操作系统原理实验指导书(计算机软件).doc

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1、《操作系统原理》课程实验指导书编写人：郭伟李建东软件工程系辽宁工程技术大学软件学院2008年10月10日目录实验一进程同步与互斥1实验二银行家算法实现资源分配4实验三调度算法的使用7实验四请求页式存储管理10实验五文件管理实验13实验六SPOOLING模拟系统21实验一进程同步与互斥一、实验目的1．掌握基本的同步与互斥算法，理解生产者消费者模型。2．学习使用Windows2000/XP中基本的同步对象，掌握相关API的使用方法。3．了解Windows2000/XP中多线程的并发执行机制，实现进程的同步与互斥。二、实

2、验内容以生产者/消费者模型为依据，在Windows2000环境下创建一个控制台进程，在该进程中创建n个线程模拟生产者和消费者，实现进程(线程)的同步与互斥。三、实验性质验证性四、实验学时2学时五、实验环境《C与C++程序设计学习与实验系统》六、实验原理及步骤假设这些生产者和消费者相互是等效的，只要缓冲区不满，生产者便可将产品放入缓冲区；而只要缓冲区不为空，消费者便可从缓冲区取走一件产品。需要两个私用信号量，empty表示缓冲区可接收产品的数目，full表示缓冲区已接收产品的数目。empty的初值为N，即缓冲区的容量

3、；full的初值为0。我们还要增设一个公用信号量（mutex），初值为1，以保证这些生产者和消费者互斥地访问缓冲区。此外，生产者和消费者必须同步，生产者不能向满缓冲区写数据，消费者不能从空缓冲区读数据。1．测试用例文件测试用例文件用于描述各线程的有关信息，该文件内容及格式如下：31P32P43C414P25C3124说明：第一行给出的是程序中设置的临界区个数；其余各行是各进程信息。每行中的数据之间用Tab键分隔。第一列(除第一行外)：线程号。第二列：P——生产者，C——消费者。第三列：线程在生产和消费前的休眠时间，

4、单位为秒。第四及以后各列：消费的产品所对应的生产者线程号。1．数据结构(1)用整型数组Buffer_Critical表示缓冲区。(2)用自定义结构ThreadInfo记录一条线程信息，多个线程对应一个ThreadInfo数组。(3)通过如下同步对象实现互斥：l设一个互斥量h-mutex，实现生产者在查询和保留缓冲区的下一个空位置时进行互斥。l设置h_Semaphore[MAX_THREAD_NUM]信号量数组表示相应产品已经生产，实现生产者与消费者之间的同步。同时，用表示空缓冲区树木的信号量empty_semeph

5、ore指示是否存在空位置，实现类似的同步，以便开始下一个产品的生产。l设置临界区对象数组PC_Critical[MAX_BUFFER_NUM]实现每个缓冲区上消费者之间的互斥。2．程序结构为了方便，程序结构用如下的文字予以描述。(1)主函数(2)初始化缓冲区、消费请求队列及部分同步对象(3)提取线程信息(4)完成线程相关同步对象的初始化(5)创建线程，模拟生产者和消费者(6)等待所有线程结束(7)程序结束(8)消费者(9)有无消费请求？有，则继续(10)；无，则转(16)(10)此请求可满足？可满足，转(11)；否

6、，则阻塞，再转(10)(11)确定产品位置(12)此产品正被消费？是，则阻塞，再转(12)；否，则转(13)(13)进入临界区(请求同一产品的消费者之间互斥)(14)消费产品，并判断是否应该释放产品所占缓冲区(15)退出临界区，转(9)(16)结束消费者线程(17)生产者(18)存在空缓冲区？有，则继续(19)；无，则阻塞，再转(18)(19)另一生产者在写？否，则转(20)；是，则阻塞，再转(19)(20)进入临界区(请求同一产品的生产者之间互斥)(21)在缓冲区中为本线程产品分配空间(22)退出临界区(23)写

7、入产品到分配的缓冲区空间中(24)结束生产者线程七、实验报告内容1.实验的程序源码2.运行程序，给出运行结果截图3.分析实验结果，得出结论实验二银行家算法实现资源分配一、实验目的在了解和掌握银行家算法的基础上，能熟练的处理课本例题中所给状态的安全性问题，能编制银行家算法通用程序，将调试结果显示在计算机屏幕上，再检测和笔算的一致性。二、实验内容设计五个进程{P0，P1，P2，P3，P4}共享三类资源{A，B，C}的系统，{A，B，C}的资源数量分别为10，5，7。进程可动态地申请资源和释放资源，系统按各进程的申请动态

8、地分配资源。要求程序具有显示和打印各进程的某一时刻的资源分配表和安全序列；显示和打印各进程依次要求申请的资源号以及为某进程分配资源后的有关资源数据。三、实验性质验证性四、实验学时2学时五、实验环境《C与C++程序设计学习与实验系统》六、实验原理及步骤1.进程pi提出资源申请时，系统执行下列步骤：（1）若Request[i]≤Need[i],转（2）；否则错误