操作系统课程设计实践报告Word下载.docx
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//重要在执行时要先上锁，执行完后再解锁
nowNumber++;
intn=（int）（Math.random（）*（comeThread.size（）））;
//得到0~size-1的随机数
comeThread.remove（n）;
//随机挑选一个线程来占用资源，进入车库。
同时减少了一个入库的线程
mutex=false;
//解开互斥锁
}
elseif（mutex==true）{
System.out.println（"
存在互斥锁，无法进行操作"
）;
elseif（full==true）{
车库满了，无法入库"
if（nowNumber==NUMBER）{//入库操作结束后，判断是否已经满了
full=true;
}
*让一辆车离开车库，释放一个空车位，是生产者
staticpublicvoidleave（）{
empty==false）{
nowNumber--;
intn=（int）（Math.random（）*（leaveThread.size（）））;
leaveThread.remove（n）;
//随机挑选一个线程来释放资源，离开车库
elseif（empty==true）{
车库空了，无法出库"
if（nowNumber==0）{//出库操作结束后，判断是否已经空了
empty=true;
*主进程产生的一个操作控制，随机唤醒生产者或是消费者
staticpublicvoidstart（）{
intcontrol=sc.nextInt（）;
//接收到输入的操作码，根据1,2来判断操作。
switch（control）{
case1:
come（）;
//入库操作，看看有没有入库的
//还没想好怎么弄
break;
case2:
leave（）;
//有车离开车库了，通知入库的进程，看看有没有等待的车辆，有则入库
default:
*@paramargs
publicstaticvoidmain（String[]args）{
//TODO自动生成的方法存根
comeThread=newArrayList<
（）;
leaveThread=newArrayList<
for（inti=1;
i<
=comeNumber;
i++）{
comeThread.add（i）;
=leaveNumber;
leaveThread.add（i）;
//newOS（）.start（）;
**测试结果**
可定义车库内初始有几辆车，默认为0：
入库：
出库：
当车库内停车数为0时，出库进程被休眠（若车库满则入库进程休眠）：
实验九虚拟存储器管理
实验目的
1、理解虚拟存储器概念。
2、掌握分页式存储管理地址转换盒缺页中断。
实验内容与基本要求
1、模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断。
分页式虚拟存储系统是把作业信息的副本存放在磁盘上，当作业被选中时，可把作业的开始几页先装入主存且启动执行。
为此，在为作业建立页表时，应说明哪些页已在主存，哪些页尚未装入主存。
作业执行时，指令中的逻辑地址指出了参加运算的操作存放的页
号和单元号，硬件的地址转换机构按页号查页表，若该页对应标志为“1”，则表示该页已在主存，这时根据关系式“绝对地址=块号×
块长+单元号”计算出欲访问的主存单元地址。
如果块长为2
的幂次，则可把块号作为高地址部分，把单元号作为低地址部分，两者拼接而
成绝对地址。
若访问的页对应标志为“0”，则表示该页不在主存，这时硬件发“缺页中断”信号，有操作系统按该页在磁盘上的位置，把该页信息从磁盘读出装入主存后再重新执行这条指令。
设计一个“地址转换”程序来模拟硬件的地址转换工作。
当访问的页在主存时，则
形成绝对地址，但不去模拟指令的执行，而用输出转换后的地址来代替一条指令的执行。
当访问的页不在主存时，则输出“*
该页页号”，表示产生了一次缺页中断。
2、用先进先出页面调度算法处理缺页中断。
FIFO
页面调度算法总是淘汰该作业中最先进入主存的那一页，因此可以用一个数组来表示该作业已在主存的页面。
假定作业被选中时，把开始的m
个页面装入主存，则数组的元素可定为m
个。
实验内容
分页式存储管理和先进先出页面调度算法原理。
分页式存储管理的基本思想是把内存空间分成大小相等、位置固定的若干个小分区，每个小分区称为一个存储块，简称块，并依次编号为0，1，2，3,……，n块，每个存储块的大小由不同的系统决定，一般为2的n次幂，如1KB，2
KB，4
KB等，一般不超过4
KB。
而把用户的逻辑地址空间分成与存储块大小相等的若干页，依次为0，1，2，3，……，m页。
当作业提出存储分配请求时，系统首先根据存储块大小把作业分成若干页。
每一页可存储在内存的任意一个空白块内。
此时，只要建立起程序的逻辑页和内存的存储块之间的对应关系，借助动态地址重定位技术，原本连续的用户作业在分散的不连续存储块中，就能够正常投入运行。
先进先出页面调度算法根据页面进入内存的时间先后选择淘汰页面，先进入内存的页面先淘汰，后进入内存的后淘汰。
本算法实现时需要将页面按进入内存的时间先后组成一个队列，每次调度队首页面予以淘汰。
程序流程图
1、地址转换程序流程图
2、FIFO页面置换算法程序流程图
程序及其注释
#include<
cstdio>
cstring>
#defineSizeOfPage100
#defineSizeOfBlock128
#defineM4//主存中放4个页面
structinfo//页表信息结构体
{
boolflag;
//页标志，1表示该页已在主存，0表示该页不在主存
longblock;
//块号
longdisk;
//在磁盘上的位置
booldirty;
//更新标志
}pagelist[SizeOfPage];
longpo;
//队列标记
longP[M];
//假设内存中最多允许M个页面
voidinit_ex1（）
memset（pagelist,0,sizeof（pagelist））;
//内存空间初始化
/*分页式虚拟存储系统初始化*/
pagelist[0].flag=1;
pagelist[0].block=5;
pagelist[0].disk=011;
pagelist[1].flag=1;
pagelist[1].block=8;
pagelist[1].disk=012;
pagelist[2].flag=1;
pagelist[2].block=9;
pagelist[2].disk=013;
pagelist[3].flag=1;
pagelist[3].block=1;
pagelist[3].disk=021;
voidwork_ex1（）//模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断过程
boolstop=0;
longp,q;
//页号，单元号
chars[128];
//初始定义块长
do
{
printf（"
请输入指令的页号和单元号:
\n"
if（scanf（"
%ld%ld"
&
p,&
q）!
=2）
{
scanf（"
%s"
s）;
if（strcmp（s,"
exit"
）==0）//如果输入的为“exit”那么就退出，进入重选页面
{
stop=1;
}
else
if（pagelist[p].flag）//如果该页标志flag为1，说明该页已在主存中
printf（"
绝对地址=%ld\n"
pagelist[p].block*SizeOfBlock+q）;
//计算出绝对地址，绝对地址=块号x块长（默认128）+单元号
else
printf（"
*%ld\n"
p）;
//如果该页标志flag为0，说明该页不在主存，则产生了一次缺页中断
}while（!
stop）;
voidinit_ex2（）
/*以下部分为先进先出（FIFO）页面调度算法处理缺页中断的初始化，其中也包含了对于当前的存储器内容的初始化*/
po=0;
P[0]=0;
P[1]=1;
P[2]=2;
P[3]=3;
//对内存中的4个页面进行初始化，并且使目前排在第一位的为0
voidwork_ex2（）//模拟FIFO算法的工作过程
longp,q,i;
chars[100];
请输入指令的页号、单元号，以及是否为内存指令:
）==0）//如果输入的为“exit”就退出，进入重选界面
if（pagelist[p].flag）//如果该页标志flag为1，说明该页已在主存中
{
printf（"
//计算绝对地址
if（s[0]=='
Y'
||s[0]=='
y'
）//内存指令
{
pagelist[p].dirty=1;
//修改标志为1
}
}
else
if（pagelist[P[po]].dirty）//当前的页面被更新过，需把更新后的内容写回外存
pagelist[P[po]].dirty=0;
pagelist[P[po]].flag=0;
//将flag置0，表明当前页面已被置换出去
out%ld\n"
P[po]）;
//显示根据FIFO算法被置换出去的页面
in%ld\n"
//显示根据FIFO算法被调入的页面
pagelist[p].block=pagelist[P[po]].block;
//块号相同
pagelist[p].flag=1;
//将当前页面flag置1,表明已在主存中
P[po]=p;
//保存当前页面所在的位置
po=（po+1）%M;
数组P的值为:
for（i=0;
M;
i++）//循环输入当前数组的数值，即当前在内存中的页面
printf（"
P[%ld]=%ld\n"
i,P[i]）;
voidselect（）//选择哪种方法进行
longse;
第九章虚拟存储器管理\tBY鹿瑶\n请选择题号:
\n1：
模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断\n2：
用先进先出页面调度算法处理缺页中断\n"
%ld"
se）!
=1）
s）;
）==0）//如果输入为exit则退出整个程序
return;
else
if（se==1）//如果se=1说明选择的模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断
init_ex1（）;
//初始化
work_ex1（）;
//进行模拟
if（se==2）//如果se=2说明选择的是FIFO算法来实现页面的置换
init_ex2（）;
work_ex2（）;
}while
（1）;
intmain（）
select（）;
//选择题号
return0;
程序运行结果及结论
实验七死锁的避免（银行家算法）
银行家算法：
Dijkstra（1965）提出了一种能够避免死锁的调度算法，称为银行家算法。
其基本思想是：
系统中的所有进程放入一个进程集合，先把资源试探性地分配给它。
然后找出剩余资源能满足最大需求量的进程，进行分配。
1、问题的求解方法与策略
内存分配方面采用动态分区管理，使用操作系统书上的Frist-Fit算法。
资源分配方面采用银行家算法进行检测。
未对运行时间加以考虑。
提交时间只作为作业顺序的参考。
2、概要设计
2.1算法设计
存储管理采用动态分区方法，建立已用分配表和未用分配表。
资源分配方面采用银行家算法。
尝试分配资源，等到不满足条件时，返还资源，继续尝试分配。
总的进程建立一个PCB表，记录进程ID、主存需求量、任务状态、资源需求量、已占用资源、当前资源申请量、是否执行完成信息。
运行进程时，先判断内存是否够用。
在内存可以分配的情况下，考虑资源的分配情况。
用银行家算法检测资源分配序列是否安全。
2.2文件的组织结构图及函数设计
下面是文件的组织结构图。
memroy.h文件的函数设计
system.h文件的函数设计
system.cpp文件的函数设计
3、详细设计
3.1内存的定义
classMemory
structMemoryBlock//内存块
intaddress;
//地址
intlength;
//块长度
MemoryBlock（intaddress=0,intlength=0）:
//在初始化列表里初始化
address（address）,length（length）{}
};
public:
structProcess//进程
intid;
//id
intsize;
//所需内存大小
Process（intid,intsize）:
id（id）,size（size）{}
Memory（inttotalSize）;
boolassign（constProcess&
process）;
//分配块
voidrecovercy（intid）;
//回收块
private:
voidcombine（vector<
MemoryBlock>
:
iteratoriter）;
//合并块
vector<
unassignedArea;
//未分配区
map<
int,MemoryBlock>
assignedArea;
//已分配区
};
3.2System类的定义
classSystem
enumTaskState//枚举作业状态
New,//新建态
Ready,//就绪态
Waiting,//等待态
Exit//终止态
structPCB//进程控制块
//进程id
intmemory;
//主存需求量
TaskStatestate;
//任务状态
intrequire[3];
//资源需求量
intoccupy[3];
//已占用资源
intapply[3];
//当前申请量
boolisEnd;
//是否执行完成
public:
PCB&
operator=（PCB&
pcb）//重载赋值函数
this->
id=pcb.id;
state=pcb.state;
for（inti=0;
i<
3;
++i）
this->
require[i]=pcb.require[i];
occupy[i]=pcb.occupy[i];
apply[i]=pcb.apply[i];
isEnd=pcb.isEnd;
return*this;
structRequest//资源请求
intno;
//序列编号
intnumber[3];
//资源数量
Request（intno,intid,intr1,intr2,intr3）
no=no;
id=id;
number[0]=r1;
number[1]=r2;
number[2]=r3;
explicitSystem（）;
voidstart（）;
//开始调度
voidcreateProgress（）;
//创建进程信息
voidcreateResourceRequest（）;
//创建资源请求信息
boolisSafeState（intavailable[]）;
//当前是否是安全状态
voidwakeup（）;
//唤醒满足要求的等待状态的进程
TaskStatebanker（deque<
int>
iteratoriter,intno）;
//银行家算法
Memorymemory;
//内存管理
PCBprogress[5];
//进程控制
deque<
Request>
resourceRequest;
//资源请求序列
readyQueue;
//就绪队列
waitingQueue;
//等待队列
intleftResource[3];
//当前剩余资源
3.3内存管理的核心代码
//采用First-Fit算法，建立了两个分区表：
已分配表和为分配表
boolMemory:
assign（constProcess&
process）
for（vector<
iteratoriter=unassignedArea.begin（）;
iter!
=unassi
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