操作系统实验2

操作系统实验二实验报告一、实验目的本次操作系统实验二的主要目的是深入理解和掌握进程管理的相关概念和技术，包括进程的创建、执行、同步和通信。

通过实际编程和实验操作，提高对操作系统原理的认识，培养解决实际问题的能力。

二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10，编程环境为 Visual Studio 2019。

三、实验内容及步骤（一）进程创建实验1、首先，创建一个新的 C+＋项目。

2、在项目中，使用 Windows API 函数`CreateProcess`来创建一个新的进程。

3、为新进程指定可执行文件的路径、命令行参数、进程属性等。

4、编写代码来等待新进程的结束，并获取其退出代码。

（二）进程同步实验1、设计一个生产者消费者问题的模型。

2、使用信号量来实现生产者和消费者进程之间的同步。

3、生产者进程不断生成数据并放入共享缓冲区，当缓冲区已满时等待。

4、消费者进程从共享缓冲区中取出数据进行处理，当缓冲区为空时等待。

（三）进程通信实验1、选择使用管道来实现进程之间的通信。

2、创建一个匿名管道，父进程和子进程分别读写管道的两端。

3、父进程向管道写入数据，子进程从管道读取数据并进行处理。

四、实验结果及分析（一）进程创建实验结果成功创建了新的进程，并能够获取到其退出代码。

通过观察进程的创建和执行过程，加深了对进程概念的理解。

（二）进程同步实验结果通过使用信号量，生产者和消费者进程能够正确地进行同步，避免了缓冲区的溢出和数据的丢失。

分析结果表明，信号量机制有效地解决了进程之间的资源竞争和协调问题。

（三）进程通信实验结果通过管道实现了父进程和子进程之间的数据通信。

数据能够准确地在进程之间传递，验证了管道通信的有效性。

五、遇到的问题及解决方法（一）在进程创建实验中，遇到了参数设置不正确导致进程创建失败的问题。

通过仔细查阅文档和调试，最终正确设置了参数，成功创建了进程。

（二）在进程同步实验中，出现了信号量使用不当导致死锁的情况。

操作系统实验⼆：银⾏家算法实验⼆银⾏家算法⼀、实验⽬的1、了解什么是操作系统安全状态和不安全状态；2、了解如何避免系统死锁；3、理解银⾏家算法是⼀种最有代表性的避免死锁的算法，掌握其实现原理及实现过程。

⼆、实验内容根据银⾏家算法的基本思想，编写和调试⼀个实现动态资源分配的模拟程序，并能够有效避免死锁的发⽣。

三、实验原理进程申请资源时，系统通过⼀定的算法判断本次申请是否不可能产⽣死锁（处于安全状态）。

若可能产⽣死锁（处于不安全状态），则暂不进⾏本次资源分配，以避免死锁。

算法有著名的银⾏家算法。

1、什么是系统的安全状态和不安全状态？所谓安全状态，是指如果系统中存在某种进程序列＜P1，P2，…，Pn＞，系统按该序列为每个进程分配其所需要的资源，直⾄最⼤需求，则最终能使每个进程都可顺利完成，称该进程序列＜P1，P2，…，Pn，＞为安全序列。

如果不存在这样的安全序列，则称系统处于不安全状态。

2、银⾏家算法把操作系统看作是银⾏家，操作系统管理的资源相当于银⾏家管理的资⾦，进程向操作系统请求分配资源相当于⽤户向银⾏家贷款。

为保证资⾦的安全，银⾏家规定:(1) 当⼀个顾客对资⾦的最⼤需求量不超过银⾏家现有的资⾦时就可接纳该顾客;(2) 顾客可以分期贷款，但贷款的总数不能超过最⼤需求量;(3) 当银⾏家现有的资⾦不能满⾜顾客尚需的贷款数额时,对顾客的贷款可推迟⽀付,但总能使顾客在有限的时间⾥得到贷款;(4) 当顾客得到所需的全部资⾦后,⼀定能在有限的时间⾥归还所有的资⾦。

操作系统按照银⾏家制定的规则设计的银⾏家算法为：（1）进程⾸次申请资源的分配：如果系统现存资源可以满⾜该进程的最⼤需求量，则按当前的申请量分配资源，否则推迟分配。

（2）进程在执⾏中继续申请资源的分配：若该进程已占⽤的资源与本次申请的资源之和不超过对资源的最⼤需求量，且现存资源能满⾜该进程尚需的最⼤资源量，则按当前申请量分配资源，否则推迟分配。

（3）⾄少⼀个进程能完成：在任何时刻保证⾄少有⼀个进程能得到所需的全部资源⽽执⾏到结束。

本科实验报告实验名称：操作系统原理实验（读者写者问题）课程名称：操作系统原理实验时间：2015.10.30 任课教师：王耀威实验地点：10#102实验教师：苏京霞实验类型： 原理验证□综合设计□自主创新学生姓名：孙嘉明学号/班级：1120121474/05611202 组号：学院：信息与电子学院同组搭档：专业：信息对抗技术成绩：实验二：读者写者问题一、实验目的1.通过编写和调试程序以加深对进程、线程管理方案的理解；2.熟悉Windows多线程程序设计方法；二、实验要求在Windows环境下，创建一个控制台进程，此进程包含n个线程。

用这n个线程来表示n个读者或写者。

每个线程按相应测试数据文件（后面介绍）的要求进行读写操作。

用信号量机制分别实现读者优先和写者优先问题。

读者-写者问题的读写操作限制（包括读者优先和写者优先）1）写-写互斥：不能有两个写者同时进行写操作2）读-写互斥：不能同时有一个线程在读，而另一个线程在写。

3）读-读允许：可以有一个或多个读者在读。

读者优先的附加限制：如果读者申请进行读操作时已有另一个读者正在进行读操作，则该读者可直接开始读操作。

运行结果显示要求：要求在每个线程创建、发出读写申请、开始读写操作和结束读写操作时分别显示一行提示信息，以确定所有处理都遵守相应的读写操作限制。

测试数据文件包括 n行测试数据，分别描述创建的n个线程是读者还是写者，以及读写操作的开始时间和持续时间。

每行测试数据包括四个字段，每个字段间用空格分隔。

第1个字段为正整数，表示线程的序号。

第2个字段表示线程的角色，R表示读者，W表示写者。

第3个字段为一个正数，表示读写开始时间：线程创建后，延迟相应时间（单位为秒）后发出对共享资源的读写申请。

第4个字段为一个正数，表示读写操作的延迟时间。

当线程读写申请成功后，开始对共享资源进行读写操作，该操作持续相应时间后结束，释放该资源。

下面是一个测试数据文件的例子(在记事本手工录入数据)：1 R 3 52 W 4 53 R 5 24 R 6 55 W 5.1 3三、实验环境硬件设备：个人计算机。

操作系统实验报告实验二时间片轮转进程调度算法学号：班级：姓名:【实验题目】: 时间片轮转进程调度算法【实验目的】通过这次实验, 加深对进程概念的理解, 进一步掌握进程状态的转变、进程调度的策略与对系统性能的评价方法。

【实验内容】问题描述:设计程序模拟进程的时间片轮转RR 调度过程。

假设有n 个进程分别在T1, … ,Tn 时刻到达系统, 它们需要的服务时间分别为S1, … ,Sn 。

分别利用不同的时间片大小q, 采用时间片轮转RR 进程调度算法进行调度, 计算每个进程的完成时间, 周转时间和带权周转时间, 并且统计n 个进程的平均周转时间和平均带权周转时间。

程序要求如下:1）进程个数n ；每个进程的到达时间T 1, … ,T n 和服务时间S 1, … ,S n ；输入时间片大小q 。

2）要求时间片轮转法RR 调度进程运行, 计算每个进程的周转时间, 带权周转时间, 并且计算所有进程的平均周转时间, 带权平均周转时间；3）输出: 要求模拟整个调度过程, 输出每个时刻的进程运行状态, 如“时刻3: 进程B开始运行”等等；4）输出：要求输出计算出来的每个进程的周转时间, 带权周转时间, 所有进程的平均周转时间, 带权平均周转时间。

实现提示:用C++语言实现提示:1）程序中进程调度时间变量描述如下:int ArrivalTime[100];int ServiceTime[100];int PServiceTime[100];int FinishTime[100];int WholeTime[100];double WeightWholeTime[100];double AverageWT,AverageWWT;bool Finished[100];➢2）进程调度的实现过程如下:➢变量初始化；➢接收用户输入n, T1, … ,Tn, S1, … ,Sn；时间片大小q；➢按照时间片轮转RR算法进行进程调度, 计算进程的完成时间、周转时间和带权周转时间；➢计算所有进程的平均周转时间和平均带权周转时间；➢按格式输出调度结果。

实验二并发与调度一、实验目的在本实验中，通过对事件和互斥体对象的了解，来加深对Windows 2000线程同步的理解。

通过分析实验程序，了解管理事件对象的API。

了解在进程中如何使用事件对象，在进程中如何使用互斥体对象，线程如何通过文件映射对象发送数据。

二、实验环境硬件环境：计算机一台，局域网环境；软件环境：Windows 2000 Professional，Visual C++ 6.0专业版或企业版。

三、实验内容和步骤第一部分：互斥体对象本程序中显示的类CCountUpDown使用了一个互斥体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体对象，计数方法执行等待并释放，为的是共同使用互斥体所需的资源(因而也就是共享资源) 。

1、利用互斥体保护共享资源程序参见实验指导书分析程序的运行结果，可以看到线程(加和减线程) 的交替执行(因为Sleep() API允许Windows切换线程) 。

在每次运行之后，数值应该返回初始值(0) ，因为在每次运行之后写入线程在等待队列中变成最后一个，内核保证它在其他线程工作时不会再运行。

1)请描述运行结果(如果运行不成功，则可能的原因是什么？) ：2) 根据运行输出结果，对照分析程序，可以看出程序运行的流程吗？请简单描述：_____逆向运行__________第二部分线程通过文件对象发送数据Windows 2000提供的线程间通讯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、演示线程通过文件对象发送数据程序参见实验指导书运行结果(如果运行不成功，则可能的原因是什么？) ：阅读和分析程序，请回答问题：1) 程序中启动了多少个单独的读写线程？__________100__________________________________________________________2) 使用了哪个系统API函数来创建线程例程？_________ CreateThread（）________________________________3) 文件的读和写操作分别使用了哪个API函数？_______ ReadFile（）______ WriteFile（）_____________ 每次运行进程时，都可看到程序中的每个线程从前面的线程中读取数据并将数据增加，文件中的数值连续增加。

操作系统实验
（课程设计）实验报告
学院
专业
班级/学号
学生姓名
成绩
实验地点_
实验日期___ __
指导教师_____ ___ _____
（课程上机）实验报告
1.实验名称、实验目的、实验内容、实验要求由教师确定，实验前由教师事先填好，然后作为实验报告模版供学生使用；
2.实验准备由学生在实验或上机之前填写，教师应该在实验前检查；
3.实验过程由学生记录实验的过程，包括操作过程、遇到哪些问题以及如何解决等；
4.实验总结由学生在实验后填写，总结本次实验的收获、未解决的问题以及体会和建议等；
5.源程序、代码、具体语句等，若表格空间不足时可作为附录另外附页。

1.查看并创建用户的计划任务列表crontab文件；
1)查看crontab命令的帮助信息；
在终端下键入info crontab, 进入crontab帮助手册：
2)查看用户的计划任务列表；
查看特定用户的计划任务列表：
在终端下键入crontab -l -u duke 列出duke用户的所有定时任务，如下：
终端提示no crontab for duke，说明用户duke目前没有计划任务。

查看当前用户的计划任务列表：
在终端下键入crontab -l 列出当前用户的所有定时任务，如下：
终端提示no crontab for duke，说明用户duke目前没有计划任务。

2.通过crontab文件对调度进程的计划任务进行编排操作。

1)建立crontab文件；
在终端下键入crontab -e ，提示当前无crontab文件，选择编辑器并新建如下：进入VI编辑器，编辑当前crontab文件，可以看到提供了一些注解作说明。

在crontab中输入0 3 * * 1 ls /etc 并保存，实现在每周一早上三点执行ls /etc 命令。

再次查看crontab文件，可以看到已经保存。

2)使用crontab命令安装crontab文件，安排计划任务；
对于位于/home下的crontab文件，使用crontab <filename>载入crontab计划任务中，如图：
3)查看计划任务表，确认计划任务是否已被安排；
键入crontab -l，查看计划任务安排情况，如图：
4)删除计划任务列表。

在终端下键入crontab -r ，删除当前用户的crontab文件，如下：。

操作系统进程管理实验实验题目：（1）进程的创建编写一段程序，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：父进程显示字符“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上出现的现象，并分析原因。

（3）编制一段程序，使其实现进程的软中断通信。

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，父进程调用系统调用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，输出如下的信息后终止： Parent process is killed! 在上面的程序中增加语句signal(SIGINT, SIG_IGN)和signal(SIGQUIT, SIG_IGN)，观察执行结果，并分析原因。

（4）进程的管道通信编制一段程序，实现进程的管道通信。

使用系统调用pipe( )建立一条管道线；两个进程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! 而父进程则从管道中读出来自于两个子进程的信息，显示在屏幕上。

要求父进程先接收子进程P1发来的消息，然后再接收子进程P2发来的消息。

实验源程序及报告：（1）、进程的创建#include <stdio.h>int main(int argc, char *argv[]){int pid1,pid2; /*fork first child process*/if ( ( pid1=fork() ) < 0 ){printf( "ProcessCreate Failed!");exit(-1);}if ( ( pid1=fork() ) == 0 ){printf( "b\n" );}/*fork second child process*/if ( ( pid2=fork() ) < 0 ){printf( "ProcessCreate Failed!"); exit(-1);}if ( ( pid2=fork() ) == 0 ){printf( "c\n" );}/*parent process*/else{wait(NULL);printf( "a\n" );exit(0);}return 0;}（2）、进程的控制#include <stdio.h>int main(int argc, char *argv[]){ int pid1,pid2;/*fork first child process*/if ( ( pid1=fork() ) < 0 ){printf( "ProcessCreate Failed!");exit(-1);}if ( ( pid1=fork() ) == 0 ){printf( "This is my Unix OS program!\n" ); }/*fork second child process*/if ( ( pid2=fork() ) < 0 ){printf( "ProcessCreate Failed!");exit(-1);}if ( ( pid2=fork() ) == 0 ){printf( "This is the second Child process!\n" ); }/*parent process*/else{wait(NULL);printf( "This is the Parent process\n" );exit(0);}return 0;}（3）编制一段程序，使其实现进程的软中断通信。

计算机实验报告(2)操作系统部分一、基本要求和内容1.了解操作系统的基本功能.2.认识WINDOWS桌面的各部分组成,掌握基本的桌面操作.3.掌握各种基本操作对象的操作方法.4.学会使用WINDOWS帮助.5.了解基本的DOS命令和基本的命令行操作方法.6.熟练掌握文件操作方法.7.掌握对图标的操作方法(移动/拖曳/单击/双击/右击等等).8.熟悉资源管理器窗口和”我的电脑”(“计算机”)窗口.9.掌握启动控制面板的方法，了解控制面板的主要功能，掌握使用控制面板对软硬件进行设置的方法。

10.掌握“运行”对话框的使用方法。

11.了解“任务管理器”的简单使用方法。

12.熟悉“画图”“记事本”“计算器”“写字板”等常用应用程序。

13.开始POWERPOINT的基本使用.二、通过上机实验解决下列问题1. CTRL+ALT+DEL 组合键的功能是:打开【任务管理器】窗口2．全角和半角的区别是：半角是一个字符，全角是两个字符3. CTRL+A组合键的功能是:全部选中CTRL+C组合键的功能是:复制CTRL+V组合键的功能是:粘贴CTRL+X组合键的功能是:剪切CTRL+Z组合键的功能是: 撤销ALT+PRINTSCREEN组合键的功能是:复制当前窗口、对话框或其他对象到剪贴板中任务栏隐藏时通过什么组合键可以看到任务栏：Ctrl+Alt+Del进行窗口切换的组合键是:ALT+Tab4.“画图”应用程序默认保存文件类型是:*.png“记事本”应用程序默认保存文件类型是: *.txt.DOC是什么文件类型Word文档.EXE是什么文件类型可执行文件（程序文件）5.鼠标的基本操作方法包括:指向、单击、双击和拖动鼠标指针附近有漏沙钟表示当前的状态是: 沙漏是等待，因为程序先是从硬盘上读取，然后再到内存，芯片在其期间进行运算，再没真正的打开程序时，系统认为它没正真的启动6．资源管理器左下角窗格(即”文件夹”窗口)显示的是:系统中的所有资源以分层树型的结构显示出来7．一般情况下,对文件进行重命名时,不应该修改文件的扩展名,因为: 如果修改了后缀名则会导致文件属性更改，文件无法打开8．文件的属性主要包括哪些:“只读”、“存档”、“隐藏”9．选择多个连续的文件可以采用哪些方法:使用鼠标先选定第一个文件或文件夹，然后按住Shift键，用鼠标单击最后一个文件或文件夹，这样在第一个对象和最后一个对象之间的所有文件或文件夹将全部被选中，包括第一个和最后一个文件或文件夹。