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《操作系统管理》实验指导书
四、每组人数与实验学时数
序号 一 二 三 四 五 六 实验内容 进程控制描述与控制 并发与调度 存储管理 设备管理 文件管理与系统安全 操作系统功能模拟设计实验 实验时数 2 2 2 2 2 4 2 2 2 2 2 3-4 每组人数 五、考核方式与评分办法
考核方式：在规定时间内，按要求设计相应的模拟系统并上机调试运行，写出详细的实验报告，在机上向教师演示自己设计的模拟系统。
评分办法：视程序的质量、完成速度及实验报告分别给予优、良、中、及格、不及格等成绩。
六、本实验课配套教材或实验指导书
[1]周苏，金海溶等编著，操作系统原理实验，北京：科学出版社，2003
七、实验报告要求
实验题目、问题描述、算法说明、算法框图、数据结构及符号说明、程序清单及运行结果。
八、其它
教研室：计算机网络 执笔人：钟伯成 系主任审核签名：
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《操作系统管理》实验指导书
实验考核方式与基本要求
1） 按要求设计相应的模拟系统并上机调试运行 2） 写出详细的实验报告，实验报告要求如下：
（1）实验题目。
（2）程序中使用的数据结构及符号说明。 （3）流程图。
（4）打印一份源程序并附上注释。
（5）打印程序运行时的初值和运行结果。
基本要求：3或4人为一小组，采取课内上机和业余上机相结合的方式进行，在规定时间内
每个小组以论文形式上交实验（设计）结果并上机演示说明。
实验考核题目
㈠ 进程管理
㈡ 模拟PV操作同步机构，且用PV操作解决生产者——消费者问题。 ㈢ 银行家算法
㈣ 模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断。 ㈤ 用先进先出（FIFO）页面调度算法处理缺页中断。 ㈥ 用最近最少用（LRU）页面调度算法处理缺页中断。 ㈦ 设计一个按优先数调度算法实现处理器调度的进程。 ㈧ 设计一个按时间片轮转法实现处理器调度的程序。 ㈨ 模拟实现一个简单的固定（或可变）分区存储管理系统 ㈩ 模拟实现单通路I/O系统中的设备分配程序。
{十一} 模拟实现用位示图法管理文件存储空间的分配与回收。
实验提示
㈠ 进程管理 1．实验内容
至少要有：创建新的进程；查看运行进程；换出某个进程；杀死运行进程以及进程之间通信等功能。
2．实验提示
PCB结构通常包括以下信息：进程名，进程优先数，轮转时间片，进程所占用的CPU时间，进程的状态，当前队列指针等。可根据实验的不同，PCB结构的内容可以作适当的增删。
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《操作系统管理》实验指导书
例：实验运行结果
******************************************** * 进程演示系统 * ******************************************** 1.创建新的进程 2.查看运行进程 3.换出某个进程 4.杀死运行进程 5.进程之间通信 6.退出系统 ******************************************** 请选择（1～6）
然后根据你选择的不同，出现不同的结果。
㈡ 第一题：模拟PV操作同步机构，且用PV操作解决生产者——消费者问题。 ㈢ 第二题：银行家算法 实验提示
[第一题]：在系统初始化时应把信号量semaphore定义为某个类型，为简单起见，在模拟实验中可把上述的semaphore直接改成integer。
生产者——消费者问题。
假定有一个生产者和消费者，生产者每次生产一件产品，并把生产的产品存入共享缓冲器以供消费者取走使用。消费者每次从缓冲器内取出一件产品去消费。禁止生产者将产品放入已满的缓冲器内，禁止消费者从空缓冲器内取产品。假定缓冲器内可同时存放10件产品。
进程控制块PCB。
在模拟实验中，假设进程控制块的结构如下图。其中进程的状态有：运行态、就绪态、等待态和完成态。当进程处于等待态时，在进程控制块PCB中要说明进程等待原因（在模拟实验中进程等待原因为等待信号量s1或s2）；当进程处于等待态或就绪态时，PCB中保留了断点信息，一旦进程再度占有处理器则就从断点位置继续运行；当进程处于完成状态，表示进程执行结束。
进程名
状态
等待原因
断点
处理器的模拟。
计算机硬件提供了一组机器指令，处理器的主要职责是解释执行机器指令。为了模拟生产者和消费者进程的并发执行，我们必须模拟一组指令和处理器职能。 模拟的指令 P(s) V(s) put GET 执行P操作原语 执行v操作原语 B[IN]:=product;IN:=(IN+1) mod 10 X:=B[out];out:=(out+1) mod 10 功能 4
《操作系统管理》实验指导书
produce consume GOTO L NOP 输入一个字符放入C中 打印或显示x中的字符 PC: L 空操作 模拟的处理器指令
模拟的一组指令见上图，其中每条指令的功能由一个过程来实现。用变量PC来模拟“指令计数器”，假设模拟的指令长度为1，每执行一条模拟指令后，PC加1，指出下一条指令地址。使用模拟的指令，可把生产者和消费者进程的程序表示为下图的形式。 序号 0 1 2 3 4 生产者程序 produce P(s1) PUT V(s2) goto 0 消费者程序 P(s2) GET V(s1) consume goto 0
生产者和消费者程序
定义两个一维数组PA[0..4]和SA[0..4],每一个PA[i]存放生产者程序中的一条模拟指令执行的入口地址；每个SA[i]存放消费者程序中的一条模拟指令执行的入口地址。于是模拟处理器执行一条指令的过程为：取出PC之值，按PA[PC] 或SA[PC]得模拟指令执行的入口地址，将PC之值加1，转向由入口地址确定的相应的过程执行。
[第二题]：编写银行家算法，要求对于书127页给出的资源分配表，可以对输入各种请求进行安全性判断，最后给出安全序列或者不能分配的原因。
㈣ 第一题：模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断。 ㈤ 第二题：用先进先出（FIFO）页面调度算法处理缺页中断。 ㈥ 第三题：用最近最少用（LRU）页面调度算法处理缺页中断。 实验提示
第一题[提示]
（1） 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，页表的格式为： 页号 标志 主存块号 在磁盘上的位置
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