#include<>
#include<>
#include<>
int main()
{
pid_t pid1,pid2;
/*先创建一个子进程*/
pid1=fork();
if(pid1<0){
/*pid1没创建子进程成功*/
printf("fail to fork.\n");
exit(1);
}else if(pid1 == 0){
printf("child,pid is : %u\n",getpid());
}else
{
printf("parent,pid is :%u\n",getpid());
/*若是父进程，则再新创建其子进程*/
pid2=fork();
if(pid2<0){
printf("fail to fork.\n");
exit(1);
}else if(pid2 == 0){
printf("child,pid is : %u\n",getpid());
}else
{
printf("parent,pid is :%u\n",getpid());
}
}
return 0;
}
/*实验二程序*/
#include<>
#include
#include<>
#include<>
int main(){
pid_t pid;
int result;
/*创建子进程*/
pid = fork();
if(pid <0)
printf("fork error");
else if (pid == 0)
{
/*若是子进程*/
printf("new program.\n");
/*替换当前的进程*/
execl("/root/","",0);
/*若没有替换成功，终止该子进程*/
exit(0);
}
else{
/*若子进程全部执行结束，*/
/*则返回子进程的进程标识码*/
int e=waitpid(pid,&result,0);
printf("Child process PID:%d.\n",e);
exit(0);
}
}
七、实验心得
通过做这次实验，了解了子进程和父进程的调用顺序，以及调用的结果，而且通过调用fork（）可以知道存在三种情况下，子进程发生调用的变化
操作系统 实验报告 哈尔滨工程大学 计算机科学与技术学院
第六讲磁盘调度算法 一、实验概述 1. 实验名称 磁盘调度算法 2. 实验目的 （1）通过学习EOS 实现磁盘调度算法的机制，掌握磁盘调度算法执行的条件和时机； （2）观察 EOS 实现的FCFS、SSTF和 SCAN磁盘调度算法，了解常用的磁盘调度算法； （3）编写 CSCAN和 N-Step-SCAN磁盘调度算法，加深对各种扫描算法的理解。 3. 实验类型 验证性+设计性实验 4. 实验内容 （1）验证先来先服务（FCFS）磁盘调度算法； （2）验证最短寻道时间优先（SSTF）磁盘调度算法； （3）验证SSTF算法造成的线程“饥饿”现象； （4）验证扫描（SCAN）磁盘调度算法； （5）改写SCAN算法。 二、实验环境 在OS Lab实验环境的基础上，利用EOS操作系统，由汇编语言及C语言编写代码，对需要的项目进行生成、调试、查看和修改，并通过EOS应用程序使内核从源代码变为可以在虚拟机上使用。 三、实验过程 1. 设计思路和流程图 （1）改写SCAN算法 在已有 SCAN 算法源代码的基础上进行改写，要求不再使用双重循环，而是只遍历一次请求队列中的请求，就可以选中下一个要处理的请求。算法流程图如下图所示。 图 3.1.1 SCAN算法IopDiskSchedule函数流程图（2）编写循环扫描（CSCAN）磁盘调度算法 在已经完成的SCAN算法源代码的基础上进行改写，不再使用全局变量ScanInside 确定磁头移动的方向，而是规定磁头只能从外向内移动。当磁头移动到最内的被访问磁道时，磁头立即移动到最外的被访问磁道，即将最大磁道号紧接着最小磁道号构成循环，进行扫描。算法流程图如下图所示。
操作系统实验报告 ' 学号： 姓名： 指导老师： 完成日期： ~
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实验一 UNIX/LINUX入门 一、实验目的 了解 UNIX/LINUX 运行环境，熟悉UNIX/LINUX 的常用基本命令，熟悉和掌握UNIX/LINUX 下c 语言程序的编写、编译、调试和运行方法。 二、实验内容 熟悉 UNIX/LINUX 的常用基本命令如ls、who、pwd、ps 等。 练习 UNIX/LINUX的文本行编辑器vi 的使用方法 熟悉 UNIX/LINUX 下c 语言编译器cc/gcc 的使用方法。用vi 编写一个简单的显示“Hello,World!”c 语言程序，用gcc 编译并观察编译后的结果，然后运行它。 三、实验要求 按照要求编写程序，放在相应的目录中，编译成功后执行，并按照要求分析执行结果，并写出实验报告。 四、实验程序 #include <> #include <> int main() { printf ("Hello World!\n"); return 0; } 五、实验感想 通过第一次室验，我了解 UNIX/LINUX 运行环境，熟悉了UNIX/LINUX 的常用基本命令，熟悉和掌握了UNIX/LINUX 下c 语言程序的编写、编译、调试和运行方法。
实验二进程管理 一、实验目的 加深对进程概念的理解，明确进程与程序的区别；进一步认识并发执行的实质。 二、实验内容 （1）进程创建 编写一段程序，使用系统调用fork()创建两个子进程。当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示“a“；子进程分别显示字符”b“和字符“c”。试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。 （2）进程控制 修改已编写的程序，将每一个进程输出一个字符改为每一个进程输出一句话，再观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析原因。 （3）进程的管道通信 编写程序实现进程的管道通信。使用系统调用pipe()建立一个管道，二个子进程P1 和P2 分别向管道各写一句话： Child 1 is sending a message! Child 2 is sending a message! 父进程从管道中读出二个来自子进程的信息并显示（要求先接收P1，再接收P2）。 三、实验要求 按照要求编写程序，放在相应的目录中，编译成功后执行，并按照要求分析执行结果，并写出实验报告。 四、实验设计 1、功能设计 （1）进程创建 使用fork（）创建两个子进程，父进程等待两个子进程执行完再运行。 （2）进程控制 使用fork（）创建两个子进程，父进程等待两个子进程分别输出一句话再运行。 （3）进程的管道通信 先创建子进程1，向管道写入一句话，子进程1结束后创建子进程2，向管道写入一句话，最后父进程从管道中读出。 2、数据结构 子进程和管道。 3、程序框图
#include "stdio.h" #include
实验报告撰写要求实验报告要求具有以下内容： 一、实验目的 二、实验内容 三、实验要求 四、算法流程图 五、给出测试数据及运行结果 六、实验体会或对改进实验的建议
实验1 进程调度（2学时） 一、实验目的 通过实验加强对进程调度算法的理解和掌握。 二、实验内容 编写程序实现基于优先级的时间片轮转调度算法。 三、实验要求 1、假定系统有5个进程，每个进程用一个进程控制块PCB来代表，进程控制块的结构如下图1.1所示： 图1.1 其中： 进程名：作为进程的标识，假设五个进程的进程名分别为p1，p2，p3，
p4，p5。 指针：进程按顺序排成循环链表，用指针指出下一个进程的进程控制块首地址，最后一个进程中的指针指出第一个进程的进程控制块首地址。 要求运行时间：假设进程需要运行的单位时间数。 已运行时间：假设进程已经运行的单位时间数，初值为0。 状态：可假设有两种状态，就绪状态和结束状态。进程的初始状态都为就绪状态。 2、每次运行所设计的处理器调度程序调度进程之前，为每个进程随机确定它的要求运行时间。 3、此程序是模拟处理器调度，因此，被选中的进程并不实际启动运行，而是执行 已运行时间+1 来模拟进程的一次运行，表示进程已经运行过一个单位时间。 4、在所设计的程序中应有显示语句，能显示每次被选中的进程名以及运行一次后进程队列的变化。
实验2 银行家算法（2学时） 一、实验目的 理解银行家算法，掌握进程安全性检查的方法及资源分配的方法。 二、实验内容 编写程序实现银行家算法，并验证程序的正确性。 三、实验要求 编制模拟银行家算法的程序，并以下面给出的例子验证所编写的程序的正确性。 例子：某系统有A、B、C、D 4类资源共5个进程（P0、P1、P2、P3、P4）共享，各进程对资源的需求和分配情况如下表所示。 现在系统中A、B、C、D 4类资源分别还剩1、5、2、0个，请按
实验报告 实验1 Linux基本环境 1、实验目的 （1）熟悉Linux下的基本操作，学会使用各种Shell命令去操作Linux，对Linux 有一个感性认识。 （2）学会使用vi编辑器编简单的C语言程序，并能对其编译和调试。 2、实验内容 （1）以root用户身份登陆，并使用“ls”,“cat”“cd”等命令来实现基本的文件操作并观察Linux文件系统的特点； （2）使用vi编辑器编写一C程序，并用gcc命令进行编译和链接，并用a.out 来进行输出结果。 3、实验结果 （1） a.输入“ls”后，vi编辑器显示主文件夹下的所有文件及目录名。使用dir 查看当前目录内容。 b.输入“cat”后，会显示文件：cat 文件名建立文件：cat >文件名， ctrl+d结束输入。 c.输入“cd”，改变当前目录，cd ..回到上层目录，cd /回到根目录。（2） a.在命令行键入vi filename.c 然后回车。 b.按一下键盘上的I键（insert），进入编辑模式。(a与i是相同的用法) c.当文件编辑完后，按Esc 键；输入:wq) ,保存退出。 d.对刚才编写的程序进行编译。编译的命令是：gcc filenam e.c e.最后运行程序，命令式：./a.out 4、实验总结 通过做本次实验，我熟悉了Linux环境下的基本操作，学会使用各种命令去操作Linux，也学会使用vi编辑器编辑简单的程序，并能对其编译
和调试。了解并掌握了对vi编辑器的一些基本使用方法等。可能由于初次接触Linux环境，所以刚开始编程时出现了许多错误，但我及时找同学或老师来帮忙，解决我的问题，这些错误能够让我更清楚地了解自己对哪些知识掌握的不够透彻，让自己对知识掌握的更牢固。 实验2 进程管理 1、实验目的 （1）加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。 （2）进一步认识并发执行的实质。 （3）分析进程竞争资源现象，学习解决进程互斥的方法。 （4）了解Linux系统中进程通信的基本原理。 2、实验内容 （1）进程的创建 编写一段源程序，使系统调用fork()创建两个子进程，当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕 上显示一个字符：父进程显示字符“a”;子进程分别显示字符“b”和 字符“c”。试观察纪录屏幕上的显示结果，并分析原因。 （2）进程的控制 修改已编写的程序，将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话，在观察程序执行时屏幕出现的现象，并分析原因。 如果在程序中使用调用lockf()来给每一个子进程加锁，可以实现进程 之间的互斥,观察并分析出现的现象。 （3）①编写一段程序，使其现实进程的软中断通信。 要求：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DEL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 Processll is Killed by Parent!
中央广播电视大学计算机科学与技术专业操作系统（本科） 实验报告 院系：_______________ 班级：________ 学生姓名：_____________ 学号：______ 指导教师：________ 完成日期2015年月日
一、实验题目： Linux应用及shell编程 二、实验目的和要求： 目的 1．掌握Linux一般命令格式和常用命令。 2．学会使用vi编辑器建立、编辑文本文件。 3．了解shell的作用和主要分类。 4．学会bash脚本的建立和执行方式。 5．理解bash的基本语法。 6．学会编写简单的shell脚本。 要求 1．登录进入系统，修改个人密码。 2．使用简单命令：date，cal，who，echo，clear等，了解Linux命令格式。 3．进入vi。建立一个文件，如。进入插入方式，输入一个C语言程序的各行内容，故意制造几处错误。最后，将该文件存盘。回到shell状态下。 4．运行，编译该文件，会发现错误提示。理解其含义。 5．利用vi建立一个脚本文件，其中包括date，cal，pwd，ls等常用命令。然后以不同方式执行该脚本。 6．对主教材第2章中的适当例题进行编辑，然后执行。从而体会通配符、引号、输入输出重定向符、成组命令的作用；能正确使用自定义变量、位置参数、环境变量、输入/输出命令；能利用if语句、while语句、for语句和函数编写简单的脚本。 三、实验内容： 1．正确地登录和退出系统。 2．熟悉使用ls,cp,cat,等常用命令。 3．进入和退出vi。利用文本插入方式建立一个文件。
5．建立简单shell脚本并执行它。 四、实验技术和方法： Linux中各种脚本语言 五、实验环境： 虚拟机，ubuntuserver版，shell 六、实验步骤和结果： 1．正确地登录和退出系统。 使用exit命令退出系统 2．熟悉使用cat,cd,cp,ls,mor,rm,vi,who等常用命令。 2．使用vi编写 按：wq存储，并退出 5．建立shell脚本并执行它。 使用VI创建ex1文件,内容含三条命令date/pwd/cd.. 七、实验结果分析： 无 实训3 一、实验题目： 进程管理 二、实验目的和要求： 目的 1．加深对进程概念的理解，明确它与程序的区别，突出理解其动态性特征。
实验8 缺页统计 实验目的 学习虚拟内存的基本原理和Linux虚拟内存管理技术；深入理解、掌握Linux的按需调页过程。 复习巩固Linux内核模块和虚拟文件系统的知识和运用能力。 实验原理 由于每发生一次缺页都要进入缺页中断服务函数do_page_fault一次，所以可以认为执行该函数的次数就是系统发生缺页的次数。通过定义一个全局变量pfcount作为计数变量，每次执行do_page_fault时，该变量值加1，从而得到一段时间内的缺页次数。 至于经历的时间则可以利用系统原有的变量jiffies。这是一个系统的计时器，在内核加载完以后开始计时，以10ms（缺省）为计时单位。 借助内核模块技术通过/proc虚拟文件系统来读出上述两个变量的值。在/proc文件系统下建立目录pf以及在该目录下的只读文件pfcount和jiffies。 实验内容 完成《边干边学》第7.3.1节的“系统缺页次数”实验。 1.修改现有的内核代码，在系统中添加一个全局变量pfcount。配置、编译、安装新 的内核，并重新启动，使用新的内核。 2.编辑、编译、安装新的内核模块pf，在/proc虚拟文件系统中创建目录pf以及只 读文件pfcount和jiffies。 3.编写用户程序，引发足够的缺页中断；观察一定时间内的缺页状况。 4.选做：学习《边干边学》第7章，阅读相关的内核源代码，分析Linux系统中缺页 的处理过程。 实验步骤 一、修改现有内核代码，添加缺页计数器pfcount 1．以root帐号登录，解包内核源码，并转入内核源码目录 cd /usr/src tar zxvf linux-2.4.18.tar.gz cd linux 2．修改include/linux/mm.h文件 添加变量pfcount的声明 即添加extern unsigned long volatile pfcount;一行
武汉工程大学计算机科学与工程学院 《操作系统》实验报告 专业班级13计工01班实验地点计工403机房学生学号1305120610 指导教师张立 学生姓名李敏实验时间2014-10-19 /2014- 10-26 实验项目实验二、创建线程及线程通信 实验类别操作性（）验证性（）设计性（√）综合性（）其它实 验 目的及要求（1）熟悉Windows中的线程及进程的创建 （2）掌握利用Windows中的同步机制实现线程同步及通信。 成绩评定表 类别评分标准分值得分合计 上机表现积极出勤、遵守纪律 主动完成实验设计任务 30分 实验报告及时递交、填写规范 内容完整、体现收获 70分 说明： 评阅教师：张立 日期： 2015 年 11 月 1 日
实验内容 一、实验内容 要求：创建线程，利用互斥实现线程共享变量通信。 示例程序：Thread.exe 简要说明： 1、点“创建线程”按钮，创建两个线程，一个线程不断对一个变量加1， 结果显示在第一个文本框中。另一个线程不断对另一个变量减1，结果显示在第二个文本框中。这两个线程之间没有交互，仅用于演示线程的创建。 2、演示线程互斥，点“线程互斥”按钮，创建两个线程，一个线程不断循 环，每次循环对共享变量x做100次加1操作（这100次加1操作作为一个临界区CSa），另一个线程不断循环，每次循环对共享变量x做100次减1操作（这100次减1操作作为一个临界区CSb），结果显示在第三个文本框中。可以看到结果是从0到100，然后又从100回到0。可见CSa 和CSb两个临界区是互斥的。 3、除了没有互斥，其它同2，结果显示在第四个文本框中。可见CSa和CSb 两个临界区的执行是有交叉的，CSa的执行可能被CSb打断，CSb的执行也可能被CSa打断 二、源代码 UINT ThreadA(LPVOID pParam) { CThreadDlg * pParent=(CThreadDlg *)pParam; pParent->DoThreadA(); return 0; } UINT ThreadB(LPVOID pParam) { CThreadDlg * pParent=(CThreadDlg *)pParam; pParent->DoThreadB(); return 0; } UINT ThreadC(LPVOID pParam) { CThreadDlg * pParent=(CThreadDlg *)pParam; pParent->DoThreadC(); return 0; } UINT ThreadD(LPVOID pParam) { CThreadDlg * pParent=(CThreadDlg *)pParam; pParent->DoThreadD(); return 0;
操作系统第二次实验报告 物联网1301 齐亨13516110 一、实验简介 本实验要求建造一个没有虚拟功能的内存管理系统。任务如下： ? 设计一个内存管理器，支持至少两种分配策略, 如first-fit, next-fit, best-fit, worst-fit 等。 ? 对不同分配策略的性能进行评估。 二、实验过程 1、first fit(首次适应) 首次适应策略的思路是，分配时在空闲块列表中搜索，找到第一个能够满足请求的块即停止搜索，然后把搜索到的块分割，一部分返回给请求者，另一部分仍然作为空闲块留在空闲列表的原来位置。首次适应策略的问题在于，链表头部区域的块倾向于被首先分割，经过一段时间后，空闲链表头部可能堆积大量小的空闲块，这会导致搜索时间的增加，因为当请求一个头部区域的小块无法满足的块时，需要顺次检查这些小块。 代码如下： #include } if(count 操作系统实验报告 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289- 实验二进程调度1．目的和要求 通过这次实验，理解进程调度的过程，进一步掌握进程状态的转变、进程调度的策略，进一步体会多道程序并发执行的特点，并分析具体的调度算法的特点，掌握对系统性能的评价方法。 2．实验内容 阅读教材《计算机操作系统》第二章和第三章，掌握进程管理及调度相关概念和原理。 编写程序模拟实现进程的轮转法调度过程，模拟程序只对PCB进行相应的调度模拟操作，不需要实际程序。假设初始状态为：有n个进程处于就绪状态，有m个进程处于阻塞状态。采用轮转法进程调度算法进行调度(调度过程中，假设处于执行状态的进程不会阻塞)，且每过t个时间片系统释放资源，唤醒处于阻塞队列队首的进程。 程序要求如下： 1）输出系统中进程的调度次序； 2）计算CPU利用率。 3．实验环境 Windows操作系统、VC++6.0 C语言 4设计思想： （1）程序中进程可用PCB表示，其类型描述如下： structPCB_type { intpid;//进程名 intstate;//进程状态 2——表示“执行”状态 1——表示“就绪”状态 0——表示“阻塞”状态 intcpu_time;//运行需要的CPU时间（需运行的时间片个数） } 用PCB来模拟进程； （2）设置两个队列，将处于“就绪”状态的进程PCB挂在队列ready中；将处于“阻塞”状态的进程PCB挂在队列blocked中。队列类型描述如下： structQueueNode{ structPCB_typePCB; StructQueueNode*next; } 并设全程量： structQueueNode*ready_head=NULL,//ready队列队首指针 *ready_tail=NULL,//ready队列队尾指 针 1 填空题 1．设单CPU环境下，有三道作业，它们的提交时间及运行时间如下表： 若采用短作业优先调度策略，作业单道串行运行时的调度次序为 J1,J3,J2 ，平均周转时间= 8 。 2．进程间通信的类型有：基于内存通信、基于文件通信、基于网络通信 和基于报文传递通信。 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，等待时间长得到优先调度。 4.有三个同时到达的作业J1，J2和J3，它们的执行时间分别是T1，T2和T3，且T1 C、多个进程竞争，资源出现了循环等待 D、多个进程竞争共享型设备 3．（ C ）不是分时系统的基本特征： A、同时性 B、独立性 C、实时性 D、交互性 4．进程所请求的一次打印输出结束后，将使进程状态从（B D） A、运行态变为就绪态 B、运行态变为等待态 C、就绪态变为运行态 D、等待态变为就绪态 5．一作业进入内存后，则所属该作业的进程初始时处于（ B C）状态。 A、运行 B、等待 C、就绪 D、收容 6．运行时间最短的作业被优先调度，这种企业调度算法是（C ） A．优先级调度 B．响应比高者优先C．短作业优先D．先来先服务 7．产生死锁的主要原因是进程运行推进的顺序不合适（C ） A．系统资源不足和系统中的进程太多B．资源的独占性和系统中的进程太多 C．进程调度不当和资源的独占性D．资源分配不当和系统资源不足 8. B 是指从作业进入系统到作业完成所经过的时间间隔； D 是从作业进入后备队列起，到被调度程序选中时的时间间隔。 A：响应时间；B：周转时间；C：运行时间； D：等待时间；F：触发时间。 9．CPU的调度分为高级、中级和低级三种，其中低级调度是指 C 调度。 A：作业B：交换C：进程 10. 批处理系统的主要缺点是（ B ）。 的利用率不高 B.失去了交互性 C.不具备并行性 D.以上都不是 11. 引入多道程序的目的在于（ B A）。 A.充分利用CPU，减少CPU等待时间 B.提高实时响应速度 C 有利于代码共享，减少主、辅存信息交换量充分利用存储器 12. 在分时系统中，时间片一定，（B ），响应时间越长。 A.内存越多 B.用户数越多 C.后备队列 D.用户数越少 13. 我们如果为每一个作业只建立一个进程，则为了照顾短作业用户，应采用 SJF B ；为照顾紧急作 操作系统实验实验二进程管理 学号 1215108019 姓名克帆 学院信息学院 班级 12电子2 实验目的 1、理解进程的概念，明确进程和程序的区别。 2、理解并发执行的实质。 3、掌握进程的创建、睡眠、撤销等进程控制方法。 实验容与要求 基本要求：用C语言编写程序，模拟实现创建新的进程；查看运行进程；换出某个进程；杀死进程等功能。 实验报告容 1、进程、进程控制块等的基本原理。 进程是现代操作系统中的一个最基本也是最重要的概念，掌握这个概念对于理解操作系统实质，分析、设计操作系统都有其非常重要的意义。为了强调进程的并发性和动态性，可以给进程作如下定义：进程是可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。 进程又就绪、执行、阻塞三种基本状态，三者的变迁图如下： 由于多个程序并发执行，各程序需要轮流使用CPU，当某程序不在CPU上运行时，必须保留其被中断的程序的现场，包括：断点地址、程序状态字、通用寄存器的容、堆栈容、程序当前状态、程序的大小、运行时间等信息，以便程序再次获得CPU时，能够正确执行。为了保存这些容，需要建立—个专用数据结构，我们称这个数据结构为进程控制块PCB （Process Control Block）。 进程控制块是进程存在的惟一标志，它跟踪程序执行的情况，表明了进程在当前时刻的状态以及与其它进程和资源的关系。当创建一个进程时，实际上就是为其建立一个进程控制块。 在通常的操作系统中，PCB应包含如下一些信息： ①进程标识信息。为了标识系统中的各个进程，每个进程必须有惟一的标识名或标 识数。 ②位置信息。指出进程的程序和数据部分在存或外存中的物理位置。 ③状态信息。指出进程当前所处的状态，作为进程调度、分配CPU的依据。 ④进程的优先级。一般根据进程的轻重缓急其它信息。 这里给出的只是一般操作系统中PCB所应具有的容，不同操作系统的PCB结构是不同的，我们将在2.8节介绍Linux系统的PCB结构。 实验三、进程通讯 ——管道及共享内存姓名：徐洪班级：10电信实验班学号：Q10600109 实验用学号：e06620111 一、实验目的 (1)加深对管道概念的理解。 (2)掌握利用管道进行进程通信的程序设计。 (3)Linux系统的共享内存机制允许在任意进程间大批量地交换数据。本实验的目的是了解和熟悉Linux支持的共享存储区机制。 二、实验预备内容 认真阅读实验材料中管道通信及共享内存部分，加深对管道通信及共享内存机制的理解。 三、实验内容 任务一、 （1）阅读以上父子进程利用管道进行通信的例子（例1），写出程序的运行结果并分析。 （2）编写程序：父进程利用管道将一字符串交给子进程处理。子进程读字符串，将里面的字符反向后再交给父进程，父进程最后读取并打印反向的字符串。 任务二、 （1）阅读例2的程序，运行一次该程序，然后用ipcs命令查看系统中共享存储区的情况，再次执行该程序，再用ipcs命令查看系统中共享内存的情况，对两次的结果进行比较，并分析原因。最后用ipcrm命令删除自己建立的共享存储区。（有关ipcs和ipcrm介绍见后面一页）（2）每个同学登陆两个窗口，先在一个窗口中运行例3程序1（或者只登陆一个窗口，先在该窗口中以后台方式运行程序1），然后在另一个窗口中运行例3程序2，观察程序的运行结果并分析。运行结束后可以用ctrl+c结束程序1的运行。 四、实验结果 运行例1 反向输出 main() { int x,fd[2],n,i,fs[2]; char buf[30],s[30],m[30],b[30]; pipe(fd); pipe(fs); while ((x=fork())==-1); if (x==0) { close(fd[0]); close(fs[1]); printf("Parent Process!\n"); strcpy(buf,"This is an example\n"); write(fd[1],buf,30); read(fs[0],m,30); printf("Parent Process1!\n"); printf("%s\n",m); } else{ close(fd[1]); close(fs[0]); printf("Child Process!\n"); read(fd[0],s,30); n=strlen(s)-1; for( i=0;i 操作系统原理试验报告 班级： 学号： 姓名： 实验一：CPU调度 一、实验内容 选择一个调度算法，实现处理机调度。 二、实验目的 多道系统中，当就绪进程数大于处理机数时，须按照某种策略决定哪些进程优先占用处理机。本实验模拟实现处理机调度，以加深了解处理机调度的工作。 三、实验题目 1、设计一个按优先权调度算法实现处理机调度的程序； 2、设计按时间片轮转实现处理机调度的程序。 四、实验要求 PCB内容： 进程名/PID； 要求运行时间（单位时间）； 优先权； 状态： PCB指针； 1、可随机输入若干进程，并按优先权排序； 2、从就绪队首选进程运行：优先权-1/要求运行时间-1 要求运行时间=0时，撤销该进程 3、重新排序，进行下轮调度 4、最好采用图形界面； 5、可随时增加进程； 6、规定道数，设置后备队列和挂起状态。若内存中进程少于规定道数，可自动从后备 队列调度一作业进入。被挂起进程入挂起队列，设置解挂功能用于将指定挂起进程解挂入就绪队列。 7、每次调度后，显示各进程状态。 实验二：内存管理 一、实验内容 主存储器空间的分配和回收 二、实验目的 帮助了解在不同的存储管理方式下，应怎样实现主存空间的分配和回收。 三、实验题目 在可变分区管理方式下，采用最先适应算法实现主存空间的分配和回收。 四、实验要求 1、自行假设主存空间大小，预设操作系统所占大小并构造未分分区表； 表目内容：起址、长度、状态（未分/空表目） 2、结合实验一，PCB增加为： {PID，要求运行时间，优先权，状态，所需主存大小，主存起始位置，PCB指针} 3、采用最先适应算法分配主存空间； 4、进程完成后，回收主存，并与相邻空闲分区合并 .1、Vo类说明（数据存储结构） 进程控制块PCB的结构： Public class PCB{ //进程控制块PCB，代表一个进程 //进程名，作为进程的标识； private String name; //要求运行时间，假设进程运行的单位时间数； private int time; //赋予进程的优先权，调度时总是选取优先数小的进程先执行； private int priority; //状态，假设有“就绪”状态（ready）、“运行”状态（running）、 //“后备”状态（waiting）、“挂起”状态(handup) private String state; //进程存放在table中的位置 private int start; //进程的大小 private int length; //进程是否进入内存，1为进入，0为未进入 private int isIn; //进程在内存中的起始位置 private int base; //进程的大小 private int limit; //一些get和set方法以及构造器省略… }; 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 学生姓名 《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：张佳慧学号 :12122544 实验日期： 2015.1 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。每个进程由一个进程控制块（PCB）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，理由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（相当于优先数法的优先数记录项位置）。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 实验4：进程的管道通信 一、题目：进程的管道通信 二、目的： ●加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别； ●学习进程创建的过程，进一步认识并发执行的实质； ●分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法； ●学习解决进程同步的方法； ●掌握Linux系统进程间通过管道通信的具体实现方法。 三、实验内容 ?使用系统调用pipe()建立一条管道线，两个子进程分别向管道写一句话（写 的内容自己定，但要有该进程的一些信息）； ?父进程从管道中读出来自两个子进程的消息，显示在屏幕上； ?要求：父进程首先接收子进程p1发来的消息，然后再接收子进程p2发来的 消息。 四、实验要求 1、这是一个设计型实验，要求自行、独立编制程序； 2、两个子进程要并发执行； 3、实现管道的互斥使用。当一个子进程正在对管道进行写操作时，另一个欲写入管道的子进程必须等待。使用系统调用lockf(fd[1],1,0)实现对管道的加锁操作，用lockf(fd[1],0,0)解除对管道的锁定； 4、实现父子进程的同步，当父进程试图从一空管道中读取数据时，便进入等待状态，直到子进程将数据写入管道返回后，才将其唤醒。 五、程序流程图 图5.1 父进程流程图 图5.2子进程P1流程图图5.3子进程P2流程图 六、源程序 #include 《操作系统原理》实验报告 实验项目名称:模拟使用银行家算法判断系统的状态 一、实验目的 银行家算法是操作系统中避免死锁的算法，本实验通过对银行家算法的模拟，加强对操作系统中死锁的认识，以及如何寻找到一个安全序列解除死锁。 二、实验环境 1、硬件：笔记本。 2、软件：Windows 7 , Eclipse。 三、实验内容 1.把输入资源初始化，形成资源分配表； 2.设计银行家算法，输入一个进程的资源请求，按银行家算法步骤进行检查； 3.设计安全性算法，检查某时刻系统是否安全； 4.设计显示函数，显示资源分配表，安全分配序列。 四、数据处理与实验结果 1.资源分配表由进程数组，Max，Allocation，Need，Available 5个数组组成； 实验采用数据为下表： 2.系统总体结构，即菜单选项，如下图 实验的流程图。如下图 3.实验过程及结果如下图所示 1.首先输入进程数和资源类型及各进程的最大需求量 2.输入各进程的占有量及目前系统的可用资源数量 3.初始化后，系统资源的需求和分配表 4.判断线程是否安全 5.对线程进行死锁判断 五、实验过程分析 在实验过程中，遇到了不少问题，比如算法无法回滚操作，程序一旦执行，必须直接运行到单个任务结束为止，即使产生了错误，也必须等到该项任务结束才可以去选择别的操作。但总之，实验还是完满的完成了。 六、实验总结 通过实验使我对以前所学过的基础知识加以巩固，也对操作系统中抽象理论知识加以理解，例如使用Java语言来实现银行家算法，在这个过程中更进一步了解了银行家算法，通过清晰字符界面能进行操作。不过不足之处就是界面略显简洁，对于一个没有操作过计算机的人来说，用起来可能还是有些难懂。所以，以后会对界面以及功能进行完善，做到人人都可以看懂的算法。 SHANGHAI UNIVERSITY <操作系统>实验报告 学院计算机工程与科学学院学号10122050 姓名王杰 指导老师张建 日期2014.03.07 实验六FAT文件系统实验 一、实验目的： 1、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。 2、进一步理解操作系统文件管理的基本思想。 二、实验内容： 1．.进入DEBUG环境，装入FAT文件系统结构。 执行命令：L 0 0 0 21 2．观察1.44M软盘中FAT12文件系统结构。 执行命令：D 0000 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1.44M。 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1.44M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1.44M的软盘根目录最多可以容纳多少文件？ 答：1.44MB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（512字节）最多只能装入512/32=16个文件。因此，1.44MB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BAK.txt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office.txt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1.44M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BAK.txt，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操作系统实验报告
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