操作系统原理实验报告05

实验名称：计算机操作系统原理实训实验日期：2023年4月10日实验地点：计算机实验室一、实验目的1. 理解操作系统基本原理，掌握操作系统的基本功能和模块。

2. 熟悉操作系统的实验环境，能够进行基本的实验操作。

3. 通过实验加深对操作系统原理的理解，提高动手能力。

二、实验内容1. 操作系统概述2. 进程管理3. 内存管理4. 文件系统5. I/O系统三、实验步骤1. 操作系统概述（1）了解操作系统的定义、功能和模块。

（2）掌握操作系统的基本类型，如批处理系统、分时系统和实时系统。

2. 进程管理（1）理解进程的概念、状态和生命周期。

（2）掌握进程调度算法，如先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）和轮转（RR）。

（3）编写一个简单的进程调度程序，实现不同调度算法。

3. 内存管理（1）了解内存管理的目的和方法，如分页、分段和段页式。

（2）掌握内存分配算法，如首次适配（First Fit）、最佳适配（Best Fit）和最坏适配（Worst Fit）。

（3）编写一个简单的内存分配程序，实现不同分配算法。

4. 文件系统（1）了解文件系统的概念、功能和层次结构。

（2）掌握文件系统的主要操作，如创建、删除、打开、关闭和读写。

（3）编写一个简单的文件系统程序，实现文件的基本操作。

5. I/O系统（1）了解I/O系统的概念、功能和层次结构。

（2）掌握I/O设备管理，如中断、DMA和通道。

（3）编写一个简单的I/O系统程序，实现设备的基本操作。

四、实验结果与分析1. 操作系统概述通过实验，我们了解了操作系统的定义、功能和模块，掌握了操作系统的基本类型。

实验结果表明，操作系统是计算机系统中不可或缺的部分，它负责管理和协调计算机硬件资源，为用户提供良好的使用环境。

2. 进程管理通过实验，我们掌握了进程的概念、状态和生命周期，熟悉了进程调度算法。

实验结果表明，进程管理是操作系统中的重要组成部分，它能够有效地提高计算机系统的资源利用率。

操作系统原理实验报告操作系统原理实验报告一、引言操作系统是计算机系统中的核心软件，它负责管理和协调计算机硬件资源，提供用户与计算机硬件之间的接口，使得用户可以方便地使用计算机。

在本次实验中，我们通过实际操作和观察，深入理解了操作系统的原理和工作机制。

二、实验目的本次实验的主要目的是通过模拟操作系统的运行过程，加深对操作系统原理的理解。

具体目标包括：1. 掌握操作系统的启动过程和内存管理机制；2. 理解进程调度算法的原理和实现；3. 学习文件系统的组织和管理方式；4. 了解操作系统与硬件之间的交互方式。

三、实验过程1. 启动过程在计算机启动时，操作系统首先加载到内存中，并开始执行。

我们通过模拟实验，深入了解了操作系统的启动过程。

我们观察到操作系统通过读取硬盘中的引导扇区来进行启动，并且在启动过程中会进行一系列的初始化操作，如初始化内存管理、进程管理和设备驱动等。

2. 内存管理内存管理是操作系统中的重要组成部分，它负责分配和回收内存资源，以及管理进程的内存空间。

在实验中，我们学习了内存分页和内存分段两种常见的内存管理方式，并通过实际操作和观察，对其原理和实现有了更深入的了解。

3. 进程调度进程调度是操作系统中的核心功能之一，它决定了哪些进程能够获得CPU的使用权。

在实验中，我们学习了常见的进程调度算法，如先来先服务、短作业优先和时间片轮转等。

通过模拟实验，我们观察到不同的调度算法对进程执行的影响，加深了对进程调度原理的理解。

4. 文件系统文件系统是操作系统中负责管理和组织文件的机制。

在实验中，我们学习了文件系统的组织方式，如目录结构和文件存储方式等。

通过实际操作和观察，我们了解了文件系统的工作原理和实现机制。

5. 硬件交互操作系统与硬件之间的交互是实现计算机功能的关键。

在实验中，我们学习了操作系统与硬件之间的通信方式，如中断和设备驱动等。

通过模拟实验，我们观察到操作系统是如何与硬件进行交互，并掌握了操作系统与硬件之间的配合工作。

操作系统实验实验报告一、实验目的操作系统是计算机系统中最为关键的核心软件，它管理着计算机的硬件资源和软件资源，为用户提供了一个方便、高效、稳定的工作环境。

本次操作系统实验的目的在于通过实际操作和实践，深入理解操作系统的基本原理和核心概念，掌握操作系统的基本功能和操作方法，提高对操作系统的认识和应用能力。

二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10 专业版，开发工具为Visual Studio 2019，编程语言为 C 和 C+＋。

实验硬件环境为一台配备Intel Core i7 处理器、16GB 内存、512GB SSD 硬盘的个人计算机。

三、实验内容（一）进程管理实验1、进程创建与终止通过编程实现创建新的进程，并在完成任务后终止进程。

在实验中，我们使用了 Windows API 函数 CreateProcess 和 TerminateProcess 来完成进程的创建和终止操作。

通过观察进程的创建和终止过程，深入理解了进程的生命周期和状态转换。

2、进程同步与互斥为了实现进程之间的同步与互斥，我们使用了信号量、互斥量等同步对象。

通过编写多线程程序，模拟了多个进程对共享资源的访问，实现了对共享资源的互斥访问和同步操作。

在实验中，我们深刻体会到了进程同步与互斥的重要性，以及不正确的同步操作可能导致的死锁等问题。

（二）内存管理实验1、内存分配与释放使用 Windows API 函数 VirtualAlloc 和 VirtualFree 进行内存的分配和释放操作。

通过实验，了解了内存分配的不同方式（如堆分配、栈分配等）以及内存释放的时机和方法，掌握了内存管理的基本原理和操作技巧。

2、内存分页与分段通过编程模拟内存的分页和分段管理机制，了解了内存分页和分段的基本原理和实现方法。

在实验中，我们实现了简单的内存分页和分段算法，对内存的地址转换和页面置换等过程有了更深入的理解。

（三）文件系统实验1、文件操作使用 Windows API 函数 CreateFile、ReadFile、WriteFile 等进行文件的创建、读取和写入操作。

《操作系统》实验报告一、实验目的操作系统是计算机系统中最为关键的组成部分之一，本次实验的主要目的是深入理解操作系统的基本原理和功能，通过实际操作和观察，熟悉操作系统的核心概念，包括进程管理、内存管理、文件系统和设备管理等，提高对操作系统的实际应用能力和问题解决能力。

二、实验环境本次实验在以下环境中进行：操作系统：Windows 10开发工具：Visual Studio 2019编程语言：C+＋三、实验内容1、进程管理实验进程是操作系统中最基本的执行单元。

在这个实验中，我们使用C+＋编写程序来创建和管理进程。

通过观察进程的创建、执行和结束过程，理解进程的状态转换和资源分配。

首先，我们编写了一个简单的程序，创建了多个子进程，并通过进程标识符（PID）来跟踪它们的运行状态。

然后，使用等待函数来等待子进程的结束，并获取其返回值。

在实验过程中，我们发现进程的创建和销毁需要消耗一定的系统资源，而且进程之间的同步和通信需要谨慎处理，以避免出现死锁和竞争条件等问题。

2、内存管理实验内存管理是操作系统的核心功能之一，它直接影响系统的性能和稳定性。

在这个实验中，我们研究了动态内存分配和释放的机制。

使用 C+＋中的 new 和 delete 操作符来分配和释放内存。

通过观察内存使用情况和内存泄漏检测工具，了解了内存分配的效率和可能出现的内存泄漏问题。

同时，我们还探讨了内存分页和分段的概念，以及虚拟内存的工作原理。

通过模拟内存访问过程，理解了页表的作用和地址转换的过程。

3、文件系统实验文件系统是操作系统用于管理文件和目录的机制。

在这个实验中，我们对文件的创建、读写和删除进行了操作。

使用 C+＋的文件流操作来实现对文件的读写。

通过创建不同类型的文件（文本文件和二进制文件），并对其进行读写操作，熟悉了文件的打开模式和读写方式。

此外，还研究了文件的权限设置和目录的管理，了解了如何保护文件的安全性和组织文件的结构。

4、设备管理实验设备管理是操作系统与外部设备进行交互的桥梁。

《操作系统》课内实验报告一、实验目的本次《操作系统》课内实验的主要目的是通过实际操作和观察，深入理解操作系统的基本原理和功能，掌握常见操作系统命令的使用，提高对操作系统的实际应用能力和问题解决能力。

二、实验环境本次实验在计算机实验室进行，使用的操作系统为 Windows 10 和Linux（Ubuntu 发行版）。

实验所使用的计算机配置为：Intel Core i5 处理器，8GB 内存，500GB 硬盘。

三、实验内容1、进程管理在 Windows 系统中，通过任务管理器观察进程的状态、优先级、CPU 使用率等信息，并进行进程的结束和优先级调整操作。

在 Linux 系统中，使用命令行工具（如 ps、kill 等）实现相同的功能。

2、内存管理使用 Windows 系统的性能监视器和资源监视器，查看内存的使用情况，包括物理内存、虚拟内存的占用和分配情况。

在 Linux 系统中，通过命令（如 free、vmstat 等）获取类似的内存信息，并分析内存的使用效率。

3、文件系统管理在 Windows 系统中，对文件和文件夹进行创建、复制、移动、删除等操作，了解文件的属性设置和权限管理。

在 Linux 系统中，使用命令（如 mkdir、cp、mv、rm 等）完成相同的任务，并熟悉文件的所有者、所属组和权限设置。

4、设备管理在 Windows 系统中，查看设备管理器中的硬件设备信息，安装和卸载设备驱动程序。

在 Linux 系统中，使用命令（如 lspci、lsusb 等）查看硬件设备，并通过安装内核模块来支持特定设备。

四、实验步骤1、进程管理实验（1）打开 Windows 系统的任务管理器，切换到“进程”选项卡，可以看到当前系统中正在运行的进程列表。

（2）选择一个进程，右键点击可以查看其属性，包括进程 ID、CPU 使用率、内存使用情况等。

（3）通过“结束任务”按钮可以结束指定的进程，但要注意不要随意结束系统关键进程，以免导致系统不稳定。

一、实验内容进程调度算法：采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）或者时间片轮转法。

每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。

进程控制块可以包含如下信息：进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。

进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为地指定（也可以由随机数产生）。

进程的到达时间为进程输入的时间。

进程的运行时间以时间片为单位进行计算。

等待I/O的时间以时间片为单位进行计算，可随机产生，也可事先指定。

每个进程的状态可以是就绪R（Ready）、运行R（Run）、等待（Wait）或完成F（Finish）四种状态之一。

就绪进程获得CPU后都只能运行一个时间片。

用已占用CPU时间加1来表示。

如果运行一个时间片后，进程的已占用CPU时间已达到所需要的运行时间，则撤消该进程，如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时应将进程的优先数减1（即降低一级），然后把它插入就绪队列等待CPU。

每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、等待进程以及各个进程的PCB，以便进行检查。

重复以上过程，直到所要进程都完成为止。

用C或C++二、实验目的与要求在采用多道程序设计的设计中的系统中，往往有若干个进程同时处于就绪状态。

当就绪进程个数大于处理器数时，就必须依照某种策略来决定哪些进程优先占用处理器本实验模拟在单处理器情况下的处理器调度，帮助学生加深了解处理器调度工作。

三、实验环境Visual+C++6.0四、实验步骤1、实验准备知识处理器调度总是选对首进程运行。

采用动态改变优先数的办法，进程每运行一次优先数就减“1”。

由于本次实验是模拟处理器调度，所以，对被选中的进程并不实际的启动运行，而是执行：优先数—1要求运行时间—1来模拟进程的一次运行。

进程运行一次后，若要求运行时间≠0，则再将它加入队列（按优先数大小插入，且置队首标志）；若要求运行时间≠0，则把它的状态修改成“结束”，且结束队列。

《计算机操作系统原理》课外实验报告
本次实验任务是学习计算机操作系统原理，主要内容为操作系统调度算法的实践操作。

在实验中，我们通过对不同调度算法的实现，深入理解了操作系统调度的工作原理以及影响因素，同时也深刻认识到不同算法对系统性能的影响。

实验过程中，我们学习了几种调度算法，其中比较典型的有先来先服务（FCFS）、时间片轮转（RR）和最短作业优先（SJF）算法。

每个算法都有其独特的工作方式和特点，我们
需要根据系统的性质和需求的不同来选择合适的调度算法。

在实际操作过程中，我们先用Python实现每个算法的代码，
并通过模拟进程的调度过程来测试其性能和正确性。

比如，我们通过模拟进程的到达时间、需要的CPU时间等信息，来模
拟真实的进程调度过程。

经过多次实验发现，不同算法的性能表现不同，需要根据实际情况灵活选择。

我们发现，FCFS算法的最大缺点是没有考虑进程的执行时间，会导致长作业无限等待，使得系统吞吐量较低。

时间片轮转算法的优点在于公平性强，但时间片太小会增加进程上下文的切换次数，降低系统性能。

最短作业优先算法的最大优势在于可以优先执行需要时间最短的任务，提高了系统的响应能力和吞吐量，但也会存在长作业等待的问题。

因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择最优的算法。

通过这次实验，我们对操作系统调度算法有了更加深度的认识，也体会到了操作系统设计和实现的复杂性。

操作系统不仅是一
个软件，更是整个计算机系统的核心，需要我们掌握更加深入的理论知识和实践经验。

通过这次实验的学习，我们对操作系统有了更加深入的认识和理解，积累了宝贵的经验，也对今后的学习和工作有了更好的规划和准备。

《操作系统》课内实验报告一、实验目的操作系统是计算机系统的核心组成部分，本次《操作系统》课内实验旨在通过实际操作和观察，深入理解操作系统的基本原理、功能和运行机制。

具体目的包括：1、熟悉操作系统的常用命令和操作，如文件管理、进程管理、内存管理等。

2、掌握操作系统的资源分配和调度策略，观察其对系统性能的影响。

3、培养解决操作系统相关问题的能力，提高动手实践和分析问题的能力。

二、实验环境本次实验在以下环境中进行：1、操作系统：Windows 10 专业版2、开发工具：Visual Studio Code三、实验内容及步骤（一）文件管理实验1、创建、删除和重命名文件及文件夹打开文件资源管理器，在指定目录下创建新的文件夹和文本文件。

对创建的文件和文件夹进行重命名操作，观察文件名的变化。

选择部分文件和文件夹进行删除操作，验证是否成功删除。

2、文件复制、移动和属性设置选取一些文件，将其复制到其他目录，并观察复制过程和结果。

把特定文件移动到不同的位置，检查文件是否正确迁移。

设置文件的属性，如只读、隐藏等，查看属性设置后的效果。

（二）进程管理实验1、查看系统进程打开任务管理器，观察当前正在运行的进程列表。

了解进程的名称、PID（进程标识符）、CPU 使用率、内存占用等信息。

2、进程的终止和优先级设置选择一个非关键进程，尝试终止其运行，观察系统的反应。

调整某些进程的优先级，观察其对系统资源分配和运行效率的影响。

（三）内存管理实验1、查看内存使用情况通过系统性能监视器，查看物理内存和虚拟内存的使用情况。

观察内存使用量随时间的变化趋势。

2、内存优化操作关闭一些不必要的后台程序，释放占用的内存资源。

调整虚拟内存的大小，观察对系统性能的改善效果。

四、实验结果与分析（一）文件管理实验结果1、成功创建、删除和重命名文件及文件夹，系统能够准确响应操作，文件名和文件夹名的修改即时生效。

2、文件的复制和移动操作顺利完成，数据无丢失和损坏。

《操作系统》课程实验报告一、实验目的本次《操作系统》课程实验的主要目的是通过实际操作和观察，深入理解操作系统的工作原理、进程管理、内存管理、文件系统等核心概念，并掌握相关的操作技能和分析方法。

二、实验环境1、操作系统：Windows 10 专业版2、开发工具：Visual Studio Code3、编程语言：C/C+＋三、实验内容（一）进程管理实验1、进程创建与终止通过编程实现创建新进程，并观察进程的创建过程和资源分配情况。

同时，实现进程的正常终止和异常终止，并分析其对系统的影响。

2、进程同步与互斥使用信号量、互斥锁等机制实现进程之间的同步与互斥。

通过模拟多个进程对共享资源的访问，观察并解决可能出现的竞争条件和死锁问题。

（二）内存管理实验1、内存分配与回收实现不同的内存分配算法，如首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法。

观察在不同的内存请求序列下，内存的分配和回收情况，并分析算法的性能和优缺点。

2、虚拟内存管理研究虚拟内存的工作原理，通过设置页面大小、页表结构等参数，观察页面的换入换出过程，以及对系统性能的影响。

（三）文件系统实验1、文件操作实现文件的创建、打开、读取、写入、关闭等基本操作。

观察文件在磁盘上的存储方式和文件系统的目录结构。

2、文件系统性能优化研究文件系统的缓存机制、磁盘调度算法等，通过对大量文件的读写操作，评估不同优化策略对文件系统性能的提升效果。

四、实验步骤（一）进程管理实验步骤1、进程创建与终止（1）使用 C/C+＋语言编写程序，调用系统函数创建新进程。

（2）在子进程中执行特定的任务，父进程等待子进程结束，并获取子进程的返回值。

（3）通过设置异常情况，模拟子进程的异常终止，观察父进程的处理方式。

2、进程同步与互斥（1）定义共享资源和相关的信号量或互斥锁。

（2）创建多个进程，模拟对共享资源的并发访问。

（3）在访问共享资源的关键代码段使用同步机制，确保进程之间的正确协作。

（4）观察并分析在不同的并发情况下，系统的运行结果和资源竞争情况。