操作系统实验指导书(达人)

宁夏师范学院——数学与计算机科学学院《操作系统》实验指导《OPERATING SYSTEM》2013.08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。

目录操作系统实验大纲 (1)第一部分实验环境及所用系统函数介绍 (3)1.1 Linux操作系统简介 (3)1.2 Linux的使用 (3)第二部分实验内容 (7)实验一熟悉LINUX基本命令及编程环境 (7)实验二进程管理 (10)实验三进程调度 (14)实验四进程间通信 (19)实验五存储管理实验 (22)操作系统实验大纲一、教学目的和要求操作系统课程是一门理论性很强的专业课，操作系统实验是该课程的辅助课程。

《操作系统》课程实验指导书一．实验总学时（课外学时/课内学时）：4/8 总学分：8/44必开实验个数： 4 选开实验个数：0二．适用专业：网络工程、计算机科学与技术2007级三．考核方式及办法：在规定实验时间内完成实验要求,依据实验过程及实验结果在实验现场逐一检查考核。

四．配套的实验教材或指导书：自编实验指导书五. 实验项目：实验1 SHELL命令的使用1、实验目的通过对LINUX的系统启动、注销、关闭和关机，帐号管理，文件系统的日常管理，文件系统的权限控制等常用基本命令的使用及与Windows下DOS SHELL的比较，了解现代操作系统SHELL的特点和功能。

了解编辑器vi的使用方法。

2、实验工具及环境LINUX系统网络环境或单机，Windows系统网络环境或单机。

3、实验计划学时2学时上机实际操作。

4、实验内容及操作步骤⑴系统启动和关闭①使用自己的账户登录UNIX系统，查看系统提示符确定自己使用的shell程序类型别。

◎开机后，系统自检启动后提示login：（输入：root↙）password：（输入：用户口令↙，root用户为redhat）◎查看/etc/passwd文件可以获得用户使用的shell#grep $LOGNAME /etc/passwd↙可能的显示为：user001:*:200:50::/usr/user001:/bin/sh请思考上述命令怎样得到了当前使用的shell类型的？使用下面的命令也可以查看当前shell：#echo $SHELL②注销和关机命令。

◎用户注销使用：$exit↙或$<ctrl>+<D>↙或$logout↙◎超级用户关机使用：#shutdown↙该命令将结束所有的进程，当执行此命令后系统提示“Safe to Power off or Press Any Keyto Reboot”时可以关闭电源或按任一键重启系统。

◎haltsys（halt），reboot只能由超级用户在单用户模式下使用。

操作系统实验指导书实验⼀操作系统⽤户接⼝实验⼀、实验⽬的熟悉操作系统的命令接⼝、图形⽤户接⼝和程序接⼝。

⼆、实验内容：1、使⽤操作系统的命令接⼝。

使⽤Windows常⽤命令:dir 、md、copy、date、help，显⽰这些命令的结果，并解释这些命令的作⽤。

图1-1 命令控制台图1-2 windows常⽤命令图1-3 windows常⽤命令图1-4 windows常⽤命令使⽤图1-5 windows常⽤命令使⽤2、使⽤操作系统的程序接⼝。

VB环境下：编制⼀⼩程序，使其可通过某个系统调⽤来获得os 提供的某种服务，如打开控制⾯板：Shell "rundll32.exe Shell32.dll,Control_RunDLL", 1VC环境下：⽤C语⾔编制⼀个⼩程序，使其可通过Localtime( )系统调⽤来获得OS提供的时间和⽇期。

3、使⽤操作系统的图形⽤户接⼝（略）。

三、思考：OS向⽤户提供的命令接⼝、图形⽤户接⼝和程序接⼝分别适⽤于哪些场合？实验⼆进程创建与撤消⼀、实验⽬的1、加深对进程概念的理解和进程创建与撤消算法；2、进⼀步认识并发执⾏的实质。

⼆、实验内容本实验完成如下三个层次的任务：（1）系统级—以普通⽤户⾝份认识windows的进程管理。

通过windows的“任务管理器”观察进程的状态，进⾏进程的创建、切换和撤销。

（2）语⾔级—以普通程序员⾝份认识⾼级语⾔VC++/Java/VB的进程创建与撤销⼯具。

（3）模拟级—以OS设计师⾝份编程模拟实现进程创建与撤销功能，并在屏幕上观察进程活动的结果。

三、实验步骤1、windows的进程管理当前状态图2-1 windows任务管理器切换前图2-2 windows任务管理器切换后图2-3 windows任务管理器撤销图2-4 windows任务管理器2、VC++进程创建与撤销⼯具Windows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。

操作系统实验指导书实验概述本次操作系统实验是为了让学生通过实践了解操作系统的基本概念，原理和使用。

通过完成实验，学生将了解操作系统内核，进程调度，文件系统和输入输出等关键组成部分。

实验环境实验要求使用 Linux 操作系统，可以选择任意一种 Linux 发行版。

可以在物理机上安装 Linux，也可以使用虚拟机软件（如 VirtualBox）来运行 Linux 虚拟机。

实验准备在进行实验之前，需要完成以下准备工作：1.安装 Linux 操作系统（如 Ubuntu、Fedora 等）或虚拟机软件（如VirtualBox）。

2.熟悉 Linux 基本命令和操作，包括文件操作、进程管理等。

实验内容本次操作系统实验分为以下几个部分：1. 实验一：进程管理本部分实验要求学生了解进程管理的基本概念和原理，掌握进程创建、终止和状态转换等操作。

学生需要完成以下任务：•编写一个简单的 C 程序，实现进程的创建、终止和状态转换功能。

•使用 Linux 命令行工具编译、运行和调试 C 程序。

•观察和分析进程的状态转换过程。

2. 实验二：进程调度本部分实验要求学生了解进程调度算法的原理和实现方法，掌握优先级调度、轮转调度和最短作业优先调度等算法。

学生需要完成以下任务：•编写一个简单的 C 程序，模拟进程调度算法的执行过程。

•使用 Linux 命令行工具编译、运行和调试 C 程序。

•观察和分析不同调度算法对进程执行顺序的影响。

3. 实验三：文件系统本部分实验要求学生了解文件系统的基本概念和实现原理，掌握文件的创建、读写和删除等操作。

学生需要完成以下任务：•编写一个简单的 C 程序，实现文件的创建、读写和删除功能。

•使用 Linux 命令行工具编译、运行和调试 C 程序。

•观察和分析文件系统的存储结构和操作过程。

4. 实验四：输入输出本部分实验要求学生了解操作系统的输入输出机制和设备驱动程序的原理和实现方法，掌握文件读写、设备驱动和错误处理等操作。

操作系统实验指导书一、实验说明1、实验目的实验是操作系统原理课程中不可缺少的重要教学环节，实验目的是使学生理论联系实际，使学生在实践探索中去发现问题、去解决问题，提高了学生获取知识和应用技术的能力，培养了学生分析和解决问题的能力。

《操作系统原理》要求理论与实践相结合，本门实验课程是对《操作系统原理》课堂教学的一个重要补充，与理论学习起着相辅相成的作用，是实施《操作系统原理》教学的一个重要组成部分。

通过本实验课的实践学习，可以增强本专业的学生对系统实现的认识。

对加深理解和掌握操作系统相关原理有重要帮助。

2、实验要求进一步了解和掌握操作系统原理，提高系统设计的能力。

对每一实验题目，应独立完成，并要求：·上机前，学生必须做好充分的实验准备工作，掌握与实验相关的背景知识，用任一种高级语言编写程序。

·上机时，认真调试，并观察、记录程序运行过程中出现的现象和问题。

·上机后，分析实验结果并写出实验报告。

3、实验报告要求每个实验(包括选做的)均应编写实验报告，学生实验后要写出严谨的、实事求是的、文字通顺的、字迹公整的实验报告。

实验报告应包括以下内容：(1)实验题目(2)实验目的(3)实验内容●程序中使用的数据结构及符号说明●流程图●源程序清单并附上注释(4)实验结果及分析●运行结果（必须是上面程序清单所对应输出的结果）●对运行情况所作的分析以及本次调试程序所取得的经验。

如果程序未能通过，应分析其原因。

二、实验内容实验一熟悉使用计算机系统一、实验名称：熟悉使用计算机系统二、实验目的与要求通过对Windows操作系统的使用，熟悉Windows操作系统中的基本概念，如单用户、多任务、进程和文件等，熟悉Windows中命令行方式下常用命令的使用方法；进一步熟悉TC语言与开发环境，为以后的实验打好基础。

三、实验内容1．开机后，熟悉Windows的界面(桌面、任务栏、开始按钮<点击后出现“开始”菜单>、我的电脑图标、回收站、我的文档)。

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。

实验1 Linux常用命令的应用一、实验目的1、了解Linux的命令及使用格式。

2、熟悉Linux的常用基本命令。

二、实验准备预习课本2.3节和附录B《Linux常用命令》。

三、实验内容1．使用教师分配的账号，通过WINDOWS操作系统中的远程登录程序telnet.exe，登录到IP地址为172.16.71.198的Linux系统。

2．显示当前的用户主目录。

3．显示/bin目录的所有文件。

4．显示/bin目录中以m开头的文件。

5．以长格式方式，显示/etc目录中p开头的文件。

6．分屏显示/usr/bin目录的文件（包括隐藏文件）。

7．在自己的用户主目录中建立一个以本人学号为目录名的目录，然后进入本人学号为名的目录。

8．在本人学号为名的目录下建立一个子目录dir1，然后在dir1目录下再建立子目录dir11。

9．进入dir1目录。

10．显示当前目录。

当前目录是什么？11．进入dir11目录。

12．显示当前目录，其显示结果与第10题相同吗？13．返回上一级目录。

此时，当前目录是什么？14．删除dir11目录，然后显示当前目录。

15．在当前目录下建立子目录dir12。

16．返回上一级目录，此时，当前目录是什么？17．查看/etc目录下passwd文件的内容。

18．查看/etc目录下group文件的内容。

19．分屏查看/etc目录下mime.types文件和hosts文件的内容。

20．将/bin目录中以c开头的文件复制到本人学号为名的目录中。

然后针对本人学号为名的目录进行如下操作：（1）进入该目录。

（2）查看该目录的文件。

（3）删除该目录中的cat文件。

（4）将该目录中的文件名cp改名为copy。

（5）将该目录中的的more文件的属性改为：本用户可读、可写、可执行，同组用户和其他用户不可读、不可写，可执行。

（6）将该目录中的chgrp文件的所有者改为xu。

21．删除/bin目录中的文件ed。

可以删除吗？为什么？22．查看当前系统中的所有用户。

《计算机操作系统》实验指导书实验报告内容规范实验报告内容要求如下：课程名称、实验日期、实验名称、实验类型、班级、姓名（学号）、指导教师一、实验目的及要求本次实验所涉及并要求掌握的知识点。

二、实验环境本次实验所使用的设备和软件。

三、实验内容本次实验的具体内容。

四、实验步骤按照实验过程列出实验步骤（涉及编程的，须首先进行算法设计，画出流程图）。

五、调试过程详细记录实验过程中出现的问题及解决方法。

六、实验结果及分析记录实验结果并进行分析。

七、总结心得体会及改进意见。

八、附录（图）目录实验一进程调度设计 (1)实验二页面调度算法 (4)实验三文件管理 (10)实验四命令解释程序 (13)实验一进程调度设计1. 目的和要求进程调度是处理机管理的核心内容。

本实验要求用C语言编写和调试一个简单的进程调度程序。

通过本实验可以加深理解有关进程控制块、进程队列的概念，并体会和了解FIFO 调度算法的具体实现方法。

2. 实验内容①设计进程控制块PCB表结构。

②编制FIFO进程调度算法.3. 实验环境PC兼容机/Windows、DOS系统/Turbo C 2.04. 参考程序#include "stdio.h"#define max 100#define pfree 0 /*process end*/#define running 1 /*process running status*/#define aready 2 /*process aready status */#define blocking 3 /*process aready blocking status*/typedef struct node{char name;int status;int precendence;int ax,bx,cx,dx;int pc;int psw;struct node *next; /*pcb define*/}pcb;pcb *createprocess(pcb *head){pcb *p,*q;int a,b,c,d,m,n;char ID;int s;q=NULL;printf("\ninput the first seven status pcb:");scanf("\n%c",&ID);scanf("%d%d%d%d%d%d",&a,&b,&c,&d,&m,&n);while(ID!='*'){p=(pcb*)malloc(sizeof(pcb));p->name=ID;p->ax=a;p->bx=b;p->cx=c;p->dx=d;p->pc=m;p->psw=n;p->precendence=pfree;p->status=aready;if(head==NULL)head=p;elseq->next=p;q=p;printf("\ninput the next pcb: ");scanf("\n%c",&ID);scanf("%d%d%d%d%d%d",&a,&b,&c,&d,&m,&n);}if(q!=NULL)q->next=NULL;q=head;while(q){printf("\n peocess name. status.ax. bx. cx. dx. pc. psw.\n ");printf("%10c%5d%8d%5d%5d%5d%5d%5d%5d",q->name,q->status,q->precendence,q->ax,q->bx,q->cx,q->dx,q->pc,q->psw);q=q->next;}return head;/*createprocess end*/}void processfifo(pcb *head) /*use fifo */{pcb *p;p=head;printf("\n the process use fifo method.\n");printf("running the frist process:\n");while(p!=NULL){p->status=running;printf("\nprocess name status. ax. bx. cx. dx. pc. psw.");printf("\n%10c%5d%8d%5d%5d%5d%5d%5d",p->name,p->status,p->ax,p->bx,p->cx,p->dx, p->pc,p->psw); /*check process running status */p->status=0;p=p->next;}printf("\ncheck weatherfer the process complete: ");p=head;while(p){printf("\n%3c%3d",p->name,p->status);p=p->next;}printf("\ngame is over!\n");}main(){pcb *head;head=NULL;head=createprocess(head);processfifo(head);}实验二页面调度算法1. 目的和要求通过本实验可以加深理解有关虚拟存储器的工作原理，进一步体会和了解页面替换算法的具体实现方法。

操作系统实验指导书《操作系统原理》实验指导书适用专业:课程代码: 8400220 学时: 10 学分:编写单位:编写人:审核人:审批人:年月《操作系统原理》实验指导书适用于计算科学与技术专业、信息科学专业前言操作系统原理是一门理论性与实践性较强的学科，开设本实验课程的目的在于培养学生的实践能力，促使理论与实践的结合。

实现操作系统功能和高级程序设计语言编程的应用，已成为我校计算机学科教学的主要内容。

本实验指导书介绍了实验环境、上机实验步骤、各实验项目的目的要求及内容，最后附有实验报告的格式，作为我校操作系统课程上机实验指导的主要依据。

根据实验大纲要求，包含两个实验及其相关实验作业。

要完成上述内容，单纯依靠课内上机是不够的，希望同学们课外多多花时间练习，熟能生巧。

对不同年级或专业的学生可根据学生具体情况调整实验内容。

目录前言 (1)一、实验环境 (3)二、上机实验步骤 (3)1.启动V ISUAL C++6.0开发环境 (3)2.创建一个项目 (3)3.关闭工作空间 (7)三、实验项目 (8)实验一进程的调度（5学时） (8)实验二存储管理（5学时） (10)四. 参考文献 (11)西华大学计算机系上机实践报告 (12)一、实验环境操作系统原理课程的实验环境如下：1. 硬件环境微型计算机（Intel x86系列CPU）一台2. 软件环境Windows98/2000/XP操作系统VC++6.0或其它的开发工具。

二、上机实验步骤下面以Visual C++ 6.0为例简单介绍开发Windows应用程序的步骤。

Visual C++ 6.0中的MFC AppWizard(应用程序向导)可以使用户自动生成一些常用的标准程序结构和编程风格。

例如一般的Windows 应用程序结构、DLL应用程序结构、单文档(SDI)应用程序结构、多文档(MDI)应用程序结构等。

下面详细介绍利用MFC AppWizard创建一个Windows应用程序的步骤：1.启动Visual C++ 6.0开发环境从“开始”菜单中选择“程序”| Microsoft Visual Studio 6.0 | Microsoft Visual C++6.0，显示Visual C++ 6.0开发环境主窗口。

操作系统教程实验指导书，学号:姓名：班级:教师:ﻬ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“Wi ｎ32 Consｏl Ａpｐｌiｃation”，然后在“Prｏject nａｍe”处输入工程名,在“Locat ｉoｎ”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。

步骤4:将清单1-1所示的程序清单复制到新创建的C/C++源程序中。

编译成可执行文件。

步骤5：在“开始”菜单中单击“程序”-“附件”－“命令提示符”命令，进入Windo ｗs“命令提示符”窗口,然后进入工程目录中的ｄeｂｕg子目录，执行编译好的可执行程序：E:＼课程\os课＼oｓ实验＼程序＼os1１\ｄｅbug>ｈello．exe运行结果 (如果运行不成功,则可能的原因是什么?） :答:运行成功,结果:(２)计算进程在核心态运行和用户态运行的时间步骤1：按照（1）中的步骤创建一个新的“Win３2 Consol Ａppｌicａtｉon”工程,然后将清单１-２中的程序拷贝过来，编译成可执行文件。

步骤2: 在创建一个新的“Wｉｎ32 ConsoｌＡpplｉcatｉｏn”工程,程序的参考程序如清单１-3所示，编译成可执行文件并执行。

步骤3：在“命令提示符”窗口中运行步骤1中生成的可执行文件，测试步骤2中可执行文件在核心态运行和用户态运行的时间。