南邮操作系统实验代码
Linux操作系统源代码详细分析
linux源代码分析:Linux操作系统源代码详细分析 疯狂代码 https://www.wendangku.net/doc/5915110186.html,/ ?:http:/https://www.wendangku.net/doc/5915110186.html,/Linux/Article28378.html 内容介绍: Linux 拥有现代操作系统所有功能如真正抢先式多任务处理、支持多用户内存保护虚拟内存支持SMP、UP符合POSIX标准联网、图形用户接口和桌面环境具有快速性、稳定性等特点本书通过分析Linux内核源代码充分揭示了Linux作为操作系统内核是如何完成保证系统正常运行、协调多个并发进程、管理内存等工作现实中能让人自由获取系统源代码并不多通过本书学习将大大有助于读者编写自己新 第部分 Linux 内核源代码 arch/i386/kernel/entry.S 2 arch/i386/kernel/init_task.c 8 arch/i386/kernel/irq.c 8 arch/i386/kernel/irq.h 19 arch/i386/kernel/process.c 22 arch/i386/kernel/signal.c 30 arch/i386/kernel/smp.c 38 arch/i386/kernel/time.c 58 arch/i386/kernel/traps.c 65 arch/i386/lib/delay.c 73 arch/i386/mm/fault.c 74 arch/i386/mm/init.c 76 fs/binfmt-elf.c 82 fs/binfmt_java.c 96 fs/exec.c 98 /asm-generic/smplock.h 107 /asm-i386/atomic.h 108 /asm- i386/current.h 109 /asm-i386/dma.h 109 /asm-i386/elf.h 113 /asm-i386/hardirq.h 114 /asm- i386/page.h 114 /asm-i386/pgtable.h 115 /asm-i386/ptrace.h 122 /asm-i386/semaphore.h 123 /asm-i386/shmparam.h 124 /asm-i386/sigcontext.h 125 /asm-i386/siginfo.h 125 /asm-i386/signal.h 127 /asm-i386/smp.h 130 /asm-i386/softirq.h 132 /asm-i386/spinlock.h 133 /asm-i386/system.h 137 /asm-i386/uaccess.h 139 //binfmts.h 146 //capability.h 147 /linux/elf.h 150 /linux/elfcore.h 156 /linux/errupt.h 157 /linux/kernel.h 158 /linux/kernel_stat.h 159 /linux/limits.h 160 /linux/mm.h 160 /linux/module.h 164 /linux/msg.h 168 /linux/personality.h 169 /linux/reboot.h 169 /linux/resource.h 170 /linux/sched.h 171 /linux/sem.h 179 /linux/shm.h 180 /linux/signal.h 181 /linux/slab.h 184 /linux/smp.h 184 /linux/smp_lock.h 185 /linux/swap.h 185 /linux/swapctl.h 187 /linux/sysctl.h 188 /linux/tasks.h 194 /linux/time.h 194 /linux/timer.h 195 /linux/times.h 196 /linux/tqueue.h 196 /linux/wait.h 198 init/.c 198 init/version.c 212 ipc/msg.c 213 ipc/sem.c 218 ipc/shm.c 227 ipc/util.c 236 kernel/capability.c 237 kernel/dma.c 240 kernel/exec_do.c 241 kernel/exit.c 242 kernel/fork.c 248 kernel/info.c 255 kernel/itimer.c 255 kernel/kmod.c 257 kernel/module.c 259 kernel/panic.c 270 kernel/prk.c 271 kernel/sched.c 275 kernel/signal.c 295 kernel/softirq.c 307 kernel/sys.c 307 kernel/sysctl.c 318 kernel/time.c 330 mm/memory.c 335 mm/mlock.c 345 mm/mmap.c 348 mm/mprotect.c 358 mm/mremap.c 361 mm/page_alloc.c 363 mm/page_io.c 368 mm/slab.c 372 mm/swap.c 394 mm/swap_state.c 395 mm/swapfile.c 398 mm/vmalloc.c 406 mm/vmscan.c 409
操作系统实验报告
操作系统实验报告 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
实验二进程调度1．目的和要求 通过这次实验，理解进程调度的过程，进一步掌握进程状态的转变、进程调度的策略，进一步体会多道程序并发执行的特点，并分析具体的调度算法的特点，掌握对系统性能的评价方法。 2．实验内容 阅读教材《计算机操作系统》第二章和第三章，掌握进程管理及调度相关概念和原理。 编写程序模拟实现进程的轮转法调度过程，模拟程序只对PCB进行相应的调度模拟操作，不需要实际程序。假设初始状态为：有n个进程处于就绪状态，有m个进程处于阻塞状态。采用轮转法进程调度算法进行调度(调度过程中，假设处于执行状态的进程不会阻塞)，且每过t个时间片系统释放资源，唤醒处于阻塞队列队首的进程。 程序要求如下： 1）输出系统中进程的调度次序； 2）计算CPU利用率。 3．实验环境 Windows操作系统、VC++6.0 C语言 4设计思想： （1）程序中进程可用PCB表示，其类型描述如下：
structPCB_type { intpid;//进程名 intstate;//进程状态 2——表示“执行”状态 1——表示“就绪”状态 0——表示“阻塞”状态 intcpu_time;//运行需要的CPU时间（需运行的时间片个数） } 用PCB来模拟进程； （2）设置两个队列，将处于“就绪”状态的进程PCB挂在队列ready中；将处于“阻塞”状态的进程PCB挂在队列blocked中。队列类型描述如下： structQueueNode{ structPCB_typePCB; StructQueueNode*next; } 并设全程量： structQueueNode*ready_head=NULL,//ready队列队首指针 *ready_tail=NULL,//ready队列队尾指 针
计算机操作系统实验课实验报告
实验报告 实验课程: 计算机操作系统学生姓名：XXX 学号：XXXX 专业班级：软件 2014年12月25日
目录 实验一熟悉Windows XP中的进程和线程.. 3实验二进程调度 (7) 实验三死锁避免—银行家算法的实现 (18) 实验四存储管理 (24)
实验一熟悉Windows XP中的进程和线程 一、实验名称 熟悉Windows XP中的进程和线程 二、实验目的 1、熟悉Windows中任务管理器的使用。 2、通过任务管理器识别操作系统中的进程和线程的相关信息。 3、掌握利用spy++.exe来察看Windows中各个任务的更详细信息。 三、实验结果分析 1、启动操作系统自带的任务管理器： 方法：直接按组合键Ctrl+Alt+Del，或者是在点击任务条上的“开始”“运行”，并输入“taskmgr.exe”。
2、调整任务管理器的“查看”中的相关设置，显示关于进程的以下各项信息，并 完成下表： 表一：统计进程的各项主要信息 3、启动办公软件“Word”，在任务管理器中找到该软件的登记，并将其结束掉。再
从任务管理器中分别找到下列程序：winlogon.exe、lsass.exe、csrss.exe、smss.exe，试着结束它们，观察到的反应是任务管理器无法结束进程， 原因是该系统是系统进程。 4、在任务管理器中找到进程“explorer.exe”，将之结束掉，并将桌面上你打开的所 有窗口最小化，看看你的计算机系统起来什么样的变化桌面上图标菜单都消失了、得到的结论explorer.exe是管理桌面图标的文件（说出explorer.exe进程的作用）。 5、运行“spy++.exe”应用软件，点击按钮“”，切换到进程显示栏上，查看进 程“explorer.exe”的各项信息，并填写下表： 进程：explorer.exe 中的各个线程
《操作系统教程》南邮正式版——习题解答
《操作系统教程》南邮正式版 习题解答 第三章进程管理与调度习题 1、什么是多道程序设计？多道程序设计利用了系统与外围设备的并行工作能力，从而提高工作效率，具体表现在哪些方面？ 答： 让多个计算问题同时装入一个计算机系统的主存储器并行执行，这种设计技术称“ 多道程序设计”，这种计算机系统称“多道程序设计系统” 或简称“多道系统”。在多道程序设计的系统中，主存储器中同时存放了多个作业的程序。为避免相互干扰，必须提供必要的手段使得在主存储器中的各道程序只能访问自己的区域。 提高工作效率，具体表现在： ?提高了处理器的利用率； ?充分利用外围设备资源：计算机系统配置多种外围设备，采用多道程序设计并行工作时，可以将使用不同设备的程序搭配在一起同时装入主存储器，使得系统中各外围设备经常处于忙碌状态，系统资源被充分利用； ?发挥了处理器与外围设备以及外围设备之间的并行工作能力； 从总体上说，采用多道程序设计技术后，可以有效地提高系统中资源的利用率，增加单位时间内的算题量，从而提高了吞吐率。 2、请描述进程的定义和属性。 答： 进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配、调度和保护的独立单位。 进程的属性有：结构性?共享性?动态性?独立性?制约性?并发性 3、请描述进程与程序的区别及关系。 答：
程序是静止的，进程是动态的。进程包括程序和程序处理的对象（数据集），进程能得到程序处理的结果。进程和程序并非一一对应的，一个程序运行在不同的数据集上就构成了不同的进程。通常把进程分为“系统进程”和“用户进程”两大类，把完成操作系统功能的进程称为系统进程，而完成用户功能的进程则称为用户进程。 4、进程有哪三种基本状态？三种进程状态如何变化？ 答： 通常，根据进程执行过程中不同时刻的状态，可归纳为三种基本状态： ·等待态：等待某个事件的完成； ·就绪态：等待系统分配处理器以便运行； ·运行态：占有处理器正在运行。 进程在执行中状态会不断地改变，每个进程在任何时刻总是处于上述三种基本状态的某一种基本状态，进程状态之间转换关系： 运行态→等待态往往是由于等待外设，等待主存等资源分配或等待人工干预而引起的。等待态→就绪态则是等待的条件已满足，只需分配到处理器后就能运行。 运行态→就绪态不是由于自身原因，而是由外界原因使运行状态的进程让出处理器，这时候就变成就绪态。例如时间片用完，或有更高优先级的进程来抢占处理器等。 就绪态→运行态系统按某种策略选中就绪队列中的一个进程占用处理器，此时就变成了运行态。 5、进程控制块是什么，有何作用？通常进程控制块包含哪些信息？ 答： 进程控制块(Process Control Block,简称PCB)，是操作系统为进程分配的用于标志进程，记录各进程执行情况的。进程控制块是进程存在的标志，它记录了进程从创建到消亡动态变化的状况，进程队列实际也是进程控制块的链接。操作系统利用进程控制块对进程进行控制和管理。 ·标志信息含唯一的进程名 ·说明信息有进程状态、等待原因、进程程序存放位置和进程数据存放位置 ·现场信息包括通用、控制和程序状态字寄存器的内容 ·管理信息存放程序优先数和队列指针 进程控制块的作用有：
Linux操作系统源代码详细分析报告
Linux操作系统源代码详细分析 容简介： Linux 拥有现代操作系统所有的功能，如真正的抢先式多任务处理、支持多用户，存保护，虚拟存，支持SMP、UP，符合POSIX标准，联网、图形用户接口和桌面环境。具有快速性、稳定性等特点。本书通过分析Linux的核源代码，充分揭示了Linux作为操作系统的核是如何完成保证系统正常运行、协调多个并发进程、管理存等工作的。现实中，能让人自由获取的系统源代码并不多，通过本书的学习，将大大有助于读者编写自己的新程序。 第一部分 Linux 核源代码 arch/i386/kernel/entry.S 2 arch/i386/kernel/init_task.c 8 arch/i386/kernel/irq.c 8 arch/i386/kernel/irq.h 19 arch/i386/kernel/process.c 22 arch/i386/kernel/signal.c 30 arch/i386/kernel/smp.c 38 arch/i386/kernel/time.c 58 arch/i386/kernel/traps.c 65 arch/i386/lib/delay.c 73 arch/i386/mm/fault.c 74 arch/i386/mm/init.c 76 fs/binfmt-elf.c 82 fs/binfmt_java.c 96 fs/exec.c 98 include/asm-generic/smplock.h 107 include/asm-i386/atomic.h 108 include/asm-i386/current.h 109 include/asm-i386/dma.h 109 include/asm-i386/elf.h 113 include/asm-i386/hardirq.h 114 include/asm-i386/page.h 114 include/asm-i386/pgtable.h 115 include/asm-i386/ptrace.h 122 include/asm-i386/semaphore.h 123 include/asm-i386/shmparam.h 124 include/asm-i386/sigcontext.h 125 include/asm-i386/siginfo.h 125 include/asm-i386/signal.h 127 include/asm-i386/smp.h 130 include/asm-i386/softirq.h 132 include/asm-i386/spinlock.h 133 include/asm-i386/system.h 137 include/asm-i386/uaccess.h 139
操作系统实验指导_源码参考资料
华东交通大学 软件学院 操作系统实验报告 专业: 计算机科学与技术 姓名: 林庆达 学号: 3103005138 2005-6
试验一进程调度 一、实验目的: 编写和调试一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解。 二、实验内容：以两种典型算法为例说明实现的算法 (一)、最高优先数优先的调度算法 1、实验原理 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）和先来先服务算法。 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。 每个进程的状态可以是就绪W （Wait）、运行R（Run）、或完成F（Finish） 三种状态之一。 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、以及各个进程的PCB， 以便进行检查。 重复以上过程，直到所有进程都完成为止。 2、源代码： #include "stdio.h" #include
操作系统 实验报告 一
姓名：****** 班级：2010级软件工程 学号：******** 日期：2012年10月19日 一、实验题目Windows 2000进程的“一生” 二、实验目的 1) 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 2000进程的“一生”。 2) 通过阅读和分析实验程序，学习创建进程、观察进程和终止进程的程序设 计方法。 二、实验内容 本实验分为三个小实验分别为实验1.1、实验1.2、实验1.3，每个小实 验的实验题目、实验目的、实验内容、实验过程、回答问题、实验总结 分别如下： 一、实验题目实验1.1：创建进程 二、实验目的 1）通过创建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 2000进程的“一生”。 2) 通过阅读和分析实验程序，学习创建进程、观察进程和终止进程的程序 设计方法。 三、实验内容： 1) 调试实验3-5中的程序。 2) 观察并分析程序。 四、实验过程及结果： 步骤1：登录进入Windows 2000 Professional。 步骤2：在“开始”菜单中单击“程序”-“Microsoft Visual Studio 6.0”–“Microsoft Visual C++ 6.0”命令，进入Visual C++窗口。 步骤3：在工具栏单击“打开”按钮，在“打开”对话框中找到并打开实验源程
序3-5.cpp。 步骤4：单击“Build”菜单中的“Compile 3-5.cpp”命令编辑3-5.cpp 步骤5：编译完成后，单击“Build”菜单中的“Build 3-5.exe”命令，建立3-5.exe 可执行文件。 步骤6：在工具栏单击“Execute Program”(执行程序) 按钮，或者按Ctrl + F5键，或者单击“Build”菜单中的“Execute 3-5.exe”命令，执行3-5.exe 程序。 步骤7：按Ctrl + S键可暂停程序的执行，按Ctrl + Pause (Break) 键可终止程序的执行。 运行结果分析： 答：程序的运行结果如下图所示： 图一 图二
操作系统课程设计银行系统源代码
##include 操作系统实验报告 实验名称: 系统的引导 所在班级: 指导老师: 老师 实验日期: 2014年3 月29 日 一、实验目的 ◆熟悉hit-oslab实验环境； ◆建立对操作系统引导过程的深入认识； ◆掌握操作系统的基本开发过程； ◆能对操作系统代码进行简单的控制，揭开操作系统的神秘面纱。 二、实验容 1. 阅读《Linux核完全注释》的第6章引导启动程序，对计算机和Linux 0.11的引导过程进行初步的了解。 2. 按照下面的要求改写0.11的引导程序bootsect.s。 3. 有兴趣同学可以做做进入保护模式前的设置程序setup.s。 4. 修改build.c，以便可以使用make BootImage命令 5. 改写bootsect.s主要完成如下功能： bootsect.s能在屏幕上打印一段提示信息XXX is booting...，其中XXX是你给自己的操作系统起的名字，例如LZJos、Sunix等。 6. 改写setup.s主要完成如下功能： bootsect.s能完成setup.s的载入，并跳转到setup.s开始地址执行。而setup.s 向屏幕输出一行"Now we are in SETUP"。setup.s能获取至少一个基本的硬件参数（如存参数、显卡参数、硬盘参数等），将其存放在存的特定地址，并输出到屏幕上。setup.s不再加载Linux核，保持上述信息显示在屏幕上即可。 三、实验环境 本实验使用的系统是windows系统或者是Linux系统，需要的材料是osexp。 四、实验步骤 1. 修改bootsect.s中的提示信息及相关代码; 到osexp\Linux-0.11\boot目录下会看到图1所示的三个文件夹，使用UtraEdit 打开该文件。将文档中的98行的mov cx,#24修改为mov cx,#80。同时修改文档中的第246行为图2所示的情形。 图1图2 图3 2. 在目录linux-0.11\boot下,分别用命令as86 -0 -a -o bootsect.obootsect.s和 ld86 -0 -s -obootsectbootsect.o编译和bootsect.s，生成bootsect文件; 在\osexp目录下点击MinGW32.bat依此输入下面的命令： cd linux-0.11 cd boot as86 -0 -a -o bootsect.obootsect.s ld86 -0 -s -o bootsectbootsect.o 操作系统实验一实验报告 基本信息 1.1 实验题目 进程控制实验 1.2完成人 王召德 1.3报告日期 2015-4-8 实验内容简要描述 2.1实验目标 加深对于进程并发执行概念的理解。实践并发进程的创建和控制方法。观察和 体验进程的动态特性。进一步理解进程生命期期间创建、变换、撤销状态变换的过 程。掌握进程控制的方法,了解父子进程间的控制和协作关系。练习Linux 系统中 进程创建与控制有关的系统调用的编程和调试技术。 2.2实验要求 参考以上示例程序中建立并发进程的方法，编写一个多进程并发执行程序。父进程首先创建一个执行ls命令的子进程然后再创建一个执行ps命令的子进程，并控制ps 命令总在ls 命令之前执行。 2.3实验的软硬件环境 Ubuntu14.04 intelPC 报告的主要内容 3.1实验的思路 按照上面的实例，先生成一个子进程让其等待，然后生成第二个子进程，父进程等待其执行ps命令后唤醒第一个子进程执行ls即可。 3.2实验模型的描述 无 3.3主要数据结构的分析说明 无 3.4主要算法代码的分析说明 无 3.5项目管理文件的说明 无 实验过程和结果 4.1实验投入的实际学时数 1学时 4.2调试排错过程的记录 曾尝试让第二个子进程激活第一个子进程，结果发现当运行ps后，后面的代码将不再执行，所以不可行。 4.3多种方式测试结果的记录 实验结果： 父进程启动 (12239) ls子进程启动 (12240) ps子进程启动 (12241) PID TTY TIME CMD 12239 pts/27 00:00:00 born 12240 pts/27 00:00:00 born 12241 pts/27 00:00:00 ps ps子进程结束 (12241) 唤醒ls子进程 (12240) 键盘中断信号产生... ls子进程被唤醒 (12240) . born born.c~ hello.c pctl pctl.c~ pctl.o .. born.c helelo.h~ hello.c~ pctl.c pctl.h ls子进程结束 (12240) 父进程结束 (12239) 4.4实验结果的分析综合 无 实验的总结 父进程可以通过fork()函数生成子进程，子进程会从fork()函数开始执行原来的代码，当 第1部分操作系统概论名词解释 脱机输入／输出 具体的输入／输出不需要在主计算机上进行的方式也称“脱机输入／输出” 批处理 作业是由操作系统成批地进行处理，操作系统能自动地从输入池读入下一个作业，并予以运行和输出，如此直到整批作业全部处理完毕。 SPOOLING 由操作系统将磁盘模拟为输入／输出设备的处理方式称为SPOOLING（Simultaneous Periph eral Operating On Line），即“并行的外部设备操作联机”，也称“假脱机”。SPOOLING系统是以磁盘为几乎无限巨大的缓冲区来解决低速的I/O设备与高速的CPU之间的速度匹配问题。 分时系统 为了降低交互式系统的等待时间和运行时间的比率，系统通过多台终端同时向很多用户提供运行环境，这种分时系统就能以合理的成本向用户提供交互式使用计算机的方便。 多路性 一台主机可连接多台终端，多个终端用户可以同时使用计算机，共享系统的硬软件资源。 交互性 用户能与系统进行对话。在一个多步骤作业的运行过程中，用户能通过键盘等设备输入数据或命令，系统获得用户的输入后做出响应，显示执行的状况或结果。 实时操作系统 是一种能在限定的时间内对输入进行快速处理并做出响应的计算机处理系统 多处理机系统 一个计算机系统中可具有多个CPU或处理机。一般用微处理器构成阵列系统，其运算速度可以达到上万亿次， 分布式操作系统 分布式系统是一种多计算机系统，这些计算机可以处于不同的地理位置和拥有不同的软硬件资源，并用通信线路连接起来，具有独立执行任务的能力。分布式系统具有一个统一的操作系统，它可以把一个大任务划分成很多可以并行执行的子任务，并按一定的调度策略将它们动态地分配给各个计算机执行，并控制管理各个计算机的资源分配、运行及计算机之间的通信，以协调任务的并行执行。以上所有的管理工作对用户都是透明的。 网络操作系统 计算机网络是指用数据通信系统把分散在不同地方的计算机群和各种计算机设备连接起来的集合，它主要用于数据通信和资源共享，特别是软件和信息共享。 操作系统实验报告 学生学院计算机学院 专业班级计算机科学与技术3班学号3213005910 学生姓名林虹 指导教师丁国芳 2015 年12月15 日 目录 1 实验一进程调度 (1) 2 实验二银行家算法 (16) 3 实验三动态分区分配方式的模拟 (20) 4 实验四仿真各种磁盘调度算法 (26) 实验一进程调度 1. 实验目的 编写并调试一个模拟的进程调度程序，分别采用“短进程优先”、“时间片轮转”、“高响应比优先”调度算法对随机产生的五个进程进行调度，并比较算法的平均周转时间。以加深对进程的概念及进程调度算法的理解。 2. 实验要求 1.每个进程由一个进程控制块（PCB）表示，进程控制块可以包含如下信息：进程 名、优先数（响应比）、到达时间、需要运行时间（进程的长度）、已运行时间、进 程状态等等（可以根据需要自己设定）。 2.由程序自动生成进程（包括需要的数据，要注意数据的合理范围），第一个进程到 达时间从0开始，其余进程到达时间随机产生。 3.采用时间片轮转调度算法时，进程的运行时间以时间片为单位进行计算。 4.每个进程的状态可以是就绪W（Wait）、运行R（Run）、或完成F（Finish）三种 状态之一。 5.每进行一次调度，程序都要输出一次运行结果：正在运行的进程、就绪队列中的进 程、完成的进程以及各个进程的PCB，以便进行检查。 6.最后计算各调度算法的平均周转时间，并进行比较、分析。 3. 实验内容 a.算法原理 （1）短进程优先调度算法 “短进程优先”调度算法的基本思想是把CPU分配给就绪队列中需要时间最短的进程。 （2）时间片轮转算法 将系统中所有的就绪进程按照FCFS原则，排成一个队列。每次调度时将CPU 分派给队首进程，让其执行一个时间片。时间片的长度从几个ms到几百ms。在一个时间片结束时，发生时钟中断。调度程序据此暂停当前进程的执行，将其送到就绪队列的末尾，并通过上下文切换执行当前的队首进程。进程可以未使用完一个时间片，就出让CPU。 （3）高响应比优先算法 HRRN调度策略同时考虑每个作业的等待时间长短和估计需要的执行时间长短，从中选出响应比最高的作业投入执行。 每个作业完成后要打印该作业的开始运行时刻、完成时刻、周转时间和带权周转时间，这一组作业完成后要计算并打印这组作业的平均周转时间、带权平均周转时间。 实验二进程调度 1．目的和要求 通过这次实验，理解进程调度的过程，进一步掌握进程状态的转变、进程调度的策略，进一步体会多道程序并发执行的特点，并分析具体的调度算法的特点，掌握对系统性能的评价方法。 2．实验内容 阅读教材《计算机操作系统》第二章和第三章，掌握进程管理及调度相关概念和原理。 编写程序模拟实现进程的轮转法调度过程，模拟程序只对PCB进行相应的调度模拟操作，不需要实际程序。假设初始状态为：有 n 个进程处于就绪状态，有m个进程处于阻塞状态。采用轮转法进程调度算法进行调度（调度过程中，假设处于执行状态的进程不会阻塞），且每过 t 个时间片系统释放资源，唤醒处于阻塞队列队首的进程。 程序要求如下： 1）输出系统中进程的调度次序； 2）计算CPU利用率。 3．实验环境 Windows操作系统、VC++6.0 C语言 4 设计思想： (1)程序中进程可用PCB表示，其类型描述如下： struct PCB_type { int pid ;// 进程名 int state ;// 进程状态 2——表示“执行”状态 1——表示“就绪”状态 0——表示“阻塞”状态 int cpu_time ; //运行需要的CPU寸间(需运行的时间片 个数) } 用PCB来模拟进程； (2)设置两个队 列，将处于“就绪”状态的进程PCB挂在队列readyxx ;将处于“阻塞”状态的进程 PCB挂在队列blockedxx。 队列类型描述如下： struct QueueNode{ struct PCB_type PCB; Struct QueueNode *next; } 并设全程量： struct QueueNode *ready_head=NULL,//ready 队列队首指针 *ready_tail=NULL , //ready 队列队尾指针 *blocked_head=NULL,//blocked 队列队首指 针 *blocked_tail=NULL; //blocked 队列队尾指 针 (3)设计子程序： start_state(); 读入假设的数据，设置系统初始状态，即初始化就绪队列和 阻塞队列 dispath(); 模拟调度，当就绪队列的队首进程运行一个时间片后，放到就绪队列末尾，每次都是队首进程进行调度，一个进程运行结束 就从就绪队列中删除，当到 t 个时间片后，唤醒阻塞队列队首进程。 操作系统的概念和功能 计算机是一个高速运转的复杂系统：它有CPU、内存储器、外存储器、各种各样的输入输出设备，通常称为硬件资源；它可能有多个用户同时运行他们各自的程序，共享着大量数据，通常称为软件资源。如果没有一个对这些资源进行统一管理的软件，计算机不可能协调一致、高效率地完成用户交给它的任务。 从资源管理的角度，操作系统是为了合理、方便地利用计算机系统，而对其硬件资源和软件资源进行管理的软件。它是系统软件中最基本的一种软件，也是每个使用计算机的人员必须学会使用的一种软件。 4．3．1 操作系统功能 操作系统五大管理功能，即作业管理、存储管理、信息管理、设备管理和处理机管理。这些管理工作是由一套规模庞大复杂的程序来完成的。 作业管理解决的是允许谁来使用计算机和怎样使用计算机的问题。在操作系统中，把用户请求计算机完成一项完整的工作任务称为一个作业。当有多个用户同时要求使用计算机时，允许哪些作业进入，不允许哪些进入，对于已经进入的作业应当怎样安排它的执行顺序，这些都是作业管理的任务。 存储管理解决的是内存的分配、保护和扩充的问题。计算机要运行程序就必须要有一定的内存空间。当多个程序都在运行时，如何分配内存空间才能最大限度地利用有限的内存空间为多个程序服务；当内存不够用时，如何利用外存将暂时用不到的程序和数据“滚出”到外存上去，而将急需使用的程序和数据“滚入”到内存中来，这些都是存储管理所要解决的问题。 信息管理解决的是如何管理好存储在磁盘、磁带等外存上的数据。由于计算机处理的信息量很大而内存十分有限，绝大部分数据都是保存在外存上。如果要用户自己去管理就要了解如何将数据存放到外存的物理细节，编写大量程序。在多个用户使用同一台计算机的情况下既要保证各个用户的信息在外存上存放的位置不会发生冲突，又要防止对外存空间占而不用；既要保证任一用户的信息不会被其他用户窃取、破坏，又要允许在一定条件下多个用户共享，这些都是要靠信息管理解决的。信息管理有时也称为文件管理，是因为在操作系统中通常是以“文件”作为管理的单位。操作系统中的文件概念与日常生活中的文件不同，在操作系统中，文件是存储在外存上的信息的集合，它可以是源程序、目标程序、一组命令、图形、图像或其它数据。 设备管理主要是对计算机系统中的输入输出等各种设备的分配、回收、调度和控制，以及输入输出等操作。 处理机管理主要解决的是如何将CPU分配给各个程序，使各个程序都能够得到合理的运行安排。 从资源管理的角度来看，可以把操作系统看作是控制和管理计算机资源的一组程序；从用户的角度看，操作系统是用户和计算机之间的界面。用户看到的是操作系统向用户提供的一组操作命令，用户可以通过这些命令来使用和操作计算机。因而学会正确使用这些命令就成为学会使用计算机的第一步。 4．3．2 操作系统基本类型 计算机上使用的操作系统种类很多，但其基本类型可以划分为三类，即批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统。 批处理操作系统的设计目标是为了最大限度地发挥计算机资源的效率；在这种操作系统环境下，用户要把程序、数据和作业说明一次提交给系统操作员，输入计算机，在处理过程中与外部不再交互。分时操作系统的设计目标是使多个用户可以通过各自的终端互不干扰地同时使用同一台计算机交互进行操作，就好像他自己独占了该台计算机一样。实时操作系统则要 操作系统实验报告 银行家算法 班级：计算机()班 姓名：李君益 学号：(号) 提交日期： 指导老师: 林穗 一、设计题目 加深了解有关资源申请、避免死锁等概念，并体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法。 要求编写和调试一个系统动态分配资源的简单模拟程序，观察死锁产生的条件，并采用银行家算法，有效的防止和避免死锁的发生。 二、设计要求 内容： 编制银行家算法通用程序，并检测思考题中所给状态的安全性。 要求： (1)下列状态是否安全？(三个进程共享个同类资源) 进程已分配资源数最大需求数 (状态) (状态) (2)考虑下列系统状态 分配矩阵最大需求矩阵可用资源矩阵 问系统是否安全？若安全就给出所有的安全序列。若进程请求()，可否立即分配？ 三、设计分析 一．关于操作系统的死锁 ．死锁的产生 计算机系统中有许多独占资源，他们在任一时刻只能被一个进程使用，如磁带机，绘图仪等独占型外围设备，或进程表，临界区等软件资源。两个进程同时向一台打印机输出将导致一片混乱，两个进程同时进入临界区将导致数据库错误乃至程序崩溃。正因为这些原因，所有操作系统都具有授权一个进程独立访问某一辞源的能力。一个进程需要使用独占型资源必须通过以下的次序： ●申请资源 ●使用资源 ●归还资源 若申请施资源不可用，则申请进程进入等待状态。对于不同的独占资源，进程等待的方式是有差别的，如申请打印机资源、临界区资源时，申请失败将一位这阻塞申请进程；而申请打开文件文件资源时，申请失败将返回一个错误码，由申请进程等待一段时间之后重试。只得指出的是，不同的操作系统对于同一种资源采取的等待方式也是有差异的。 在许多应用中，一个进程需要独占访问多个资源，而操作系统允许多个进程并发执行共享系统资源时，此时可能会出现进程永远被阻塞的现象。这种现象称为“死锁”。 2.死锁的定义 一组进程处于死锁状态是指：如果在一个进程集合中的每个进程都在等待只能由该集合中的其他一个进程才能引发的时间，则称一组进程或系统此时发生了死锁。 ．死锁的防止 .死锁产生的条件： ●互斥条件 实验四：进程管理（二） 实验内容: 1．编写一个程序，打印进程的如下信息：进程标识符，父进程标识符，真实用户ID，有效用户ID，真实用户组ID，有效用户组ID。并分析真实用户ID和有效用户ID的区别。 源代码及结果： 真实用户ID和有效用户ID的区别： 真实用户ID：这个ID就是我们登陆unix系统时的身份ID。 有效用户ID：定义了操作者的权限。有效用户ID是进程的属性，决定了该进程对文件的访问权限。 2．阅读如下程序，编译并运行，分析进程执行过程的时间消耗（总共消耗的时间和CPU 消耗的时间），并解释执行结果。再编写一个计算密集型的程序替代grep，比较两次时间的花销。注释程序主要语句。 /* process using time */ #include int main(void){ //取得进程运行相关的时间 clock_t start,end; struct tms t_start,t_end; start = times(&t_start); system(“grep the /usr/doc/*/* > /dev/null 2> /dev/null”); /*command >/dev/null的作用是将是command命令的标准输出丢弃，而标准错误输出还是在屏幕上。一般来讲标准输出和标准错误输出都是屏幕，因此错误信息还是会在屏幕上输出。>/dev/null 2> /dev/null 标准输出与标准错误输出都会被丢弃*/ // 0 1 2 标准输入标准输出错误输出 // > 将信息放到该文件null中 end=times(&t_end); time_print(“elapsed”,end-start); puts(“parent times”); time_print(“\tuser CP U”,t_end.tms_utime); time_print(“\tsys CPU”,t_end.tms_stime); puts(“child times”); time_print(“\tuser CPU”,t_end.tms_cutime); time_print(“\tsys CPU”,t_end.tms_cstime); exit(EXIT_SUCCESS); } void time_print(char *str, clock_t time) { long tps = sysconf(_SC_CLK_TCK); /*函数sysconf()的作用为将时钟滴答数转化为秒数，_SC_CLK_TCK 为定义每秒钟 1.CPU的两种运行模式：内核态（又称核心态、系统态、管态）和用户态（又称目态）。 2.指令是控制计算机执行某种操作的命令。 3.特权指令：是一类具有特殊权限的指令，只用于操作系统或其他系统软件，普通用户不 能直接使用 4.非特权指令：也称为用户指令或普通指令，是普通用户能够直接使用的指令。这是指令 集中除特权指令外的所有指令。 5.操作系统的用户观点和系统观点:用户观点：为用户提供使用计算机系统的接口和各种 资源管理服务（从系统外部看）系统观点：管理和分配计算机系统硬件及软件资源。因此，操作系统是计算机资源的管理者（从系统内部看 6.操作系统：是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行 的系统软件（或程序集合），是用户与计算机之间的接口。 功能：处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、用户接口 7.多道程序设计的基本思想：在内存中同时存放多道程序，在管理程序的控制下交替 地执行。这些作业共享CPU和系统中的其他资源。 8.多道批处理系统优缺点：优点:系统资源利用率高；系统吞吐量大。缺点:用户作业等待 时间长；无交互性，用户一旦提交作业就失去了对其运行的控制能力 9.多道：系统在内存中存放多个作业，并且在外存上还保存大量的后备作业。 10.成批：系统按批次调度作业，而在系统运行过程中不允许用户和机器之间发生交互作用。 11.分时：对时间的共享。在分时系统中，分时主要是指若干并发程序对CPU时间的共享 12.Linux系统特点:与UNIX兼容；自由软件，源码公开；性能高，安全性强；便于定 制和再开发；互操作性高；全面的多任务和真正的32位操作系统 13.进程概念：程序在并发环境中的执行过程 进程最根本的属性：是动态性和并发性 进程的特征：动态性并发性独立性异步性 批处理系统的特征：脱机多道成批处理 分时系统的特征：多路性独立性及时性交互性 14.进程间的相互关系主要分为如下三种形式：1.互斥——竞争同一资源而发生相互制约2. 同步——协同完成一项任务 3. 通信——交换信息，合作完成一项工作 15.进程和程序的区别和联系：（1）进程是动态概念，程序是静态概念（2）进程有并发性， 程序没有（3）一个程序对应多个进程（4）进程有三个基本状态 进程的三种状态及其转换 16.进程控制块的作用：每个进程有唯一的进程控制块；操作系统根据PCB对进程实施控 制和管理；进程的动态、并发等特征是利用PCB表现出来的；PCB是进程存在的唯一标识 17.临界资源：一次仅允许一个进程访问的资源 18.临界区：简称CS区进程中访问临界资源的那段程序代码 19.原语是为完成某些特定的功能而编制的一段系统程序。原语操作也称做“原子操作”，即 一个操作中的所有动作要么全做，要么全不做。执行原语操作时，要屏蔽中断，以保证操作系统实验报告
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