操作系统本科实验任务_操作系统形考任务实验
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实验一
一、实验名称
进程调度的设计与实现
二、实验目的1、综合应用下列知识点设计并实现操作系统的进程调度：邻接表，布尔
数组，非阻塞输入，图形用户界面GUI，进程控制块，进程状态转换，多级反馈队列进程调度算法。
2、加深理解操作系统进程调度的过程。
3、加深理解多级反馈队列进程调度算法。
三、实验内容与主要设计思想
1、采用一种熟悉的语言，如C、PASCAL或C++等，编制程序。
2、采用多级反馈队列调度算法进行进程调度。
3、每个进程对应一个PCB。在PCB中包括进程标识符pid、进程的状态
标识status、进程优先级priority、进程的队列指针next和表示进程生命周期的数据项life（在实际系统中不包括该项）。
4、创建进程时即创建一个PCB，各个进程的pid都是唯一的，pid是在1
到100范围内的一个整数。可以创建一个下标为1到100的布尔数组，“真”表示下标对应的进程标识号是空闲的，“假”表示下标对应的进程标识号已分配给某个进程。
5、进程状态status的取值为“就绪ready”或“运行run”，刚创建时，状态为“ready”。被进程调度程序选中后变为“run”。
6、进程优先级priority是0到49范围内的一个随机整数。
7、进程生命周期life是1到5范围内的一个随机整数。
8、初始化时，创建一个邻接表，包含50个就绪队列，各就绪队列的进
程优先级priority分别是0到49。
9、为了模拟用户动态提交任务的过程，要求动态创建进程。进入进程调
度循环后，每次按ctrl+f即动态创建一个进程，然后将该PCB插入就绪队列中。按ctrl+q退出进程调度循环。
10、在进程调度循环中，每次选择优先级最大的就绪进程来执行。将
其状态从就绪变为运行，通过延时一段时间来模拟该进程执行一个时
间片的过程，然后优先级减半，生命周期减一。设计图形用户界面GUI，在窗口中显示该进程和其他所有进程的PCB内容。如果将该运行进程的生命周期不为0，则重新把它变为就绪状态，插入就绪队列中；否则该进程执行完成，撤消其PCB。以上为一次进程调度循环。
11、在上机实现该程序之后，要求写出实验报告，其中包括实验名称、实验目的、实验内容、程序的主要流程图、实验心得和主要源程序清单等。
四、操作系统综合性、设计性实验课程介绍
（1）课程简介与要求
《操作系统》是计算机专业学生的必修课程，该课程要求以计算机
组成原理、数据结构、PASCAL语言程序设计（或C语言程序设计）作为先行课程。课程的教学目标是：使学生学习和掌握操作系统的主要功能、基本原理、主要算法和实施技术，懂得操作系统在现
代计算机系统中的重要作用，具有分析实际操作系统的基本能力。
（2）实验目的及要求
巩固和加深对操作系统相关知识的理解；掌握模拟的实验方法；提
高编程能力。
（3）实验方式与要求
根据在操作系统课程所学的理论，采用模拟的方法编程实现操作系
统的某些功能，上机调试通过，并提交实验报告。
（4）考试方法及评分
上机检查与批改实验报告相结合，占总评成绩的20%到30%。
（5）主要仪器设备
台式电脑。
（6）教材及参考书
教材：
《计算机操作系统教程》张尧学等，清华大学出版社，2006年10月第3版
主要参考书：
《UNIX操作系统教程》尤晋元，西北电讯工程学院出版社，198
5年
《操作系统》冯耀霖等，西安电子科技大学出版社，1994年
《操作系统原理》尤晋元，上海交大出版社，1984年
《计算机操作系统》汤子瀛等，西安电子科技大学出版社，1996年12月第一版
[附录一]实验报告的格式
实验课程：操作系统
实验名称：进程调度的设计与实现（综合实验）第一部分 实验内容
1．实验目标
1、综合应用下列知识点设计并实现操作系统的进程调度：邻接表，布尔
数组，非阻塞输入，图形用户界面GUI，进程控制块，进程状态转换，多级反馈队列进程调度算法。
2、加深理解操作系统进程调度的过程。
3、加深理解多级反馈队列进程调度算法。
2.实验任务
1、用一种熟悉的语言，如C、PASCAL或C++等，编制程序。
2、采用多级反馈队列调度算法进行进程调度。
3.实验设备及环境
PC；C/C++等编程语言。
4.实验主要步骤
(1)根据实验目标，明确实验的具体任务；
(2)编写程序实现进程调度算法；
(3)设计实验数据并运行程序、记录运行的结果；
(4)分析实验结果；
(5)实验后的心得体会。
第二部分 问题及算法
1.问题描述（学生填）
2.多级反馈队列进程调度算法的一般思路（学生填）
3.算法实现的关键点（学生填）
第三部分 实验结果与分析
1.实验数据及结果（学生填）
2.实验分析及结论（学生填）
第四部分 心得与展望
1.自我评价及心得体会（学生填）
2.展望（学生填）
第五部分 附录
1.主要界面（学生填）
2.源程序（学生填）
参考文献（学生填）
实验二
一、实验名称
模拟操作系统的页面置换
二、实验目的1、掌握操作系统的页面置换过程，加深理解页式虚拟存储器的实现原理。
2、掌握用随机数生成满足一定条件的指令地址流的方法。
3、掌握页面置换的模拟方法。
三、实验要求与提示
1、采用一种熟悉的语言，如C、PASCAL、C++或Java等，编制程序。
2、模拟操作系统采用OPT、FIFO和LRU算法进行页面置换的过程。
3、设程序中地址范围为0到32767，采用随机数生成256个指令地址，满足50%的地址是顺序执行，25%向前跳，25%向后跳。为满足上述条件，可采取下列方法：设d0=10000，第n个指令地址为dn，第n+1个指令地址为dn+1，n的取值范围为0到255。每次生成一个1到1024范围内的随机数a，如果a落在1到512范围内，则dn+1=dn+1。如果a落在513到768范围内，则设置dn+1为1到dn范围内一个随机数。如果a落在769到1024范围内，则设置dn+1为dn到32767范围内一个随机数。
4、页面大小的取值范围为1K，2K，4K，8K，16K。按照页面大小将指令地址转化为页号。对于相邻相同的页号，合并为一个。
5、分配给程序的内存块数取值范围为1块，2块，直到程序的页面数。
6、分别采用OPT、FIFO和LRU算法对页号序列进行调度，计算出对应的缺页中断率。
7、打印出页面大小、分配给程序的内存块数、算法名、对应的缺页中断率。
8、分析页面大小和分配给程序的内存块数对缺页中断率的影响。分析不同的页面置换算法的调度性能。
9、在上机实现该程序之后，要求写出实验报告，其中包括实验名称、实验目的、实验内容、程序的主要流程图、实验心得和主要源程序清单等。
