操作系统课程设计实验指导书(李威)

《操作系统课程设计实验指导书(李威)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、miXTAM；C»TYK»rTiVTlXltCg如縣作系实验福專吊课程号：SK142111适用专业：计算机科学与技术制定人：李威教研室：计算机科学与技术教研室信息科学与工程学院2013年5月目录概述3题冃一进程创建模拟实现3题目二进程间通信的设计4题目三连续动态内存管理模拟实现7题目四进程调度算法的实现9题冃五银行家算法的实现9题目六磁盘调度算法的实现11题目七页面置换算法的实现11题目八P、V原语的模拟实现12附录：课程设计报告书撰写要求14概述从计算机领域出现第一个OS开始，OS就获得众多计算机爱好者们的关怀。经过几I•年的迅速发展，当今世界已经存在多种面向不同领域、不同平台、

2、不同用途的OS,例如，当今主流PC操作系统MS-Windows系列,面向大型机的UNIX系列，及其变种Linux操作系统，应用领域从大型机到桌而电脑，甚至掌上电脑等。本课程设计是为了配合《操作系统》和《Linux操作系统》课程的开设，通过本课程设计使学生了解计算机操作系统这个最核心的系统软件。Linux操作系统是一个开源的操作系统，通过対其进行学习，学牛可以学习到操作系统是怎样开发起來以及操作系统各个方血的时限的大致框架和基本技术。为今后从事实际工作打下坚实的基础。课程设计的内容主要包括：进程的创建、进程间的通信、连续动态内存管理、进程调度、银行家算法的实现、磁盘调度算法的实现、页

3、面置换算法的实现以及P、V原语的模拟实现。8个内容中选做5个内容，同等条件下选做Linux平台题口者成绩评定吋优先。【开发语言及实现平台或实验环境】基于Windows操作系统或是Linux操作系统，程序开发语言不限。题目一进程创建模拟实现【设计目的】（1）理解进程创建相关理论。（2）掌握进程创建方法。（3）掌握进程相关数据结构。【课题描述】本课题针对操作系统川进程的创建相关理论进行设计。要求编写程序并进行测试。代码简化了进程创建的多个步骤和内容。进程的树形结构采用广义二叉树的方式进行存储。【课题内容】（1）至少创建10个进程。（2）创建进程树中4层以上的树型结构。【相关知识】（1）

4、进程控制块为了描述和控制进程的运行，系统为每个进程定义了一个进程控制块（PCB）,它是进程实体的一部分，是操作系统管理进程最重要的数据结构。其主耍包含四类信息：A、进程标识符它唯--地标识一个进程。通常包括进程号pkl,父进程号ppid和用户号uid。B、处理机状态处理器的状态通常由处理机的各种寄存器中的内容组成。PCB存放中断（阻塞，挂起）时的各寄存器值，当该进程重新执行时，可以从断点处恢复。主要包括：a）通用寄存器；b）指令计数器；c）程序状态字PSW；d）用户栈指针。C、进程调度信息a）进程状态；b）进程优先级（用于描述优先使用cpu级别的一个整数，高优先级的进程先得到cpu

5、,通常情况下，优先值越小优先级越高）；C）其它信息（等待时间、总执行时间等）；d）事件（等待原因）。D、进程控制信息a）程序和数据的地址（程序在内存和外存屮的首址）；b）进程同步和通信机制；c）资源列表（进程除CPU以外的所有资源）；d）链接指针（进程队列中指向下一个进程的PCB首址）。（2）进程创建流程A、屮请空白PCB为新进程申请获得唯一的数字标识符，并从PCB集合中索取一个空白PCB。如果无空白PCB,可以创建一个新的PCB。在本实验中，每次动态创建PCB。B、为新进程分配资源为新进程分配内存空间和栈空间。C、初始化进程控制块a）初始化标识信息；b）初始化处理机状态信息；c）

6、初始化处理机控制倍息。D、将新进程插入就绪队列（3）进程树，用于描述进程家族关系。在进程创建过程屮，需将每一个新增加的进程加入到进程树中，有了清晰的父子关系，可以使资源继承或进程删除等操作变得很方便。（4）进程总链，它是一个PCB链表，每一个新创建的进程必须把其PCB放入总链中，该总链可以对破坏的进程树进行修复，也方便PCB查找。题目二进程间通信的设计【设计目的】Linux操作系统中进程间通信方法有管道、消息队列和信号量等，通过本课题学握进程间常用的通信方式。【课题描述】木课题针对Linux操作系统中进程的通信进行训练。进程的用户空间是互相独立的，一般而言是不能互相访问的，唯一的例

7、外是共享内存区。进程间通信主要包括管道，消息队列和信号量，要求编写程序并进行测试。【课题内容】（1）编制一个程序，使其实现进程的软中断通信。父进程发信号控制子程序的终止。使用系统调用fo「k（）创建两个子进程，再用系统调用signal。让父进程捕捉键盘上的中断信号;当捕捉到中断信号后，父进程川系统调用Kill（）向两个了进程发出信号，了进程捕捉到信号后分别输出下列信息后终止：ChildProeess1isKilledbyParent!ChildProcess2isKi