操作系统试验指导书复习进程Word文档格式.docx
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structPCB_type{
charname;
//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）
}
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
*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
dispath（）;
//模拟调度
calculate（）;
//计算CPU利用率
实验要求：
1）上机前认真使用C语言编写好程序，采用TurboC作为编译环境；
2）上机时独立调试程序
3）根据具体实验要求，填写好实验报告（包括思想、源程序、实例运行结果）。
测试用数据：
n=2
m=3
t=5
ready_head
blocked_head
dispath（）算法流程图：
/*use_cpu中记录CPU运行时间
/*unuse_cpu中记录CPU空闲时间
否
是
是否
是
否
是
否
是
实验二分区式存储管理
6
通过这次实验，加深对内存管理的认识，进一步掌握内存的分配、回收算法的思想。
阅读教材《计算机操作系统》第四章，掌握存储器管理相关概念和原理。
实验内容：
设计程序模拟内存的动态分区法存储管理。
内存空闲区使用自由链管理，采用最坏适应算法从自由链中寻找空闲区进行分配，内存回收时假定不做与相邻空闲区的合并。
假定系统的内存共640K，初始状态为操作系统本身占用64K。
在t1时间之后，有作业A、B、C、D分别请求8K、16K、64K、124K的内存空间；
在t2时间之后，作业C完成；
在t3时间之后，作业E请求50K的内存空间；
在t4时间之后，作业D完成。
要求编程序分别输出t1、t2、t3、t4时刻内存的空闲区的状态。
实现提示（C语言）：
1．程序中自由链队列的结点类型可描述如下：
structfreelink{
intlen,address;
/*len为分区长度
/*address为分区起始地址
structfreelink*next;
内存占用区用链表描述，其结点类型描述如下：
structbusylink{
charname;
/*作业或进程名name=’S’表示OS占用
intlen,address;
structbusylink*next;
}
structfreelink*free_head=NULL;
//自由链队列（带头结点）队首指针
structbusylink*busy_head=NULL,//占用区队列队（带头结点）首指针
*busy_tail=NULL；
//占用区队列队尾指针
2.设计子函数：
voidstart（void）;
/*设置系统初始状态*/
{structfreelink*p;
structbusylink*q;
free_head=（structfreelink*）malloc（sizeof（structfreelink））;
free_head->
next=NULL;
//创建自由链头结点
busy_head=busy_tail=（structbusylink*）malloc（sizeof（structbusylink））;
busy_head->
//创建占用链头结点
p=（structfreelink*）malloc（sizeof（structfreelink））;
p->
address=64;
len=640-64;
（OS占用了64K）
next=p;
q=（structbusylink*）malloc（sizeof（structbusylink））;
q->
name=’S’;
/*S表示操作系统占用*/
len=64;
address=0;
next=q;
busy_tail=q;
voidrequireMemo（charname,intrequire）;
/*模拟内存分配*/
voidfreeMemo（charname）;
/*模拟内存回收*/
voidpast（inttime）;
/*模拟系统过了time时间*/
voidprintlink（）;
/*输出内存空闲情况（自由链的结点）*/
3．设计主函数：
main（）
{start（）;
past（t1）;
requireMemo（‘A’,8）;
requireMemo（‘B’,16）;
requireMemo（‘C’,64）;
requireMemo（‘D’,124）;
printlink（）;
past（t2）;
freeMemo（‘C’）;
past（t3）;
requireMemo（‘E’,50）;
freeMemo（‘D’）;
4）上机前认真使用C语言编写好程序，采用TurboC作为编译环境；
5）上机时独立调试程序
6）根据具体实验要求，填写好实验报告（包括思想、源程序、实例运行结果）。
begin
free_head->
next->
len>
=require
printf（“Can’tallocate”）
end
p=（structbusylink*）malloc（…）;
p->
name=name;
address=free_head->
address;
len=require;
next=NULL
busy_tail->
busy_tail=p;
w=free_head->
next;
next=w->
w->
len==require
address=w->
address+require;
len=w->
len-require;
u=free_head;
v=free_head->
（v!
=NULL）&
&
v->
len
u=v
v=v->
next
u->
next=w
next=v
free（w）
busy->
head=p
busy_tail=p
requireMemo（charname,intrequire）流程图如下：
否
freeMemo（charname）流程图如下：
q=p
p=p->
q=busy_head
p=busy_head->
（p!
（p->
name!
=name）
p==NULL
if（p==busy_tail）busy_tail=q;
q->
next=p->
len=p->
len;
address=p->
free（p）
printf（“%cisnotexist”,name）
w=（structfreelink*）malloc（…）;
len=len;
address=address;
u=free_head
（v->
len）
是
实验三虚拟存储管理
验证
3
存储管理的主要功能之一是合理的分配空间。
请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。
本实验的目的是请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换方法。
（1）通过随机数产生一个指令序列，共320条指令。
指令的地址按下述原则生成：
1、50%的指令是顺序执行的；
2、25%的指令是均匀分布在前地址部分；
3、25%的指令是均匀分布在后地址部分。
具体的实施方法是：
1在[0,319]的指令地址之间随机选取一起点m;
2顺序执行一条指令，即执行地址为m+1的指令；
3在前地址[0,m+1]中随机选取一条指令并执行，该指令的地址为m’；
4顺序执行一条指令，其地址为m’+1;
5在后地址[m’+2,319]中随机选取一条指令并执行；
6重复上述步骤，直至执行320次指令。
（2）将指令序列变换成页地址流
设：
①页面大小为1K；
②用户内存容量为4页到32页；
③用户虚存容量为32K；
在用户虚存中，按每K存放10条指令排列虚存地址，即320条指令在虚存中的存放方式为：
第0条~第9条指令为第0页（对应的虚存地址为[0，9]）；
第10条~第19条指令为第1页（对应的虚存地址为[10，19]）；
.
第310条~第319条指令为第31页（对应的虚存地址为[310，319]）；
按以上方式，用户指令可组成32页。
（3）计算并输出下述各种算法在不同的内存容量下的缺页率。
1先进先出的算法（FIFO）；
2最近最少使用算法（LRR）；
3最佳淘汰法（OPT）：
先淘汰最不常用的页地址；
4最少访问页面算法（LFR）；
5最近不经常使用算法（NUR）。
其中③和④为选择内容。
缺页率=（页面失效次数）/（页地址流长度）
在本实验中，页地址流的长度为320，页面失效次数为每次访问相应指令时，该指令所对应的页不在内存的次数。
（4）随机数产生办法
关于随机数产生办法，可以使用系统提供函数rand（），分别进行初始化和产生随机数。
例如：
rand（）;
语句可初始化的一个随机数；
a[0]=10*rand（）/32767*319+1;
a[1]=10*rand（）/32767*a[0];
语句可用来产生a[0]与a[1]中的随机数。
实验指导
1、数据类型定义
（1）页面类型
typedefstruct{intpn,pfn,counter,time;
}pl_type;
/*pn为页号，pfn为页面号，counter为一个周期内访问该页面次数，time为访问时间。
（2）页面控制结构
pfc_struct{
intpn,pfn;
structpfc_struct*next;
};
typedefstructpfc_structpfc_type;
pfc_typepfc[total_vp],*freepf_head,*busypf_head;
pfc_type*busypf_tail;
/*pfc[total_vp]定义用户进程虚页控制结构
*freepf_head为空页面头指针
*busypf_head为忙页面头指针
*busypf_tail为忙页面尾指针
2、函数定义
（1）voidinitialize（）;
/*初始化函数，给每个相关的页面赋值
（2）voidFIFO（）;
/*计算使用FIFO算法时的缺页率
（3）voidLRU（）;
/*计算使用LRU算法时的缺页率
（4）voidOPT（）;
/*计算使用OPT算法时的缺页率
（5）voidLRU（）;
/*计算使用LFU算法时的缺页率
（6）voidNUR（）;
/*计算使用NUR算法时的缺页率
3、变量定义
（4）inta[total_struction]:
指令流数据组
（5）intpage[total_instruction]:
每个指令所属页号
（6）intoffset[total_instruction]:
每页装入10条指令后取模运算页号偏移量
（7）inttotal_pf:
用户进程的内存页面数
（8）intdiseffect:
缺页率
2、程序流程图
3、程序框架：
#definetotal_struction320
#definetotal_vp32
typedefstruct{intpn,pfn,counter,time;
pl_typep[total_vp];
pfc_struct{
pfc_typepfc[total_vp],*freepf_head,*busypf_head,*busypf_tail;
intdiseffect,a[total_struction];
intpage[total_struction],offset[total_struction];
voidinitialize（）;
{
……
voidFIFO（）;
/LRU（）;
main（）
{ints,i,j;
sand（getpid（）*10）;
s=（float）319*rand（）/32767+1;
for（i=0;
i<
total_struction;
i++）
{a[i]=s;
a[i+1]=a[i]+1;
a[I+2]=（float）a[i]*rand（）/32767;
a[i+3]=a[i+2]+1;
s=（float）rand（）*（318-a[i+2]）/32767+a[i+2]+2;
for（i=0;
i<
total_instruction;
{page[i]=a[i]/10;
offset[i]=a[i]%10;
for（i=4;
=32;
i++）FIFO（i）;
/LRU（）;
例如：
a[0]=194a[1]=195a[2]=55a[3]=56
a[4]=73a[5]=74a[6]=30a[7]=31
a[8]=257a[9]=258a[10]=210a[11]=211
a[12]=319a[13]=320a[14]=46a[15]=47
a[16]=273a[17]=274a[18]=205a[19]=206
实验四文件管理
本实验的目的是通过一个阅读和设计部分简单多用户文件系统的过程，加深理解文件系统的内部功能和内部实现。
阅读教材《计算机操作系统》第六章，掌握文件管理相关概念和原理。
为DOS系统设计一个简单的二级文件系统。
要求做到以下几点：
①可以实现下列几条命令
LOGIN用户登录
DIR列文件目录
CREATE创建文件
DELETE删除文件
OPEN打开文件
CLOSE关闭文件
READ读文件
WRITE写文件
COPY拷贝文件
②列目录时要列出文件名，物理地址，保护码和文件长度。
③源文件可以进行读写保护。
实验提示：
①首先应确定文件系统的数据结构：
主目录、子目录及活动文件等。
主目录和子目录都以文件的形式存放于磁盘，这样便于查找和修改。
②用户创建的文件，可以编号存储于磁盘上。
如：
file0,file1,file2…并以编号作为物理地址，在目录中进行登记。
实验实现程序提示（C语言）：
1、程序中相关数据类型定义（本程序需要在c:
下建一个名为osfile的目录及一个名为file的子目录）：
typedefstruct/*thestructureofOSFILE*/
{intfpaddr;
/*filephysicaladdress*/
intflength;
/*filelength*/
intfmode;
/*filemode:
0-ReadOnly;
1-WriteOnly;
2-ReadandWrite（default）;
*/
charfname[MAXNAME];
/*filename*/
}OSFILE;
typedefstruct/*thestructureofOSUFD*/
{charufdname[MAXNAME];
/*ufdname*/
OSFILEufdfile[MAXCHILD];
/*ufdownfile*/
}OSUFD;
typedefstruct/*thestructureofOSUFD'
LOGIN*/
charufdpword[8];
/*ufdpassword*/
}OSUFD_LOGIN;
typedefstruct/*fileopenmode*/
{intifopen;
/*ifopen:
0-close,1-open*/
intopenmode;
/*0-readonly,1-writeonly,2-readandwrite,3-initial*/
}OSUFD_OPENMODE;
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