内容发布更新时间 : 2024/5/22 8:35:21星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

《 操作系统原理》

实验讲义

适用专业： 计算机科学和技术

网络工程

太原科技大学计算机科学和技术学院

2010年 6 月

前 言

操作系统是计算机的核心和灵魂。操作系统软件的设计对整个计算机的功能和性能起着至关重要的作用，所以此门课也是必不可少的，是面向计算机科学和技术、网络工程、软件工程等大多数计算机专业本科生开设的一门计算机专业课程。

操作系统是计算机系统的核心，《操作系统》课程是计算机科学和技术专业的重要必修课。本课程的目的是使学生掌握现代计算机操作系统的基本原理、基本设计方法及实现技术，具有分析现行操作系统和设计、开发实际操作系统的基本能力。

操作系统实验是操作系统课程的重要组成部分，属于学科基础实验范畴。作为和相关教学内容配合的实践性教学环节，应在操作系统理论课教学过程中开设。

操作系统是计算机科学和技术专业必修的专业基础课程，操作系统实验的作用是：理解操作系统的设计和实现思路，掌握典型算法。基本要求是：理解进程的概念，理解死锁，掌握银行家算法；掌握请求页式存储管理的实现原理及页面置换算法。学生应具有高级语言编程能力、具有数据结构等基础知识。

说明：本实验指导书所提供的源程序均已在VC６.０下调试运行过．

1

目 录

实验一 P、V 原语的模拟实现 .............................................................................. 1 实验二 银行家算法模拟 ....................................................................................... 10 实验三 请求页式存储管理中常用页面置换算法模拟 ....................................... 13

2

实验一 P、V 原语的模拟实现

实验学时：2 实验类型：验证 实验要求：必修

一、实验目的

本课题实习的目的是，加深对进程概念及进程管理各部分内容的理解；熟悉进程管理中主要数据结构的设计及进程调度算法，进程控制机构、同步结构、通迅机构的实施。

要求设计一个允许n个进程并发运行的进程管理模拟糸统。该糸统包括有简单的进程控制、同步及通迅机构，其进程调度算法可任意选择。每个进程用一个PCB表示，其内容可根据具体情况设置。各进程之间应有一定的同步关糸。糸统在运行过程中应能显示或打印各进程的状态及有关参数的变化情况，以便观察诸进程的运行过程及糸统的管理过程。

1) 理解信号量相关理论； 2) 掌握记录型信号量结构； 3) 掌握 P、V 原语实现机制。

二、实验要求

1) 输入给定代码；

2) 进行功能测试并得出正确结果。 3) 分析P和V函数功能模块；

4) 在实验报告中画出P和V函数流程图； 5) 撰写实验报告。

三、实验内容

本实验针对操作系统中信号量相关理论进行实验，要求实验者输入实验指导书提供的代码并进行测试。代码主要模拟信号量的 P 操作和 V 操作。

1) 信号量

信号量也称为信号锁，主要使用于进程间的同步和互斥，在用于互斥时，通常作为资源锁。信号量通常通过两个原子操作P和 V来访问。P操作使信号量的值+1，V操作使信号量的值-1。

2) 记录型信号量

记录型信号量采用了“让权等待”的策略，存在多个进程等待访问同一临界资源的情况，所以记录型信号量需要一个等待链表来存放等待该信号量的进程控制块或进程号。在本实验中，使用记录型信号量。 四、范例

1.例: 支持多个进程并发运行的简单进程管理模拟糸统。

本糸统的同步机构采用的信号量上的P、V操作的机制；控制机构包括阻塞和唤醒操作；时间片中断处理程序处理模拟的时间片中断；进程调度程序负责为各进程分配处理机。糸统中设计了1个并发进程。它们之间有如下同步关糸：1个进程需要互斥使用临界资源S2，进程1和进程2又需要互斥使用临界资源S1.本糸统在运行过程中随机打印出各进程的状态变换过程，糸统的调度过程及公共变量的变化情况。

1