操作系统课程实验教学大纲2011

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1、操作系统课程设计教学大纲操作系统课程实验大纲课程中文名称：操作系统课程实验课程英文名称：CurriculumExperimentofOperatingSystem实验项目数：4适用专业：计算机学院所有专业实验总学时：16课程总学分：3一、实验教学目的和任务通过实验教学所要达到的目的是：1、加深学生对操作系统基本原理理论知识的理解和掌握。2、培养学生理论联系实际的设计思想，训练学生利用课程中的理论知识，结合程序开发技术，实现操作系统内核部分功能的模拟。3、强化程序设计思想，加强学生的编码实现能力。本课程实

2、验教学的任务是：学生应该完成实验教学主要内容中的所规定的要求，即实现程序代码的编写和实验报告的书写。二、课程实验的主要内容实验名称实验内容编码平台不限1）实现进程相关数据结构的创建和查看功能。2）实现多种进程调度算法：先来先服务算法、优进程调度功先级调度算法、时间片轮转法、多级反馈轮转法等。能的设计与3）实现对执行进程的阻塞，对等待进程的唤醒等实现功能。4）实现相关队列在进程调度中的动态变化过程。三、课程实验的基本教学要求该课程实验的基本要求如下：（1）要求有相关编程环境的机房（至少安装C++或者jav

3、a语言编译器）。（2）学生需要具备基本的程序设计能力，即完成程序设计的前驱课程。（3）要求学生掌握《数据结构课程》的基础知识。操作系统课程设计教学大纲四、参考资料[1]计算机操作系统教程（第3版），张尧学，史美林，张高编著，清华大学出版社。[2]Linux操作系统教程，刘胤杰，岳浩等编著，机械工业出版社。[3]UNIX操作系统教程，张红光，李福才等编著，机械工业出版社。[4]操作系统，谭耀铭主编，中国人民大学出版社。五、成绩评定标准（1）、实验报告情况；（2）、运行演示情况；（3）、教师质疑回答情况；（

4、4）、算法难易程度。大纲执笔人：何静媛大纲审定人：郭平时间：2009年4月28日补充：实验原理、方法和手段实验原理：现代操作系统的重要特点是程序的并发执行，无论是在批处理系统还是在分时系统中，用户进程数一般都多于处理机数，这将导致进程互相争夺处理机。另外，系统进程也需要使用处理机。这就要求进程调度程序按一定的策略，动态地把处理机分配给处于就绪队列中的某一个进程，以使之执行。实验中要求实现以下常见的进程调度策略：(1)先来先服务法进程产生获得所需资源后进入就绪队列，排在队首的进程获得CPU资源，排在就绪队

5、列后面的进程必须等到前面的进程全部都执行完毕后才能被执行。单独使用先来先服务法CPU效率较低。图1.1先来先服务调度算法操作系统课程设计教学大纲(2)时间片轮转法进程得到除CPU之外的所有资源后进入就绪队列，在就绪队列中，不是一定要被执行完前一个进程才开始执行后一个，而只是执行一个很小的时间片，当一个进程的时间片被执行完后，会自动回到就绪队列的队尾等待下一个属于自己的时间片，如此循环，直到该进程执行完毕。图1.2时间片轮转调度算法(3)多级反馈轮转法该方法有不同的实现方案，其中常见的一种说明如下：设置多

6、个就绪队列，分别赋予不同的优先级，如逐级降低，队列1的优先级最高。每个队列执行时间片的长度也不同，规定优先级越低则时间片越长，如逐级加倍。新进程进入内存后，先投入队列1的末尾，按FCFS算法调度；若按队列1一个时间片未能执行完，则降低投入到队列2的末尾，同样按FCFS算法调度；如此下去，降低到最后的队列，则按“时间片轮转”算法调度直到完成。仅当较高优先级的队列为空，才调度较低优先级的队列中的进程执行。如果进程执行时有新进程进入较高优先级的队列，则抢先执行新进程，并把被抢先的进程投入原队列的末尾。图1.3

7、多级反馈轮转调度算法操作系统课程设计教学大纲(4)静态优先级法和多级轮转法比较类似，唯一不同的是CPU每次都要执行完一个完整的进程而不是执行一个时间片。当高优先级队列全部执行完后，才执行低优先级队列里的进程。(5)线性优先级法（动态优先级的一种）调度系统中有两个队列，一个是新创建的进程队列Q1，一个是享受服务队列Q2。Q1的长度随新创建的进程而动态增加，Q2的长度是固定的。每个进程初始化时优先级都会被置为0，而随着时间的变化优先级也会变。具体的做法是：对Q1中的进程，优先级P1等于系统分配的常系数a乘上

8、在Q1中的等待时间T1；对Q2中的进程，若该进程被执行过则优先级P2等于系统分配的常系数b乘上在Q2中等待的时间T2，若没有被执行过，则还需加上原来在Q1中的优先级P1得到新的P2。每一个新创建的进程都会被放到Q1队尾。只有当Q2为空时，新创建的进程才有机会进入享受服务队列并马上执行。当享受服务队列中有空缺并且（Q1的队首进程优先级P1）>（Q2的队尾进程优先级P2）时，Q1的队首进程进程进入享受服务队列。在享受服务队列中，当一个进程执行完