计算机操作系统实验.docx
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计算机操作系统实验
实验一：
了解操作系统
一、实验目的：
通过在虚拟机中装载操作系统、并对硬盘进行分区的操作对操作系统有进一步和深入的了解，学会使用VMwareWorkstation，掌握操作系统的安装和对磁盘进行分区等各种操作
二、实验原理：
在VMwareWorkstation中装载操作系统、对硬盘进行分区
三、实验器材：
硬件：
计算机软件：
VMwareWorkstation、windows系统镜像
四、实验步骤：
1.打开计算机并运行VMwareWorkstation，新建虚拟机文件
2.在VMwareWorkstation中找到保存在本地的系统镜像文件并选择
3.启动虚拟机
4.在弹出对话框中选择PQ系统分区，对硬盘进行分区
5.重新启动虚拟机，选择系统安装位置
6.在装好的操作系统中进行各项操作，检查系统是否存在错误
7.实验完成，关闭VMwareWorkstation，关闭计算机
五、实验心得：
通过本次实验中的各项操作，我学会了安装操作系统并对磁盘进行分区，了解了操作系统，掌握了安装操作系统以及对硬盘进行分区等的各项操作。
实验二：
进程同步和互斥
一、实验目的：
1、掌握临界资源，临界正概念及并发进程互斥，同步访问原理
2、学会使用高级语言进行多线程编程方法
3、掌握利用VC++语言线程库实现进程的互斥，条件竞争并编码实现。
P.O操作，利用P.O操作实现两个并发线程，对有界临界区的同步访问。
二、实验要求：
1、知识基础：
学生应在完成进程和线程及调度章节学习后进行
2、开发环境工具：
硬件平台----网络实验室
软件平台-----windows操作系统VC++语言开发环境
三、实验内容：
1、实现临界资源临界区进程或线程的定义与创建
2、合用两个并发运行的进程实现互斥算法和有界缓冲区的同步算法
实验步骤：
kanra//Process.cpp:
定义控制台应用程序的入口点。
//
#include"stdafx.h"
#include
#include
usingnamespacestd;
staticintMutex=1;
staticintS=5;
intMBlock=0;
intSBlock=0;
classUiProcess
{
public:
intSwait（int&s）
{
s=s-1;
if（s<=0）
{
returnBlockProcess（）;
}
else
{
return0;
}
}
voidSsignal（int&s）
{
s=s+1;
}
intBlockProcess（）
{
if（Mutex<=0）
{
MBlock=abs（Mutex）;
returnMBlock;
}
if（S<=0）
{
SBlock=abs（S）;
returnSBlock;
}
}
voidPrint（strings）
{
cout<}
voidPrint（strings,inti）
{
cout<}
voidProcess（）
{
inti=this->Swait（S）;
intj=this->Swait（Mutex）;
if（i==0&&j==0）
{
Print（"进程可以运行"）;
}
elseif（i>0）
{
Print（"当前因资源阻塞的进程数目为：
",i）;
}
elseif（j>0）
{
Print（"当前因互斥阻塞的进程数目为：
",j）;
}
this->Ssignal（Mutex）;
//this->Ssignal（S）;
}
};
int_tmain（intargc,_TCHAR*argv[]）
{
for（inti=0;i<10;i++）
{
UiProcessui;
ui.Process（）;
}
system（"pause"）;
return0;
}
、实验心得：
通过这次试验，加深了对进程同步的理解。
实验三：
矩阵乘法
一、实验目的：
熟悉矩阵乘法规则以及在计算中实现
二、实验环器材：
WindowsXP,vc++6.0
三、实验内容：
将程序输入计算机，调试运行程序。
程序如下：
#includevoidmain（）
{
inti,j,k;
inta[5][3]={{1,2,3},{2,3,4},{3,4,5},{4,5,6},{5,6,7}}；//相乘的一个矩阵
intb[3][4]={{1,2,3,4},{1,2,3,4},{1,2,3,4}};
intc[5][4]={0};
for（i=0;i<5;i++）for（j=0;j<4;j++）for（k=0;k<3;k++）
{
c[i][j]+=a[i][k]*b[k][j];
}
/*以上是主要的乘法算法,三个for循环*/
/*以下是打印得到的矩阵*/
for（i=0;i<5;i++）
{
printf（"\n"）;for（j=0;j<4;j++）
{
printf（"%3.2d",c[i][j]）;
}
}
getch（）;/*输入任意字符结束程序,使程序停下来以便观察结果*/
}
四、实验心得：
通过本次实验对三个for循环相乘时的过程分析，熟悉了矩阵相乘的算法以及二维数组在内存中的存储形式
实验四：
银行家算法
一、实验目的：
1，理解死锁概念，银行家算法及安全性检测算法
2，掌握利用C语言设计实现银行家算数的基本进程
3，验证银行家算法对于避免死锁的作用。
二、实验要求：
1，学生应完成如下章节的学习：
进程和线程的调度，死锁
2，安装上述操作系统，使用C程序编程完成设计实现
三、实验步骤：
1，定义并初始化进程及其资源结构
2，提供一个用户界面，用户利用它可动态输入进程和资源种类等相关参数
3，设计实现安全状态，检测和银行家死锁避免功能函数
四、实验步骤：
1，开发一个变量程序
首先从文件中读入系统描述信息，包括进程的数目，资源的种类和数量，每个进程最大资源请求。
程序自动根据文件内容创建一个当前系统描述
如：
每类资源的数目用...准数组R[M]描述,m为资源的种类，每个[J]记录资源的RJ的数量。
进程的最大需求矩阵用P[n][m]表示，P[3][J]记录进程Pi对资源RJ的最大需求。
分配矩阵和请求矩阵，可使用二维数组表示。
2，用户输入一个请求，
格式类似：
request（i，j，k）求release（i，j，k），在这里，i表示进程Pi，J表示进程PJ,K为申请释放的数量。
对于每一个请求，系统回应是满足要求，还是拒绝分配。
3，设定一个申请和释放序列，无任何检测和避免死锁的算法，分配会导致死锁
4，设定一个申请和释放序列，按照安全性算法进行设计，回应系统是否安全。
然后实现银行家算法，确保没有死锁的分配
五、算法如下：
#include
#include
structtype
{
inta;
intb;
intc;
};
structallocation
{
structtypevalue;
structallocation*next;
};
structmax
{
structtypevalue;
structmax*next;
};
structavailable
{
structtypevalue;
structavailable*next;
};
structneed
{
structtypevalue;
structneed*next;
};
structpath
{
intvalue;
structpath*next;
};
structfinish
{
intvalue;
structfinish*next;
};
voidmain（）
{
intp,status=0,i,j,temp,flag=0;
structallocation*allochead,*alloc1,*alloc2,*alloctemp;
structmax*maxhead,*max1,*max2,*maxtemp;
structavailable*availablehead,*workhead,*worktemp;
structneed*needhead,*need1,*need2,*needtemp;
structpath*pathhead,*path1,*path2,*pathtemp;
structfinish*finishhead,*finish1,*finish2,*finishtemp;
printf（"请输入进程的数目\n"）;
scanf（"%d",&p）;
for（i=0;i{
printf（"\n输入进程p%d已经分配的资源\n",i+1）;
if（flag==0）
{
allochead=alloc1=alloc2=（structallocation*）malloc（sizeof（structallocation））;
printf（"\t当前资源类型是%c\t",'a'）;
scanf（"%d",&alloc1->value.a）;
printf（"\t当前资源类型是%c\t",'b'）;
scanf（"%d",&alloc1->value.b）;
printf（"\t当前资源类型是%c\t",'c'）;
scanf（"%d",&alloc1->value.c）;
flag++;
allochead=alloc1;
}
else
{
alloc2=（structallocation*）malloc（sizeof（structallocation））;
printf（"\t当前资源类型是%c\t",'a'）;
scanf（"%d",&alloc2->value.a）;
printf（"\t当前资源类型是%c\t",'b'）;
scanf（"%d",&alloc2->value.b）;
printf（"\t当前资源类型是%c\t",'c'）;
scanf（"%d",&alloc2->value.c）;
alloc1->next=alloc2;
alloc1=alloc2;
flag++;
}
}
alloc2->next=NULL;
flag=0;
for（i=0;i{
printf（"\n输入进程p%d要求的最大数目\n",i+1）;
if（flag==0）
{
maxhead=max1=max2=（structmax*）malloc（sizeof（structmax））;
printf（"\t当前资源类型是%c\t",'a'）;
scanf（"%d",&max1->value.a）;
printf（"\t当前资源类型是%c\t",'b'）;
scanf（"%d",&max1->value.b）;
printf（"\t当前资源类型是%c\t",'c'）;
scanf（"%d",&max1->value.c）;
maxhead=max1;
flag++;
}
else
{
max2=（structmax*）malloc（sizeof（structmax））;
printf（"\t当前资源类型是%c\t",'a'）;
scanf（"%d",&max2->value.a）;
printf（"\t当前资源类型是%c\t",'b'）;
scanf（"%d",&max2->value.b）;
printf（"\t当前资源类型是s%c\t",'c'）;
scanf（"%d",&max2->value.c）;
max1->next=max2;
max1=max2;
flag++;
}
}
max2->next=NULL;
flag=0;
printf（"\n请输入可以利用是资源数目\n"）;
availablehead=workhead=（structavailable*）malloc（sizeof（structavailable））;
printf（"\n"）;
printf（"\t当前资源类型是%c\t",'a'）;
scanf（"%d",&availablehead->value.a）;
printf（"\t当前资源类型是%c\t",'b'）;
scanf（"%d",&availablehead->value.b）;
printf（"\t当前资源类型是%c\t",'c'）;
scanf（"%d",&availablehead->value.c）;
workhead=availablehead;
workhead->value=availablehead->value;
flag=0;
alloctemp=allochead;
maxtemp=maxhead;
for（i=0;i{
if（flag==0）
{
needhead=need1=need2=（structneed*）malloc（sizeof（structneed））;
need1->next=need2->next=NULL;
need1->value.a=（maxtemp->value.a）-（alloctemp->value.a）;
need1->value.b=（maxtemp->value.b）-（alloctemp->value.b）;
need1->value.c=（maxtemp->value.c）-（alloctemp->value.c）;
needhead=need1;
flag++;
}
else
{
need2=（structneed*）malloc（sizeof（structneed））;
need2->value.a=（maxtemp->value.a）-（alloctemp->value.a）;
need2->value.b=（maxtemp->value.b）-（alloctemp->value.b）;
need2->value.c=（maxtemp->value.c）-（alloctemp->value.c）;
need1->next=need2;
need1=need2;
flag++;
}
maxtemp=maxtemp->next;
alloctemp=alloctemp->next;
}
need2->next=NULL;
flag=0;
for（i=0;i{
if（flag==0）
{
finishhead=finish1=finish2=（structfinish*）malloc（sizeof（structfinish））;
finish1->next=finish2->next=NULL;
finish1->value=0;
finishhead=finish1;
flag++;
}
else
{
finish2=（structfinish*）malloc（sizeof（structfinish））;
finish2->value=0;
finish1->next=finish2;
finish1=finish2;
flag++;
}
}
finish2->next=NULL;
flag=0;
for（temp=0;temp{
alloctemp=allochead;
needtemp=needhead;
finishtemp=finishhead;
worktemp=workhead;
for（j=0;j{
if（finishtemp->value==0）
{
if（（needtemp->value.a<=worktemp->value.a）&&（needtemp->value.b<=worktemp->value.b）&&（needtemp->value.c<=worktemp->value.c））
{
worktemp->value.a+=alloctemp->value.a;
worktemp->value.b+=alloctemp->value.b;
worktemp->value.c+=alloctemp->value.c;
finishtemp->value=1;
if（flag==0）
{
pathhead=path1=path2=（structpath*）malloc（sizeof（structpath））;
path1->next=path2->next=NULL;
path1->value=j+1;
pathhead=path1;
flag++;
}
else
{
path2=（structpath*）malloc（sizeof（structpath））;
path2->value=j+1;
path1->next=path2;
path1=path2;
flag++;
}
finishtemp=finishtemp->next;
alloctemp=alloctemp->next;
needtemp=needtemp->next;
}
else
{
finishtemp=finishtemp->next;
alloctemp=alloctemp->next;
needtemp=needtemp->next;
}
}
else
{
finishtemp=finishtemp->next;
alloctemp=alloctemp->next;
needtemp=needtemp->next;
}
}
}
path2->next=NULL;
finishtemp=finishhead;
pathtemp=pathhead;
for（temp=0;temp{
if（finishtemp->value==0）
{
printf（"\n警告!
当前系统是不安全的\n"）;
exit（0）;
}
finishtemp=finishtemp->next;
}
printf（"\n当前系统是安全的!
\n"）;
printf（"\n安全序列为:
\n"）;
for（i=0;i{
printf（"p%d\t",pathhead->value）;
pathhead=pathhead->next;
}
}
五、实验心得：
程序基本实现了银行家算法的功能，并在其基础上考虑了输出显示的格式的美观性、输入错误要求重新输入等几个方面，尽可能的使程序完整一些。
这段程序算是三个试验中最困难最复杂的一个，由于能力有限，所以在紧张的的编写和调试过程中遇到了许多的问题，通过查询资料、翻阅课本、向同学请教、多次调试等方法逐渐解决了大部分问题，编写的过程中也有比较一些算法的优劣性，找出比较好的算法，收获非常大。
通过本次实验，加深了我对银行家算法的理解。
实验中遇到了许多问题，通过网络这个大平台问题最终也得到了解决。
通过这次的编程，使得自己的动手能力又增强了许多，同时也加深了对理论知识的理解。
实验五：
文件操作
一、实验目的：
1．掌握文件系统的工作原理。
2．理解文件系统的主要数据结构。
3．编程实现文件操作。
二、实验内容：
1．设计并实现一个一级（单用户）文件系统程序
提供以下操作：
文件创建/删除接口命令create/delete；
目录创建/删除接口命令midair/rmdir；
显示目录内容命令ls。
创建的文件不要求格式和内容
2．在以上基础上世纪并实现一个二级文件系统
具备提供用户登录
文件、目录要有权限
三、程序源代码：
//FileControl.cpp:
主项目文件。
/*
程序功能：
对文件进行操作：
判断文件是否存在、创建新文件、读文件、写文件、创建目录、删除目录、删除文件、将文件创建到指定目录中。
作者：
日期：
2011-12-4
*/
#include"stdafx.h"
usingnamespaceSystem;
usingnamespaceSystem:
:
IO;
intmain（array:
String^>^args）
{
/*
File类可用于创建文件、查找文件、设置文件等
Directory类可用于创建目录、查找目录、设置目录等
*/
String^dir="a";//设置目录名，注意路径分量间用两个\\隔开。
String^filename="b";//设置文件明
String^path=dir+filename;
TextReadertReader（path）;//读文件类
TextWritertWriter（path）;//写文件类
if（File:
:
Exists（path））//判断文件是否存在，若存在则可直接读写，否则创建文件
{
Console:
:
WriteLine（L"文件存在！
"）;
//直接对文件进行读操作，可以修改数据
//写文件操作。
}
else
{
File:
:
CreateText（path）;//创建文件
//新建文件应先写入数据，然后在读取操作
//此处调用tWriter对象写入数据，数据可为任意内容。
}
Console:
:
ReadKey（）;
return0;
}
四、参考程序：
1.#include
#include
voidmain（）
{
FILE*p1,*p2,*p3;
charch;
if（（p1=fopen（"test.txt","w"））==NULL）
{
printf（"cannotopenthefile:
"）;
exit
（1）;
}
printf（"请输入字符保存到test中:
"）;
while（（ch=getchar（））!
='\n'）
fputc（ch,p1）;
if（（p2=fopen（"test1.txt","w+"））==NULL）
{
printf（"cannotopenthefile:
"）;
exit
（1）;
}
printf（"请输入字符保存到test1中:
"）;
while（（ch=
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