东北大学操作系统实验 绝对自创 实验报告 含可执行源代码 linux环境可运行 有截图.docx

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东北大学操作系统实验绝对自创实验报告含可执行源代码linux环境可运行有截图

计算机科学与工程学院实验报告

实验课程名称

操作系统实验

实验成绩

专业

班级

指导教师签字

学号

姓名

实验报告批改时间

实验项目目录

1.实验一1-7页

2.实验二8-11页

3.实验三12-15页

4.实验四16-23页

实验报告正文

实验一进程的状态转换及PCB的变化

一、实验目的

这是一个设计型实验。

要求自行设计、编制模拟程序，通过形象化的状态显示，加深理解进程的概念、进程之间的状态转换及其所带来的PCB组织的变化，理解进程与其PCB间的一一对应关系。

二、实验内容

#include

#include

#include

usingnamespacestd;

queueready;

queuerunning;

queueblock;

voidprint（）;

voidf1（）;

voidf2（）;

voidf3（）;

voidf4（）;

intmain（）

{

ready.push（'A'）;

ready.push（'B'）;

ready.push（'C'）;

running.push（'D'）;

block.push（'E'）;

block.push（'F'）;

print（）;

intp;

while（scanf（"%d",&p）!

=EOF）

{

switch（p）

{

case2:

f2（）;break;

case3:

f3（）;break;

case4:

f4（）;break;

default:

break;

}

}

return0;

}

voidf1（）

{

charc=ready.front（）;

ready.pop（）;

running.push（c）;

print（）;

}

voidf2（）

{

charc=running.front（）;

running.pop（）;

ready.push（c）;

print（）;

f1（）;

}

voidf3（）

{

charc=running.front（）;

running.pop（）;

block.push（c）;

print（）;

if（!

ready.empty（））

{

f1（）;

}

}

voidf4（）

{

charc=block.front（）;

block.pop（）;

ready.push（c）;

print（）;

if（running.empty（））

{

f1（）;

}

}

voidprint（）

{

intn1,n2,n3;

charch;

n1=ready.size（）;

n2=running.size（）;

n3=block.size（）;

cout<<"___________________"<

cout<<"ready:

";

for（inti=0;i

{

ch=ready.front（）;

cout<

ready.push（ch）;

ready.pop（）;

}

cout<

cout<<"running:

";

for（inti=0;i

{

ch=running.front（）;

cout<

running.push（ch）;

running.pop（）;

}

cout<

cout<<"block:

";

for（inti=0;i

{

ch=block.front（）;

cout<

block.push（ch）;

block.pop（）;

}

cout<

}

三、实验结果

实验二进程同步和通信棗生产者和消费者问题模拟

一、实验目的

这是一个验证型实验。

通过对给出的程序进行验证、修改，进一步加深理解进程的概念，了解同步和通信的过程，掌握进程通信和同步的机制，特别是利用缓冲区进行同步和通信的过程。

通过补充新功能，加强对知识的灵活运用，培养创新能力。

二、实验内容

#include

#include

#include

#include

usingnamespacestd;

voidproducer（）;//生产者

voidprint（）;//显示缓冲区

voidconsumer（）;//消费者

queuebuffer;//缓冲区

queueblockp;//等待进入缓冲区的数据

intdata=0;//生产者生产的数据

intnum=0;//缓冲区元素个数

intnp=0;//正在等待的生产者

intnc=0;//正在等待的消费者

intmain（）

{

print（）;

charc;

while（scanf（"%c",&c）!

='e'）

{

switch（c）

{

case'p':

producer（）;print（）;break;

case'c':

consumer（）;print（）;break;

case'e':

exit（0）;

}

}

}

voidproducer（）//生产者

{

if（num<8）

{

if（nc>0）

{

data++;

printf（"\t\t\t\t\t正在等待的消费者数量为：

%d\n",--nc）;

}

else

{

buffer.push（data++）;

num++;

}

}

else

{

blockp.push（data++）;

printf（"\t\t\t\t\t正在等待的生产者数量为：

%d\n",++np）;

}

}

voidconsumer（）//消费者

{

if（num>0）

{

buffer.pop（）;

num--;

if（np>0）

{

buffer.push（blockp.front（））;

num++;

blockp.pop（）;

printf（"\t\t\t\t\t正在等待的生产者数量为：

%d\n",--np）;

}

}

else

{

printf（"\t\t\t\t\t正在等待的消费者数量为：

%d\n",++nc）;

}

}

voidprint（）//显示缓冲区

{

intch;

intn=buffer.size（）;

printf（"\t\t\t\t\t缓冲区状态%d：

\t\t\t\t\t",num）;

for（inti=0;i

{

ch=buffer.front（）;

printf（"%d\t",ch）;

buffer.push（ch）;

buffer.pop（）;

}

printf（"\n"）;

}

三、实验结果

实验三进程的管道通信

一、实验目的

加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。

学习进程创建的过程，进一步认识进程并发执行的实质。

分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法。

学习解决进程同步的方法。

掌握Linux系统中进程间通过管道通信的具体实现。

二、实验内容

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

usingnamespacestd;

charchild_1[20]="Thisisprocess1";

charchild_2[20]="Thisisprocess2";

charchild_3[20]="Thisisprocess3";

charfather[20];

intmain（）

{

intfd[2];

intre=pipe（fd）;

pid_tp1,p2,p3;

int*status=NULL;

p1=fork（）;

if（p1==0）

{

lockf（fd[1],1,0）;

printf（"子进程一正在写入,prd=:

%d\n",getpid（））;

write（fd[1],child_1,17）;

lockf（fd[1],0,0）;

exit（0）;

}

elseif（p1>0）

{

p2=fork（）;

if（p2==0）

{

lockf（fd[1],1,0）;

printf（"子进程二正在写入,pid=:

%d\n",getpid（））;

write（fd[1],child_2,17）;

lockf（fd[1],0,0）;

exit（0）;

}

elseif（p2>0）

{

p3=fork（）;

if（p3==0）

{

lockf（fd[1],1,0）;

printf（"子进程三正在写入,prd=:

%d\n",getpid（））;

write（fd[1],child_3,27）;

lockf（fd[1],0,0）;

exit（0）;

}

elseif（p3>0）

{

wait（status）;

read（fd[0],father,17）;

cout<

wait（status）;

read（fd[0],father,17）;

cout<

wait（status）;

read（fd[0],father,17）;

cout<

}

}

}

return0;

}

三、实验结果

实验四页面置换算法

一、实验目的

进一步加深理解父子进程之间的关系及其并发执行。

理解内存页面调度的机理。

掌握页面置换算法及其实现方法。

培养综合运用所学知识的能力。

二、实验内容

#include

#include

#include

#include

usingnamespacestd;

intmain（）

{

intflag_f=0;

intflag_l=0;

floatfifo_ok=0;//fifo命中数

floatfifo_miss=0;//fifo缺页数

floatlru_ok=0;//lru命中数

floatlru_miss=0;//lru缺页数

intframe_num;//内存中分配页面个数

cout<<"请输入内存中分配页面个数：

";

cin>>frame_num;

intM_Frame[frame_num]={0};

inttotal_instruction;//随机数组长度

cout<<"请输入随机数数组长度:

";

cin>>total_instruction;

intAcess_Series[total_instruction];

intAcess_Num;//页程序个数

cout<<"请输入页程序个数：

";

cin>>Acess_Num;

srand（time（NULL））;//初始化随机数组

cout<<"访问页的顺序为：

";

for（inti=0;i

{

Acess_Series[i]=rand（）%Acess_Num+1;

cout<

}

cout<

intp1=fork（）;//创建子进程一

if（p1>0）

{

intp2=fork（）;//创建子进程二

if（p2==0）//子进程二LRU

{

cout<<"这里是子进程二:

LRU算法"<

for（inti=0;i

{

for（intj=0;j

{

if（Acess_Series[i]==M_Frame[j]）//命中

{

cout<<"子程序2命中：

";

lru_ok++;

intt;

t=M_Frame[frame_num-1];

M_Frame[frame_num-1]=M_Frame[j];

M_Frame[j]=t;

for（intn=0;n

{

cout<

}

cout<

flag_l=1;//表示命中

break;

}

elseflag_l=0;

}

if（flag_l==0）

{

cout<<"子程序2缺页：

";

lru_miss++;//缺页

for（intk=0;k

{

M_Frame[k]=M_Frame[k+1];

}

M_Frame[frame_num-1]=Acess_Series[i];

for（intn=0;n

{

cout<

}

cout<

}

}

cout<<"LRU:

"<<"命中数：

"<

"<

"<

}

}

elseif（p1==0）//子进程一FIFO

{

cout<<"这里是子进程一:

FIFO算法"<

for（inti=0;i

{

for（intj=0;j

{

if（Acess_Series[i]==M_Frame[j]）//命中

{

cout<<"子程序1命中：

";

fifo_ok++;

for（intn=0;n

{

cout<

}

cout<

flag_f=1;//表示命中

break;

}

elseflag_f=0;

}

if（flag_f==0）

{

cout<<"子程序1缺页：

";

fifo_miss++;//缺页

for（intk=0;k

{

M_Frame[k]=M_Frame[k+1];

}

M_Frame[frame_num-1]=Acess_Series[i];

for（intn=0;n

{

cout<

}

cout<

}

}

cout<<"FIFO"<<"命中数：

"<

"<

"<

}

return0;

}

三、实验结果