操作系统实验er要点.docx

1、操作系统实验er要点操作系统实验指导书淮阴工学院 计算机科学与工程学院2014.9目 录实验一 熟悉Windows2000/XP中的进程和线程实验二 编程实现进程的控制实验三 Windows中的线程与线程同步现象实验四 操作系统中的经典线程同步问题实验五 死锁避免银行家算法的实现实验六 Windows内存管理实验七 分页内存管理算法模拟实验八 页面置换算法的模拟实现实验九 磁盘调度中的电梯调度算法实现实验十 Windows中的消息机制实验一 熟悉Windows2000/XP中的进程和线程一、实验目的1、熟悉Windows2000/XP中任务管理器的使用。2、通过任务管理器识别操作系统中的进程和

2、线程的相关信息。 3、掌握利用spy+.exe来察看Windows中各个任务的更详细信息。二、实验理论基础及教材对应关系1、实验理论基础：（1） 操作系统中的进程和线程的概念；（2） 进程PCB的各项指标含意；2、本实验内容主要对应于教材第2章。三、实验内容与步骤1、 启动操作系统自带的任务管理器：方法：直接按组合键Ctrl+Alt+Del，或者是在点击任务条上的“开始”“运行”，并输入“taskmgr.exe”。如下图所示：2、 调整任务管理器的“查看”中的相关设置，显示关于进程的以下各项信息，并完成下表（填满即可）：表一：统计进程的各项主要信息序号进程名称进程ID线程数量占用内存优先级占C

3、PU时间虚拟内存1Acrobat.exe3744685064k标准0：00：0099828k2WINWORD.EXE3272847180K标准0：00：2481224k3Taskmgr.exe263635348k高0：00：022136k4Csrss.exe756128856k高0：00：022164k5Vmount2.exe103235756k标准0：00：003504k6MATLAB.exe3281356772k标准0：00：0166580k7Sqlservr.exe284261128k标准0：00：0053308k8System483300k标准0：00：0428k3、 从桌面启动办公软

4、件“Word”，在任务管理器中找到该软件的登记，并将其结束掉。再从任务管理器中分别找到下列程序：winlogon.exe、lsass.exe、csrss.exe、smss.exe，试着结束它们，观察到的反应是 任务管理器无法结束进程 ，原因是 该进程是关键系统进程 。4、 在任务管理器中找到进程“explorer.exe”，将之结束掉，并将桌面上你打开的所有窗口最小化，看看你的计算机系统起来什么样的变化 桌面上的图标都不见了，Windows图形界面无法使用，电脑只剩下一张壁纸 、得到的结论是 explorer.exe进程用于管理Windows的图形界面，包括开始菜单、任务栏、桌面和文件管理，对

5、系统的稳定性有很大帮助。 （说出explorer.exe进程的作用）。5、运行“spy+.exe”应用软件，点击按钮“”，切换到进程显示栏上，查看进程“explorer.exe”的各项信息，并填写下表：表二：统计线程的各项信息进程：explorer.exe 中的各个线程序号进程ID线程ID基本优先级当前优先级CPU时间上下文开关1000006E8000006EC8100:00:00.43796642000006E8000006F48100:00:00.0001213000006E80000006FC9130:00:01.3281087954000006E8000007008100:00:00.

6、00085000006E8000007088100:00:00.000186000006E8000007148100:00:00.00011507000006E8000007C48100:00:00.07871138000006E8000007D015150:00:00.000129000006E8000008E88110:00:00.156387610000006E800000AC48100:00:00.0006211000006E800000D648100:00:00.000431213146、注意某些线程前有“”，如图所示：，说明二者之间的差异是 有无子进程，“+”表示有子进程 。四、实

7、验材料的提交与成绩评定1、本实验的实验报告一份（电子版或纸质版一份，具体形式由任课教师确定，格式参考学院统一实验报告）2、实验源程序一份，请表明题号（电子版）备注：做下一次实验之时提交上一次实验的材料，由各班学习委员以班为单位收集并上交任课教师。3、实验成绩总分为10分，由指导老师根据学生实验表现和实验材料进行评定，本门课程结束后实验平均成绩（实验总成绩/实验次数）按照10的比例记入期末考试总成绩。实验二 编程实现进程的控制一、实验目的1、进一步掌握进程的相关概念2、掌握Windows2000/XP有关进程操作的API函数的使用。3、了解进程的地址空间的含义。二、实验理论基础及教材对应关系1、

8、实验理论基础：（1）操作系统中的进程和线程的概念；（2）进程的各种控制；2、本实验内容主要对应于教材第2章和第3章的内容。三、实验内容与步骤1、启动应用程序“Process Information.exe”，应出现下面的界面：2、依次改变上图中“下拉组合框”的选项，读出界面中显示的各项信息，并完成下表（填满即可）：（统计中要包含winlogon.exe、lsass.exe、csrss.exe、smss.exe等应用程序）表一：统计进程的一些信息序号进程名称进程ID父进程ID优先级线程数Heaps数量模块数量1winlogon.exe51600000204高32lsass.exe58000000

9、244普通83csrss.exe428000001AC普通94csrss.exe468000001D4普通125smss.exe27200000110普通26Spoolsv.exe131600000524普通127Devenv.exe59000000170C普通218Lsm.exe5880000024C普通103、从上表中观察“进程ID”和“父进程ID”两栏，总结并画出下列程序间的亲缘关系：winlogon.exe、lsass.exe、csrss.exe、smss.exe。4、打开“ProcessInfo”工程文件，打开文件“ProcessInfo.cpp”，找到函数：CreateProces

10、s（）的使用方法。按下列步骤建立一个工程项目，将记事本应用程序运行起来，即创建了一个新的进程。 步骤1、创建一个基于MFC的应用程序。步骤2、在应用程序类型中选取“基于对话框”的选项。步骤3、直接点击完成，系统将为你创建一个工程项目。步骤4、然后在“资源视图”中，打开对话框“IDD_MY_DIALOG”，将出现以下对话框：步骤5、打开界面上的“工具箱”，放置一个“按钮”，如下图：步骤6、双击上面的“Button1”按钮，切换到代码的编写处：输入以下语句：步骤7、编译并运行此工程项目，看看运行的结果。四、实验材料的提交与成绩评定1、本实验的实验报告一份（电子版或纸质版一份，具体形式由任课教师确定

11、，格式参考学院统一实验报告）2、实验源程序一份，请表明题号（电子版）备注：做下一次实验之时提交上一次实验的材料，由各班学习委员以班为单位收集并上交任课教师。3、实验成绩总分为10分，由指导老师根据学生实验表现和实验材料进行评定，本门课程结束后实验平均成绩（实验总成绩/实验次数）按照10的比例记入期末考试总成绩。实验三 Windows中的线程与线程同步现象一、实验目的1、掌握Windows中线程的操作。2、熟悉线程不同步时的现象及环境因素。3、掌握一种同步对象的使用。二、实验理论基础及教材对应关系1、线程和线程不同步的认识。2、线程间的同步和通信。3、本实验内容主要对应于教材第2章中关于线程的各

12、节。三、实验内容与步骤1、定义全局变量 int i = 0; 初始值置为 0。2、创建两个线程，一个对 i 执行加 1 操作，另一个对 i 执行减 1 操作。两个线程执行相同的次数。显然，正常情况下，i 的仍然保持为 0。#include #include #define MaxCount 9000000 / 循环次数要很大，可多次尝试一些值DWORD _stdcall fun1( LPVOID p1) for( int j =0 ;j MaxCount;j+) i+; return 0;DWORD _stdcall fun2( LPVOID p1) for( int j =0 ;j MaxC

13、ount;j+) i-; return 0;3、观察两个线程执行后的情况，可以发觉最后 i 的值不一定是 0， 有时是很大的正数，有时是很大的负数，这就是多个线程在操作同一个变量 i时，未同步时带来的严重问题。 还应该了解，在多个线程操作共享的变量时，才需要考虑同步问题。5、 给这两个线程加上同步代码，再来观察对 i 值的影响。步骤2的函数稍微改动即可：CRITICAL_SECTION cs;DWORD _stdcall fun1( LPVOID p1) for( int j =0 ;j MaxCount;j+) :EnterCriticalSection(&cs); i+; :LeaveCr

14、iticalSection(&cs); DWORD _stdcall fun2( LPVOID p1) for( int j =0 ;j = RequestMatrixk0 & AvailResource1 = RequestMatrixk1 & AvailResource2 = RequestMatrixk2 & AvailResource3 = RequestMatrixk3)/若资源能使进程ProcessID结束 for(int i=0;i4;i+) AvailResourcei -= AllocMatrixki; / 恢复资源 int SearchSecurity(int level)

15、 /递归函数 if(level = 4) else SearchSecurity(level+1); / 有条件递归调用自己 其余由大家自行完成。四、实验材料的提交与成绩评定1、本实验的实验报告一份（电子版或纸质版一份，具体形式由任课教师确定，格式参考学院统一实验报告）2、实验源程序一份，请表明题号（电子版）备注：做下一次实验之时提交上一次实验的材料，由各班学习委员以班为单位收集并上交任课教师。3、实验成绩总分为10分，由指导老师根据学生实验表现和实验材料进行评定，本门课程结束后实验平均成绩（实验总成绩/实验次数）按照10的比例记入期末考试总成绩。实验六 Windows内存管理一、实验目的1、

16、熟悉程序的运行时动态链接。2、熟悉Windows中内存的分页管理方式。 3、了解虚拟内存的用法，熟悉Windows中相应的API函数。二、实验理论基础及教材对应关系1、应用程序的动态链接。2、内存的分页管理、虚拟内存的技术。3、本实验内容主要对应于教材第4章。三、实验内容与步骤1、运行“SystemInfo.exe”应用程序，出现如下界面：从该界面上可以看到Windows2000/XP系统中的分页大小（Page Size）是：4,096，即4K字节，也可以看到本机所安装的处理器的个数是：1个。打开工程文件，熟悉信息获取函数的使用：SYSTEM_INFO sinf; GetSystemInfo(

17、&sinf);2、运行“VMSTATE.exe”应用程序，出现如下界面：从界面上可以看到，本计算机中所安装的物理内存的大小“TotalPhys”，可用物理内存的大小“AvailPhys”。打开源文件，熟悉或者信息函数的使用：MEMORYSTATUS ms = sizeof(ms) ; GlobalMemoryStatus(&ms);3、运行“VMAlloc.exe”应用程序，掌握其用法和功能：打开源文件，熟悉以下操作虚拟存储空间函数的使用： VirtualAlloc( )、VirtualQuery( )、VirtualFree( )。4、运行“VMMap.exe”应用程序，了解程序的功能，读懂

18、其显示的每一行信息的含义：从上面显示的信息中，谈谈自己对虚拟储存空间的认识（100字以内）。 四、实验材料的提交与成绩评定1、本实验的实验报告一份（电子版或纸质版一份，具体形式由任课教师确定，格式参考学院统一实验报告）2、实验源程序一份，请表明题号（电子版）备注：做下一次实验之时提交上一次实验的材料，由各班学习委员以班为单位收集并上交任课教师。3、实验成绩总分为10分，由指导老师根据学生实验表现和实验材料进行评定，本门课程结束后实验平均成绩（实验总成绩/实验次数）按照10的比例记入期末考试总成绩。实验七 分页内存管理算法模拟一、实验目的1、熟悉基本分页存储管理。2、建立描述分页内存管理中的页目

19、录表、页表结构。 3、实现进行虚拟内存到物理内存的映射算法。二、实验理论基础及教材对应关系1、操作系统中内存管理。2、基本分页内存、分段内存管理。3、页目录表、页表的作用，以及虚拟地址到物理地址的映射关系。三、实验内容与步骤题目：分页存储管理的设计与实现。某系统采用了两级页表机制，可使页表所占用内存尽量少，分页地址变换机构如下图所示：分页地址变换机构页目录表共1024项，每个页表1024项，每页的大小是4K个字节。地址转换时，先由分段部件生成线性地址，再由上面所述的分页部件，根据线性地址中的页目录索引在页目录表中找相应的项，该项值为所需页表在内存的块号，找到该页表后，然后按第2112位的页表索

20、引找到所需页的物理内存起始地址，把它与12位偏移直接相加得到32位的物理地址。设系统有如表1中所示的10个段，已知：18段从内存的200000H处开始由低地址到高地址连续存放，映射到3G4M开始的线性地址空间；9段（缓冲区）放在400000H开始的内存，映射的线性地址同物理地址；显存从B8000H开始，映射到3G开始的线性地址空间。表1（1）、请设计并填写页目录表和页表（需说明每张表的内存地址）（2）、线性地址为：C0401010H、C0404010H、C0414010H，则物理地址是多少，所在段的段名是什么？（需写出计算的详细步骤）实验步骤：1、定义页目录表、页表的数据结构，以及必要的数据。

21、#define Page_Size 4096 / 页面大小#define Pages 26 / 本题定义的总的页面个数#define FirstLinearAddr 0xC0000000+0x400000/ 线性地址3G + 4M#define SecondLinearAddr 0x400000 / 线性地址0x400000#define ThirdLinearAddr 0xC0000000/ 线性地址3G#define IDT 0#define TSS 1#define GDT 2#define PDT 3 / 页目录表的下标#define PT1 4 / 第1 个页表的下标#define PT2 5 / 第2 个页表的下标#define PT3 6 / 第3 个页表的下标#define PT4 7 / 第4 个页表的下标/ .省略其它页表#define CODE 20#define STACK 21#define DATA 22#define BUFF