信安操作系统实验指导书(填空)

-1-《操作系统原理》实验指导书编-2-前言1．实验总体目标通过学生自己动手设计实验验证理论知识，使学生掌握操作系统特征和功能，掌握不同调度算法下进程的调度、进程控制、进程调度与死锁，并必须掌握作业管理、存储器管理、设备管理和文件管理的主要原理。加深对操作系统基本原理理解。⒉适用专业计算机科学与技术⒊先修课程C语言程序设计、计算机组成原理、数据结构⒋实验课时分配实验项目学时实验1设计一个有N个进程共行的进程调度程序。4实验2批处理系统中作业调度4实验3银行家算法4实验4独占设备的分配和回收模拟4⒌实验环境有40台中等配置的计算机组成的小型局域网的实验室环境。计算机的具体要求：⒈Pentium133Hz以上的CPU；⒉建议至少256MB的内存；⒊建议硬盘至少2GB，并有1GB空闲空间。4.安装Windows操作系统及C语言编译程序。⒍实验总体要求培养计算机专业的学生的系统程序设计能力，是操作系统课程的一个非常重要的环节。通过操作系统上机实验，可以培养学生程序设计的方法和技巧，提高学生编制清晰、合理、可读性好的系统程序的能力，加深对操作系统课程的理解。使学生更好地掌握操作系统的基本概念、基本原理、及基本功能，具有分析实际操作系统、设计、构造和开发现代操作系统的基本能力。⒎本实验的重点、难点及教学方法建议-3-重点：理解进程调度中PCB的设计，以实现对进程的调度。难点：进程调度程序的设计，设备管理程序的设计。教学方法建议：力争在本指导书的帮助下，独立设计程序以加深理解。-4-实验1设计一个有N个进程共行的进程调度程序。一、实验目的用高级语言编写和调试一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解。二、实验类型（含验证型、设计型或综合型）设计型三、实验仪器一台安装Windows操作系统及C语言编译程序的pc机四、实验原理五、实验方法与步骤（一）内容：进程调度算法：采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）和先来先服务算。每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。进程控制块可以包含如下信息：进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为地指定（也可以由随机数产生）。进程的到达时间为进程输入的时间。进程的运行时间以时间片为单位进行计算。每个进程的状态可以是就绪W（Wait）、运行R（Run）、或完成F（Finish）三种状态之一。就绪进程获得CPU后都只能运行一个时间片。用已占用CPU时间加1来表示。如果运行一个时间片后，进程的已占用CPU时间已达到所需要的运行时间，则撤消该进程，如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时应将进程的优先数减1（即降低一级），然后把它插入就绪队列等待CPU。每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的PCB，以便进行检查。-5-重复以上过程，直到所要进程都完成为止。（二）参考程序：#includestdio.h#includestdlib.h#includeconio.h#definegetpch(type)(type*)malloc(sizeof(type))#defineNULL0structPCB{/*定义进程控制块PCB*/charname[10];charstate;intsuper;intntime;intrtime;structPCB*link;}*ready=NULL,*p;typedefstructPCB;sort()/*建立对进程进行优先级排列函数*/{PCB*first,*second;intinsert=0;if((ready==NULL)||①)){p-link=ready;ready=p;}else/*进程比较优先级,插入适当的位置中*/{first=ready;second=first-link;while(second!=NULL){if(②)/*若插入进程比当前进程优先数大,*/{/*插入到当前进程前面*/p-link=second;first-link=p;second=NULL;insert=1;}else/*插入进程优先数最低,则插入到队尾*/-6-{first=first-link;second=second-link;}}if(insert==0)first-link=p;}}input()/*建立进程控制块函数*/{inti,num;//clrscr();/*清屏*/printf(\n请输入进程号?);scanf(%d,&num);for(i=0;inum;i++){printf(\n进程号No.%d:\n,i);p=③;printf(\n输入进程名:);scanf(%s,p-name);printf(\n输入进程优先数:);scanf(%d,&p-super);printf(\n输入进程运行时间:);scanf(%d,&p-ntime);printf(\n);p-rtime=0;p-state='w';p-link=NULL;sort();/*调用sort函数*/}}intspace(){intl=0;PCB*pr=ready;while(pr!=NULL){l++;pr=pr-link;}return(l);-7-}disp(PCB*pr)/*建立进程显示函数,用于显示当前进程*/{printf(\nqname\tstate\tsuper\tndtime\truntime\n);printf(|%s\t,pr-name);printf(|%c\t,pr-state);printf(|%d\t,pr-super);printf(|%d\t,pr-ntime);printf(|%d\t,pr-rtime);printf(\n);}check()/*建立进程查看函数*/{PCB*pr;printf(\n****当前正在运行的进程是:%s,p-name);/*显示当前运行进程*/disp(p);pr=ready;printf(\n****当前就绪队列状态为:\n);/*显示就绪队列状态*/while(pr!=NULL){disp(pr);pr=pr-link;}}destroy()/*建立进程撤消函数(进程运行结束,撤消进程)*/{printf(\n进程[%s]已完成.\n,p-name);free(p);}running()/*建立进程就绪函数(进程运行时间到,置就绪状态*/{④;if(p-rtime==p-ntime)destroy();/*调用destroy函数*/else{⑤;p-state='w';sort();/*调用sort函数*/}-8-}main()/*主函数*/{intlen,h=0;charch;input();len=space();while(⑥){ch=getchar();h++;printf(\nTheexecutenumber:%d\n,h);p=ready;ready=p-link;p-link=NULL;p-state=⑦;check();running();printf(\n按任一键继续......);ch=getchar();}printf(\n\n进程已经完成.\n);ch=getchar();}六、注意事项由于程序长而且有难度，所以在设计实验时，要细心，多次调试。七、思考题-9-实验2批处理系统中作业调度一、实验目的模拟批处理系统中的作业调度，以加深对作业调度的概念的理解．二、实验类型（含验证型、设计型或综合型）设计型三、实验仪器一台安装Windows操作系统及C语言编译程序的pc机四、实验原理五、实验方法与步骤#includestdio.h#includestdlib.htypedefstructjcb{charname[4];/*作业名*/intlength;/*作业长度，所需主存大小*/intprinter;/*作业执行所需打印机的数量*/inttape;/*作业执行所需磁带机的数量*/intruntime;/*作业估计的执行时间*/intwaittime;/*作业在输入井中的等待时间*/structjcb*next;/*指向下一个作业控制块的指针*/}JCB;/*作业控制块类型定义*/JCB*head;/*作业队列头指针定义*/inttape,printer;longmemory;shedule()/*作业调度函数*/{floatxk,k;JCB*p,*q,*s,*t;do{p=head;s=NULL;q=NULL;k=0;while(p!=NULL)-10-{if(①){/*系统可用资源是否满足作业需求*/xk=(float)(p-waittime)/p-runtime;if(q==NULL||xkk)/*满足条件的第一个作业或者作业q的响应比小于作业p的响应比*/{k=xk;/*记录响应比*/q=p;t=s;}/*if*/}/*if*/s=p;p=p-next;/*指针p后移*/}/*while*/if(q!=NULL){if(t==NULL)/*是作业队列的第一个*/head=head-next;elset-next=②;/*为作业q分配资源：分配主存空间；分配磁带机;分配打印机;*/memory=③;tape=④;printer=⑤;printf(选中作业的作业名：%s\n,q-name);}}while(q!=NULL);}/*作业调度函数结束*/main(){inti;charname[4];intsize,tcount,pcount,wtime,rtime;JCB*p;/*系统数据初始化*/memory=65536;tape=4;printer=2;head=NULL;-11-printf(输入作业相关数据(以作业大小为负数停止输入)：\n);/*输入数据，建立作业队列*/printf(输入作业名、作业大小、磁带机数、打印机数、等待时间、估计执行时间\n);scanf(%s%d%d%d%d%d,name,&size,&tcount,&pcount,&wtime,&rtime);while(size!=-1){/*创建JCB*/p=(JCB*)malloc(sizeof(JCB));/*填写该作业相关内容*///strcpy(p-name,name);p-length=size;p-printer=pcount;p-tape=tcount;p-runtime=rtime;p-waittime=wtime;/*挂入作业队列队首：*/⑥;⑦;/*输入一个作业数据*/printf(输入作业名、作业大小、磁带机数、打印机数、等待时间、估计执行时间\n);scanf(%s%d%d%d%d%d,name,&size,&tcount,&pcount,&wtime,&rtime);}/*while*/shedule();/*进行作业调度*/}/*main()结束*/六、注意事项由于程序长而且有难度，所以在设计实验时，要细心，多次调试。七、思考题-12-实验3银行家算法一、实验目的银行家算法是死锁避免常采取的算法，是一种通过探测来决定是否资源分配的安全算法。通过对该算法的模拟体会对设备安全分配的策略。二、实验类型（含验证型、设计型或综合型）设计型三、实验仪器一台安装Windows操作系统及C语言编译程序的pc机四、实验原理五、实验方法与步骤#includestring.h#includeiostream.h#defineM5//总进程数#defineN3//总资源数#defineFALSE0#defineTRUE1//M个进程对N类资源最大资源需求量intMAX[M][N]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};//系统可用资源数intAVAILABLE[N]={10,5,7};//M个进程已