西北工业大学-操作系统实验报告-实验三.doc

操作系统实验指导书实验一进程控制与描述一、实验目的通过对 Windows XP编程，进一步熟悉操作系统的基本概念，较好地理解Windows XP的结构。

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 XP进程的“一生”。

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

三、实验内容和步骤第一部分Windows 编程Windows XP可以识别的程序包括控制台应用程序、GUI 应用程序和服务应用程序。

本实验中主要用到的是控制台应用程序和GUI 应用程序。

1、简单的控制台应用程序创建一个名为“Hello ”的应用程序, 在“开始”菜单中单击“程序”-“附件” -“记事本”命令，将程序键入记事本中，并把代码保存为1-1.cpp 。

程序 1-1 Windows XP的GUI应用程序#include <iostream>void main(){Std::cout<<”Hello, Windows XP”<<std::endl;}在“命令提示符”窗口运行CL.EXE ，产生 1-1.EXE 文件：C:\> CL 1-1.cpp运行 1-1.EXE 程序，运行结果是：（如果运行不成功，则可能的原因是什么？）_2、 GUI应用程序Windows XP Professional 下的 GUI 应用程序，使用Visual C++ 编译器创建一个GUI 应用程序，代码中包括了WinMain() 方法，该方法GUI 类型的应用程序的标准入口点。

在“开始”菜单中单击“程序”-“附件” -“记事本”命令，将程序键入记事本中，并把代码保存为1-2.cpp。

程序1-2 Windows XP的 GUI 应用程序// msgbox 项目# include <windows.h>// 标准的 include// 告诉连接器与包括MessageBox API 函数的 user32 库进行连接# pragma comment(lib,“ user32.lib” )//这是一个可以弹出信息框然后退出的筒单的应用程序int APIENTRY WinMain(HINSTANCE/* hInstance */ ,HINSTANCE/* hPrevInstance */ ,LPSTR/* lpCmdLine */，int/* nCmdShow */ ){:: MessageBox(NULL,“ Hello, Windows 2000“ Greetings” ,MB_OK) ;”,// 没有父窗口// 消息框中的文本// 消息框标题// 其中只有一个OK按钮//返回 0 以便通知系统不进入消息循环return(0) ;}也可以利用任何其他文本编辑器键入程序代码，如果这样，例如使用程序，则应该注意什么问题？保存时将文件保存为“.cpp”的 c++文件在“命令提示符”窗口运行CL.EXE ，产生 1-2.EXE 文件：WORD来键入和编辑C:\> CL 1-2.cpp在程序1-2的GUI应用程序中，首先需要Windows.h头文件，以便获得传送给WinMain()和MessageBox() API 函数的数据类型定义。

操作系统实验报告学生学院计算机学院专业班级12级网络1班学号**********学生姓名沙宇丰指导教师李敏2015 年01月07日目录1 实验一进程调度………………………………………………………………2 实验二作业调度………………………………………………………………3 实验三存储管理………………………………………………………………实验一进程调度（实现了最高优先级优先，时间片轮转，多级反馈队列三种算法）1、实验目的编写并调试一个模拟的进程调度程序，采用最高优先数优先算法，时间片轮转算法，多级反馈队列算法对进程进行调度。

以加深对进程的概念及进程调度算法的理解．2：实验原理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、到达时间、需要运行时间、已运行时间、进程状态等等。

每个进程的状态可以是就绪W（Wait）、运行R（Run）两种状态之一。

就绪进程获得CPU后都只能运行一个时间片。

用运行时间加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，也就是进程需要继续运行，此时应分配时间片给就绪队列中排在该进程之后的进程，并将它插入就绪队列队尾。

3：实验内容，方法首先对于：最高优先数算法：最高优先数算法的基本思想是把cpu分配给就绪队列中优先数最高的进程。

而我采用优先数动态变化的方式，进程在没获得一次cpu时间后其优先数就减一，然后对各个进程的优先数进行重新排序。

继续把cpu分配给优先数最高的进程。

进程的剩余时间为0时就退出队列。

首先用create（）函数创建链表并对其初始化，然后对链表按照优先级大小进行排序，然后把排序后的链表放进processing（）函数中进行处理，让其占有一个时间片执行，若进程任然未完成，则把该进程放进insert（）函数中插入就绪队列中。

用disp（）函数进行进程的显示。

西北工业大学《SOC设计实践》实验报告学院：软件与微电子学院学号：姓名：专业：时间：实验地点：实验一、编写一个自动售货机Verilog HDL模型#2 five_cents=0;#10 ten_cents=1;#2 ten_cents=0;#10$stop;endAUTOSEL AUTOSEL(five_cents,ten_cents,clk,rst_n,soda_out);Endmodule测试波形图如下所示：Autosel-vcs仿真波形最下边一行代表的是投5分，倒数第二行代表的是复位信号，第三行是时钟信号，第二行是投10分，由图可知，在投3个5分，1个5分、1个10分，两个10分，1个10分、1个5分，2个5分、1个10分都可使输出信号为1，满足题意要求。

4）使用Synopsys DC进行综合。

答：autosel.con约束文件如下：##################Constrain#######################reset_design总的面积为25.75um2。

最终的综合电路图：Autosel dc 综合电路三、实验报告要求1）设计思路，状态定义，转台转换图。

2）使用Verilog HDL完成设计。

3）编写testbench。

4）V CS完成仿真，对仿真结果进行分析。

5）编写Synopsys DC综合脚本文件dc.tcl以及约束文件autosel.con。

6）使用Synopsys DC进行综合，给出综合后的报告，包括rc.rpt，rt.rpt，ra.rpt，并做必要说明。

7）综合后的电路图。

四、分析与讨论在做本次试验时，由于刚开始使用的投币信号的脉冲较宽，使得输出信号在时输出信号有效的最后一个信号为高时，状态发生了连续的跳转，最后的输出信实验二、设计PCM30基群帧同步电路一、题目描述设计PCM30基群帧同步电路，该PCM30机群系统结构如下：输入输出信号说明：DATA ：输入串行码流，速率为2.04Mb/S；CLK ：输入时钟，频率为2.04MHz；/FLOSS ：输出失步信号，低电平有效。

西北工业大学《SOC设计实践》实验报告学院：软件与微电子学院学号：姓名：专业：时间：实验地点：实验一、编写一个自动售货机Verilog HDL模型#10$stop;endAUTOSEL AUTOSEL(five_cents,ten_cents,clk,rst_n,soda_out);Endmodule测试波形图如下所示：Autosel-vcs仿真波形最下边一行代表的是投5分，倒数第二行代表的是复位信号，第三行是时钟信号，第二行是投10分，由图可知，在投3个5分，1个5分、1个10分，两个10分，1个10分、1个5分，2个5分、1个10分都可使输出信号为1，满足题意要求。

4）使用Synopsys DC进行综合。

答：autosel.con约束文件如下：##################Constrain#######################reset_designcreate_clock -period 490.2 [get_ports clk]#创建频率为2.04MHz的时钟信号set_clock_latency -source -max 10 [get_clocks clk]set_clock_latency -max 10 [get_clocks clk]set_clock_uncertainty -setup 20 [get_clocks clk]set_clock_transition 10 [get_clocks clk]set_input_delay -max 60 -clock clk [get_ports ten]set_input_delay -max 60 -clock clk [get_ports five]set_driving_cell -lib_cell bufbd7 [all_inputs]set_output_delay -max 80 -clock clk [get_ports out]set_load [load_of cb13fs120_tsmc_max/bufbd7/I] [get_ports out]set_max_area 10000Autosel dc 综合电路三、实验报告要求1）设计思路，状态定义，转台转换图。

实验一TTL集成逻辑门参数测试学号：姓名：班级：日期：一．实验目的（1）加深了解TTL逻辑门的参数意义。

（2）掌握TTL逻辑门电路的主要参数及测量方法。

（3）认识各种电路及掌握空闲端处理方法。

二．实验设备数字电路实验箱，数字双踪示波器，函数信号发生器，数字万用表，74LS00，电位器。

三．实验内容1、函数信号发生器A路产生1kHz，0~5V 的方波信号，用数字示波器观察波形并测量频率/周期、峰峰值：①方波、②频率、③峰峰值、④偏移2、测试与非门的功能将每一个与非门分别接入电路，即检查与非门。

F＝AB当输入均为“１”时，实验箱的指示灯不亮，当其中一个为“０”时，指示灯亮。

依次检测每一个与非门电路。

3、用与非门实现与门、或门和异或门○1F=AB＝1•AB用原有的一个与非门直接接输入Ａ和Ｂ，其输出的接入下一个与非门的输入端，另一个输入端悬空。

在输出即达到与非门实现与门的目的。

○2F=A＋B＝B1用三个与非门即可实现，一个门输入Ａ信号另一•1•A•个输入悬空，一个门输入Ｂ另一个输入悬空；两个输出分别接入下一个门的输入端，接出输出即达到与非门实现或门的目的。

○3Ｆ=A ○+B＝AB••用一个A和B输入构成与非门（用两次）A•ABB将其输出非别再次将A和B输入接下来的两个与非门。

再将这两个输出接到下一个与非门的输入端，输出即可到达与非门实现异或门的目的。

四．实验结果1、F=AB=AB•1A B F0 0 00 1 01 0 01 1 1A••B•12、F=A+B=13、F=A○+B=A AB••B•AB五．故障排除在做非用与非门实现与门中，不管如何改变输入变量灯一直亮，在74LS00 集成电路无故障情况下，最终检测出一根接输入信号的导线断路，替换有问题导线即可。

六．心得体会这种集成与非门的逻辑器件体积较小，且可以实现多种逻辑电路的连接，很大程度上简化了电路。

实验三二叉排序树的建立和查找一、实验目的1．掌握二叉排序树的建立算法2．掌握二叉排序树查找算法。

二、实验环境操作系统和C语言系统三、预习要求复习二叉排序树的生成及查找算法，编写完整的程序。

四、实验内容实现二叉排序树上的查找算法。

具体实现要求：用二叉链表做存储结构，输入键值序列，建立一棵二叉排序树并在二叉排序树上实现查找算法。

五、参考算法#include <stdio.h>#include <stdlib.h>typedef int InfoType;typedef int KeyType; /*假定关键字类型为整数*/typedef struct node /*结点类型*/{KeyType key; /*关键字项*/InfoType otherinfo; /*其它数据域，InfoType视应用情况而定，下面不处理它*/struct node *lchild,*rchild; /*左右孩子指针*/}BSTNode;typedef BSTNode *BSTree; /*BSTree是二叉排序树的类型*/BSTNode *SearchBST(BSTree T,KeyType key){ /*在二叉排序树T上查找关键字为key的结点，成功时返回该结点位置，否则返回NULL*/if(T==NULL||key==T->key) /*递归的终结条件*/return T; /*若T为空，查找失败；否则成功，返回找到的结点位置*/if(key<T->key)return SearchBST(T->lchild,key);elsereturn SearchBST(T->rchild,key); /*继续在右子树中查找*/}void InsertBST(BSTree *T,int key){ /*插入一个值为key的节点到二叉排序树中*/BSTNode *p,*q;if((*T)==NULL){ /*树为空树*/(*T)=(BSTree)malloc(sizeof(BSTNode));(*T)->key=key;(*T)->lchild=(*T)->rchild=NULL;}else{p=(*T);while(p){q=p;if(p->key>key)p=q->lchild;else if(p->key<key)p=q->rchild;else{printf("\n 该二叉排序树中含有关键字为%d的节点!\n",key);return;}}p=(BSTree)malloc(sizeof(BSTNode));p->key=key;p->lchild=p->rchild=NULL;if(q->key>key)q->lchild=p;elseq->rchild=p;}}BSTree CreateBST(void){ /*输入一个结点序列，建立一棵二叉排序树，将根结点指针返回*/BSTree T=NULL; /*初始时T为空树*/KeyType key;scanf("%d",&key); /*读入一个关键字*/while(key){ /*假设key=0是输入结束标志*/ InsertBST(&T,key); /*将key插入二叉排序树T*/scanf("%d",&key); /*读入下一关键字*/}return T; /*返回建立的二叉排序树的根指针*/ }void ListBinTree(BSTree T) /*用广义表示二叉树*/{if(T!=NULL){printf("%d",T->key);if(T->lchild!=NULL||T->rchild!=NULL){printf("(");ListBinTree(T->lchild);if(T->rchild!=NULL)printf(",");ListBinTree(T->rchild);printf(")");}}}void main(){BSTNode *SearchBST(BSTree T,KeyType key);void InsertBST(BSTree *Tptr,KeyType key);BSTree CreateBST();void ListBinTree(BSTree T);BSTree T;BSTNode *p;int key;printf("请输入关键字（输入0为结束标志）：\n");T=CreateBST();ListBinTree(T);printf("\n");printf("请输入欲查找关键字:");scanf("%d",&key);p=SearchBST(T,key);if(p==NULL)printf("没有找到%d！\n",key);elseprintf("找到%d！\n",key);ListBinTree(p);printf("\n");}实验中出现的问题及对问题的解决方案输入数据时，总是不能得到结果，原因是在建立二叉树函数定义中，是对指针的值进行了修改。

操作系统实验报告班级物联网1302班学号姓名实验3 进程同步和通信-生产者和消费者问题模拟1. 目的：调试、修改、运行模拟程序，通过形象化的状态显示，使学生理解进程的概念，了解同步和通信的过程，掌握进程通信和同步的机制，特别是利用缓冲区进行同步和通信的过程。

通过补充新功能，使学生能灵活运用相关知识，培养创新能力。

2. 内容及要求：1) 调试、运行模拟程序。

2) 发现并修改程序中不完善的地方。

3) 修改程序，使用随机数控制创建生产者和消费者的过程。

4) 在原来程序的基础上，加入缓冲区的写互斥控制功能，模拟多个进程存取一个公共缓冲区，当有进程正在写缓冲区时，其他要访问该缓冲区的进程必须等待，当有进程正在读取缓冲区时，其他要求读取的进程可以访问，而要求写的进程应该等待。

5) 完成1)、2)、3）功能的,得基本分,完成4)功能的加2分,有其它功能改进的再加2分3. 程序说明：本程序是模拟两个进程，生产者（producer）和消费者(Consumer)工作。

生产者每次产生一个数据，送入缓冲区中。

消费者每次从缓冲区中取走一个数据。

缓冲区可以容纳8个数据。

因为缓冲区是有限的，因此当其满了时生产者进程应该等待，而空时，消费者进程应该等待；当生产者向缓冲区放入了一个数据，应唤醒正在等待的消费者进程，同样，当消费者取走一个数据后，应唤醒正在等待的生产者进程。

就是生产者和消费者之间的同步。

每次写入和读出数据时，都将读和写指针加一。

当读写指针同样时，又一起退回起点。

当写指针指向最后时，生产者就等待。

当读指针为零时，再次要读取的消费者也应该等待。

为简单起见，每次产生的数据为0-99的整数，从0开始，顺序递增。

两个进程的调度是通过运行者使用键盘来实现的。

4. 程序使用的数据结构进程控制块：包括进程名，进程状态和执行次数。

缓冲区：一个整数数组。

缓冲区说明块：包括类型，读指针，写指针，读等待指针和写等待指针。

5. 程序使用说明启动程序后，如果使用'p'键则运行一次生产者进程，使用'c'键则运行一次消费者进程。

操作系统实验指导书实验一进程控制与描述一、实验目的通过对Windows XP编程，进一步熟悉操作系统的基本概念，较好地理解Windows XP的结构。

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 XP进程的“一生”。

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

三、实验内容和步骤第一部分Windows 编程Windows XP可以识别的程序包括控制台应用程序、GUI应用程序和服务应用程序。

本实验中主要用到的是控制台应用程序和GUI应用程序。

1、简单的控制台应用程序创建一个名为“Hello”的应用程序, 在“开始”菜单中单击“程序”-“附件”-“记事本”命令，将程序键入记事本中，并把代码保存为1-1.cpp。

程序1-1 Windows XP的GUI应用程序#include <iostream>void main(){Std::cout<<”Hello, Windows XP”<<std::endl;}在“命令提示符”窗口运行CL.EXE，产生1-1.EXE文件：C:\> CL 1-1.cpp运行1-1.EXE程序，运行结果是：（如果运行不成功，则可能的原因是什么？）_2、GUI应用程序Windows XP Professional下的GUI应用程序，使用Visual C++编译器创建一个GUI应用程序，代码中包括了WinMain()方法，该方法GUI类型的应用程序的标准入口点。

在“开始”菜单中单击“程序”-“附件”-“记事本”命令，将程序键入记事本中，并把代码保存为1-2.cpp。

程序1-2 Windows XP的GUI应用程序// msgbox项目# include <windows.h> // 标准的include// 告诉连接器与包括MessageBox API函数的user32库进行连接# pragma comment(lib, “user32.lib” )// 这是一个可以弹出信息框然后退出的筒单的应用程序int APIENTRY WinMain(HINSTANCE /* hInstance */ ,HINSTANCE /* hPrevInstance */ ,LPSTR /* lpCmdLine */ ，int /* nCmdShow */ ){:: MessageBox(NULL, // 没有父窗口“Hello, Windows 2000” , // 消息框中的文本“Greetings”, // 消息框标题MB_OK) ; // 其中只有一个OK按钮// 返回0以便通知系统不进入消息循环return(0) ;}也可以利用任何其他文本编辑器键入程序代码，如果这样，例如使用WORD来键入和编辑程序，则应该注意什么问题？保存时将文件保存为“.cpp”的c++文件在“命令提示符”窗口运行CL.EXE，产生1-2.EXE文件：C:\> CL 1-2.cpp在程序1-2的GUI应用程序中，首先需要Windows.h头文件，以便获得传送给WinMain() 和MessageBox() API函数的数据类型定义。

实验一汇编运行环境及方法、简单程序设计一、程序说明本程序用来比较两个字符串string1和string2所含的字符是否相同。

若相同则显示‘Match’，否则显示‘Nomatch’。

在程序的数据段先定义两个字符串string1和string2，再定义两个字符串mess1和mess2，分别代表‘Match’和‘Nomatch’。

再代码段比较字符串string1和string2，通过比较判断是否相同。

若相同则显示‘Match’，否则显示‘Nomatch’。

二、调试说明再EDIT中建立ASM文件，再用汇编程序对源程序汇编产生目标文件Obj，再用连接程序产生执行文件EXE。

再用Debug进行调试。

其中常用到的指令有：用-g命令来用运行程序，用-u命令来显示程序，用-d 命令来查看数据段的情况，用-e或-f命令来修改需要改正的部分，用-t指令来逐步执行程序，用-r指令来查看寄存器和修改寄存器的值，-q命令用来退出debug程序。

在这些命令的后面加上地址，可以将命令执行到相应的地方。

如用-g指令运行程序后，再用-u指令显示程序的执行借给如下：三：源程序和执行结果：DATA SEGMENTSTRING1 DB 'Move the cursor backward.' STRING2 DB 'Move the cursor backward.' mess1 db 'match.',10,13,'$'mess2 db 'no match.',10,13,'$'DATA ENDScode segmentmain proc farassume cs:code,ds:DATA,es:DATAstart:mov ax,DATAmov ds,axmov es,axlea si,STRING1lea di,STRING2cldmov cx,25repz cmpsbjz matchlea dx,mess2jmp short dispmatch:lea dx,mess1disp:mov ah,9int 21hmov ah,4chint 21hretmain endpcode endsend start执行结果：实验二用DEBUG编程:使用堆栈段将AX和BX的内容进行交换等一：程序说明：1、设堆栈指针SP=2000H，AX=3000H，BX=5000H；编一程序段将AX和BX的内容进行交换。