os試驗指導(dǎo)書+試驗提示

1、操作系統(tǒng)實驗指導(dǎo)書主編：杜俊俐計算機學(xué)院操作系統(tǒng)課程組2010年2月20日刖百操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中的核心系統(tǒng)軟件，負責(zé)控制和管理整個系統(tǒng)的資源并組織用戶協(xié)調(diào)使用這些資源，是計算機高效的工作。操作系統(tǒng)課程是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程。由于操作系統(tǒng)是最優(yōu)秀、最復(fù)雜和最龐大的軟件之一，所以，真正領(lǐng)會操作系統(tǒng)課程所介紹的感念、原理、方法和技巧等，是十分困難的。經(jīng)驗表明，學(xué)習(xí)尤其是真正體會和掌握操作系統(tǒng)的最好方式是對它進行充分的實驗。為此，培養(yǎng)計劃中為操作系統(tǒng)課程安排了16學(xué)時實驗。為了更好地發(fā)揮實驗深入理解課程知識的學(xué)習(xí)作用及知識應(yīng)用的實踐方法，將課程中重要知識點設(shè)計成七個實驗。通過這些實驗有助于

2、學(xué)生全面、透徹的理解操作系統(tǒng)原理中的核心知識。目錄第一章、概述4第二章、實驗要求及注意事項5第三章、實驗項目6實驗一：進程創(chuàng)建與撤消6實驗二：進程調(diào)度7實驗三：進程通信8實驗四：分區(qū)式儲器管理9實驗五：請求頁式存儲管理10實驗六：磁盤調(diào)度算法11實驗七：磁盤文件操作12第四章、參考文獻13附錄A:實驗報告規(guī)范14第一章、概述操作系統(tǒng)課程是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程。高級語言程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程為其前趨課程。該課程理論性強，難以理解。通過課程的實驗，能幫助學(xué)生深透理解并真正領(lǐng)會操作系統(tǒng)課程所介紹的感念、原理、方法和技巧等。實驗學(xué)時為16,共分七個實驗分別進行。實驗一：進程創(chuàng)建與撤消、實驗二

3、：進程調(diào)度、實驗三：進程通信、實驗四：分區(qū)式儲器管理、實驗五：請求頁式存儲管理、實驗六：磁盤調(diào)度算法、實驗七：磁盤文件操作。其中實驗五需4學(xué)時，其余均為2學(xué)時。這七個實驗對操作系統(tǒng)原理中的進程管理、存儲器管理、文件系統(tǒng)等重要知識進行訓(xùn)練。實現(xiàn)語言為VisualC+6.0,系統(tǒng)平臺為Windowso第二章、實驗要求及注意事項實驗環(huán)境要求：硬件：普通PC386以上微機；軟件：windows操作系統(tǒng)；開發(fā)語言：VisualC+6.0;實驗前應(yīng)復(fù)習(xí)實驗中所涉及的理論知識和算法，針對實驗要求完成基本代碼編寫并完成預(yù)習(xí)報告、實驗中認真調(diào)試所編代碼并進行必要的測試、記錄并分析實驗結(jié)果，實驗后認真書寫符合規(guī)范

4、格式的實驗報告（參見附錄A）,并要求用正規(guī)的實驗報告紙和封面裝訂整齊，按時上交。第三章、實驗項目實驗一：進程創(chuàng)建與撤消一.實驗?zāi)康?1) 加深對進程概念的理解和進程創(chuàng)建與撤消算法；(2) 進一步認識并發(fā)執(zhí)行的實質(zhì)。二.實驗屬性該實驗為驗證性+設(shè)計性實驗。三.實驗儀器設(shè)備及器材普通PC386以上微機四.實驗要求本實驗要求2學(xué)時完成。本實驗要求完成如下三個層次的任務(wù)：(1)系統(tǒng)級一以普通用戶身份認識windows的進程管理。通過windows的“任務(wù)管理器”觀察進程的狀態(tài)，進行進程的創(chuàng)建、切換和撤銷。(2)語言級一以普通程序員身份認識高級語言VC+/Java/C#的進程創(chuàng)建與撤銷工具。(3)模擬級

5、一以O(shè)S設(shè)計師身份編程模擬實現(xiàn)進程創(chuàng)建與撤銷功能，并在屏幕上觀察進程活動的結(jié)果。實驗前應(yīng)復(fù)習(xí)實驗中所涉及的理論知識和算法，針對實驗要求完成基本代碼編寫并完成預(yù)習(xí)報告；實驗中認真調(diào)試所編代碼并進行必要的測試、記錄并分析實驗結(jié)果。實驗后認真書寫符合規(guī)范格式的實驗報告(參見附錄A),并要求用正規(guī)的實驗報告紙和封面裝訂整齊，按時上交。五.實驗提示-模擬級編程1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義：結(jié)構(gòu)體PCB:進程名、ID、運行時間、優(yōu)先級、隊列指針等，隊列的排序按創(chuàng)建時間。PCB空間一結(jié)構(gòu)體PCB數(shù)組就緒隊列指針運行隊列指針空隊列指針2、函數(shù)CREATE。一進程創(chuàng)建：從PCB空間申請一個空PCB,填入進程參數(shù)，插入就緒隊

6、列；KILL()一進程終止：將指定的就緒進程的PCB移出就緒隊列，插入空隊列；就緒隊列輸出函數(shù)一輸出就緒隊列中的進程信息，以便觀察創(chuàng)建或撤消活動的結(jié)果；主函數(shù)一功能選擇、輸入新進程參數(shù)、調(diào)用創(chuàng)建函數(shù)、輸出就緒隊列；輸入進程名稱、調(diào)用終止函數(shù)、輸出就緒隊列；3、主界面設(shè)計：進程創(chuàng)建、進程撤銷、就緒隊列顯示菜單；數(shù)據(jù)輸入和就緒隊列顯示區(qū)。4、功能測試：從顯示出的就緒隊列狀態(tài)，查看操作的正確與否。六.本次實驗報告的格式實驗一：進程創(chuàng)建與撤消一、實驗?zāi)康?、加深對進程概念的理解和進程創(chuàng)建與撤消算法；2、進一步認識并發(fā)執(zhí)行的實質(zhì)。二、實驗內(nèi)容本實驗完成如下三個層次的任務(wù)：(1)系統(tǒng)級一以普通用戶身份認識

7、windows的進程管理。通過windows的“任務(wù)管理器”觀察進程的狀態(tài)，進行進程的創(chuàng)建、切換和撤銷。(2)語言級一以普通程序員身份認識高級語言VC+/Java/C#的進程創(chuàng)建與撤銷工具。(3)模擬級一以O(shè)S設(shè)計師身份編程模擬實現(xiàn)進程創(chuàng)建與撤銷功能，并在屏幕上觀察進程活動的結(jié)果。三、實驗步驟1、windows的進程管理OOOOOOOO2、VC+/Java/C#的進程創(chuàng)建與撤銷工具OOOOOOOO3、進程創(chuàng)建與撤銷的模擬實現(xiàn)(1)總體設(shè)計：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義：結(jié)構(gòu)體PCB:進程名、ID、運行時間、優(yōu)先級等，隊列的排序按創(chuàng)建時間或優(yōu)先級排序。PCB空間一結(jié)構(gòu)體PCB數(shù)組就緒隊列指針空隊列指針函數(shù)CRE

8、ATE。一進程創(chuàng)建：從PCB空間申請一個空PCB,填入進程參數(shù)，插入就緒隊列；KILL()一進程終止：將指定的就緒進程移出就緒隊列，插入空隊列；就緒隊列輸出函數(shù)Display。一輸出就緒隊列中的進程信息，以便觀察創(chuàng)建或撤消活動的結(jié)果；主函數(shù)Main()一功能選擇、輸入新進程參數(shù)、調(diào)用創(chuàng)建函數(shù)、輸出就緒隊列；輸入進程名稱、調(diào)用終止函數(shù)、輸出就緒隊列；主界面設(shè)計：進程創(chuàng)建、進程撤銷、就緒隊列顯示菜單；數(shù)據(jù)輸入和就緒隊列顯示區(qū)。功能測試：從顯示出的就緒隊列狀態(tài)，查看操作的正確與否。(2)詳細設(shè)計：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義：結(jié)構(gòu)體PCB：PCB空間就緒隊列指針空隊列指針函數(shù)設(shè)計給出create。、destroy。

9、、Display。、Main()的流程圖描述；(3)調(diào)試與測試：列出你的測試結(jié)果，包括輸入和輸出。四、實驗總結(jié)陳述在程序設(shè)計和調(diào)試中遇到的主要問題及解決過程，對所用的知識深入理解的作用,VC+等相應(yīng)功能的掌握和程序設(shè)計能力的提高以及經(jīng)驗和體會，分析并提出改進設(shè)想等。五、附錄帶注釋的源程序。實驗二：進程調(diào)度一.實驗?zāi)康募由罾斫獠⒛M實現(xiàn)進程調(diào)度算法。1）熟悉常用的進程調(diào)度算法，如FCFS、SPF、FPF2）結(jié)合所學(xué)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及編程知識，選擇一種進程調(diào)度算法予以實現(xiàn)。二.實驗屬性該實驗為設(shè)計性實驗。三.實驗儀器設(shè)備及器材普通PC386以上微機四.實驗要求本實驗要求2學(xué)時完成。本實驗要求完成如下任務(wù)

10、：1）編程實現(xiàn)單處理機系統(tǒng)中的進程調(diào)度，要求從FCFS、SPF、FPF、時間片輪轉(zhuǎn)算法中至少選擇一個；2）最后編寫主函數(shù)對所做工作進行測試。實驗前應(yīng)復(fù)習(xí)實驗中所涉及的理論知識和算法，針對實驗要求完成基本代碼編寫并完成預(yù)習(xí)報告、實驗中認真調(diào)試所編代碼并進行必要的測試、記錄并分析實驗結(jié)果。實驗后認真書寫符合規(guī)范格式的實驗報告（參見附錄A）,并要求用正規(guī)的實驗報告紙和封面裝訂整齊，按時上交。五.實驗提示1、本實驗在實驗一的基礎(chǔ)上進行設(shè)計。2、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用實驗一中的進程就緒隊列，并在此基礎(chǔ)上進行調(diào)度，如果隊列排序與算法要求不一致則編寫一個排序函數(shù)。3、進程調(diào)度算法：選擇一種進程調(diào)度算法實現(xiàn)。4、主界面設(shè)

11、計：在實驗一的界面上增加一個進程調(diào)度按鈕、被調(diào)進程的PCB顯示。5、功能測試：從顯示出的就緒隊列狀態(tài)和被調(diào)進程的PCB,查看操作的正確與否。實驗三：進程通信一.實驗?zāi)康募由顚M程通信的理解。熟悉消息通信機制、共享存儲器通信機制，進一步認識其與信號量通信的區(qū)別。二.實驗屬性該實驗為設(shè)計性實驗。三.實驗儀器設(shè)備及器材普通PC386以上微機四.實驗要求本實驗要求2學(xué)時完成。本實驗要求完成如下任務(wù)：1）編程實現(xiàn)基于消息緩沖隊列機制的進程通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和通信原語（創(chuàng)建消息、發(fā)送消息、接收消息）；2）最后編寫主函數(shù)對所做工作進行測試。實驗前應(yīng)復(fù)習(xí)實驗中所涉及的理論知識和算法，針對實驗要求完成基本代碼編寫并完

12、成預(yù)習(xí)報告、實驗中認真調(diào)試所編代碼并進行必要的測試、記錄并分析實驗結(jié)果。實驗后認真書寫符合規(guī)范格式的實驗報告（參見附錄A）,并要求用正規(guī)的實驗報告紙和封面裝訂整齊，按時上交。五.實驗提示1、本實驗在實驗一的基礎(chǔ)上進行設(shè)計。2、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：消息緩沖隊列鏈表，修改PCB結(jié)構(gòu)增加消息緩沖隊列指針。3、進程通信實現(xiàn)：模擬兩個進程A、B之間的通信，從A發(fā)往B,信息內(nèi)容自己定義，編寫Send和Receive原語。4、主界面設(shè)計：在實驗二的界面上增加一個消息發(fā)送按鈕、消息接收按鈕、并將就緒隊列顯示區(qū)用做消息緩沖隊列的顯示。觸發(fā)消息發(fā)送按鈕，彈出消息內(nèi)容輸入框，輸入后發(fā)給B的消息緩沖隊列。觸發(fā)消息接收按鈕則從消

13、息緩沖隊列刪除隊首節(jié)點。隊列顯示區(qū)可看到消息緩沖區(qū)的變化結(jié)果。5、功能測試：從顯示出的消息緩沖隊列狀態(tài)，可查看操作的正確與否。實驗四：分區(qū)式儲器管理一.實驗?zāi)康哪M實現(xiàn)一個簡單的固定(或可變)分區(qū)存儲管理系統(tǒng)，進一步加深對分區(qū)分配方案設(shè)計思想的理解。二.實驗屬性該實驗為設(shè)計性實驗。三.實驗儀器設(shè)備及器材普通PC386以上微機四.實驗要求本實驗要求2學(xué)時完成。本實驗要求完成如下任務(wù)：(1)建立相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，作業(yè)控制塊、已分配分區(qū)及未分配分區(qū)；(2)實現(xiàn)一個分區(qū)分配算法，如最先適應(yīng)分配算法、最優(yōu)或最壞適應(yīng)分配算法；(3)實現(xiàn)一個分區(qū)回收算法；(4)給定一批作業(yè)/進程，選擇一個分配或回收算法，實現(xiàn)

14、分區(qū)存儲的模擬管理；(5)將整個過程可視化顯示出來。實驗前應(yīng)復(fù)習(xí)實驗中所涉及的理論知識和算法，針對實驗要求完成基本代碼編寫并完成預(yù)習(xí)報告、實驗中認真調(diào)試所編代碼并進行必要的測試、記錄并分析實驗結(jié)果。實驗后認真書寫符合規(guī)范格式的實驗報告(參見附錄A),并要求用正規(guī)的實驗報告紙和封面裝訂整齊，按時上交。五.實驗提示1、本實驗雖然不以前面實驗為基礎(chǔ)，但建議在其界面中繼續(xù)增加分區(qū)存儲管理功能。2、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：分區(qū)說明表，用數(shù)組實現(xiàn)。3、存儲管理：建議采取固定分區(qū)法管理內(nèi)存。編寫內(nèi)存分配、內(nèi)存回收算法。4、主界面設(shè)計：在界面上增加一個內(nèi)存分配按鈕、內(nèi)存回收按鈕、并將就緒隊列顯示區(qū)用做分區(qū)說明表的顯示。觸發(fā)

15、內(nèi)存分配按鈕，彈出作業(yè)大小輸入框，輸入后調(diào)用內(nèi)存分配函數(shù)，在分區(qū)說明表中看到分配的分區(qū)。觸發(fā)內(nèi)存回收按鈕，彈出作業(yè)大小輸入框，輸入后調(diào)用內(nèi)存回收函數(shù)，在分區(qū)說明表中看到回收分區(qū)狀態(tài)的改變。5、功能測試：從顯示出的分區(qū)說明表，可查看操作的正確與否。實驗五：請求頁式存儲管理一.實驗?zāi)康纳钊肜斫庹埱箜撌酱鎯芾淼脑?，重點認識其中的地址變換、缺頁中斷、置換算法等實現(xiàn)思想。二.實驗屬性該實驗為綜合性、設(shè)計性實驗。三.實驗儀器設(shè)備及器材普通PC386以上微機四.實驗要求本實驗要求4學(xué)時完成。本實驗要求完成如下任務(wù)：(1)建立相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：存儲塊表、頁表等；(2)實現(xiàn)基本分頁存儲管理，如分配、回收、地址

16、變換；(3)在基本分頁的基礎(chǔ)上實現(xiàn)請求分頁存儲管理；(4)給定一批作業(yè)/進程，選擇一個分配或回收模擬；(5)將整個過程可視化顯示出來。實驗前應(yīng)復(fù)習(xí)實驗中所涉及的理論知識和算法，針對實驗要求完成基本代碼編寫并完成預(yù)習(xí)報告、實驗中認真調(diào)試所編代碼并進行必要的測試、記錄并分析實驗結(jié)果。實驗后認真書寫符合規(guī)范格式的實驗報告(參見附錄A),并要求用正規(guī)的實驗報告紙和封面裝訂整齊，按時上交。五、實驗提示1、本實驗雖然不以前面實驗為基礎(chǔ)，但建議在其界面中繼續(xù)增加請求頁式存儲管理功能。2、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：內(nèi)存分配表、頁表空間(用數(shù)組實現(xiàn))，修改PCB結(jié)構(gòu)增加頁表指針、頁表長度。3、存儲管理：編寫內(nèi)存分配、內(nèi)存回收算

17、法、頁面置換算法。4、主界面設(shè)計：在界面上增加一個請求分頁內(nèi)存分配按鈕、請求分頁內(nèi)存回收按鈕、裝入指定進程的指定頁按鈕。觸發(fā)請求分頁內(nèi)存分配按鈕，彈出作業(yè)大小輸入框，輸入后調(diào)用內(nèi)存分配函數(shù)，在內(nèi)存分配表和頁表中看到分配的存儲塊。觸發(fā)請求分頁內(nèi)存回收按鈕，彈出進程ID輸入框，輸入后調(diào)用內(nèi)存回收函數(shù)，在內(nèi)存分配表中看到回收后的狀態(tài)改變。5、功能測試：從顯示出的內(nèi)存分配表和頁表，可查看操作的正確與否。實驗六：磁盤調(diào)度算法一.實驗?zāi)康膹?fù)習(xí)模擬實現(xiàn)一種磁盤調(diào)度算法，進一步加深對磁盤調(diào)度效率的理解。二.實驗屬性該實驗為設(shè)計性實驗。三.實驗儀器設(shè)備及器材普通PC386以上微機四.實驗要求本實驗要求2學(xué)時完成

18、。本實驗要求完成如下任務(wù)：(1)建立相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，作業(yè)控制塊、已分配分區(qū)及未分配分區(qū)(2)實現(xiàn)一個分區(qū)分配算法，如最先適應(yīng)分配算法、最優(yōu)或最壞適應(yīng)分配算法(3)實現(xiàn)一個分區(qū)回收算法(4)給定一批作業(yè)/進程，選擇一個分配或回收算法，實現(xiàn)分區(qū)存儲的模擬管理實驗前應(yīng)復(fù)習(xí)實驗中所涉及的理論知識和算法，針對實驗要求完成基本代碼編寫并完成預(yù)習(xí)報告、實驗中認真調(diào)試所編代碼并進行必要的測試、記錄并分析實驗結(jié)果。實驗后認真書寫符合規(guī)范格式的實驗報告(參見附錄A),并要求用正規(guī)的實驗報告紙和封面裝訂整齊，按時上交。實驗七：磁盤文件操作一.實驗?zāi)康氖煜indows的文件系統(tǒng)，進一步掌握文件操作和優(yōu)化磁盤系統(tǒng)的基本方法。二.實驗屬性該實驗為設(shè)計性實驗。三.實驗儀器設(shè)備及器材普通PC386以上微機四.實驗要求本實驗要求2學(xué)時完成。本實驗要求至少完成如下任務(wù)之一(可選擇部分)：(1)實現(xiàn)文件控制塊FCB的內(nèi)容顯示(2)實現(xiàn)文件與文件夾的加密(3)進行磁盤配額的分配與管理(4)進行磁盤清理和磁盤碎片整理(5)實現(xiàn)磁盤的備份、還原及修復(fù)實驗前應(yīng)復(fù)習(xí)實驗中所涉及的理論知識和算法，針對實驗要求完成基本代碼編寫并完成預(yù)習(xí)報告、實驗中認真調(diào)試所編代碼并進行必要的測