清华大学操作系统课程lab2实验报告

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操作系统实验二实验报告

操作系统实验二实验报告一、实验目的本次操作系统实验二的主要目的是深入理解和掌握进程管理的相关概念和技术，包括进程的创建、执行、同步和通信。

通过实际编程和实验操作，提高对操作系统原理的认识，培养解决实际问题的能力。

二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10，编程环境为 Visual Studio 2019。

三、实验内容及步骤（一）进程创建实验1、首先，创建一个新的 C+＋项目。

2、在项目中，使用 Windows API 函数`CreateProcess`来创建一个新的进程。

3、为新进程指定可执行文件的路径、命令行参数、进程属性等。

4、编写代码来等待新进程的结束，并获取其退出代码。

（二）进程同步实验1、设计一个生产者消费者问题的模型。

2、使用信号量来实现生产者和消费者进程之间的同步。

3、生产者进程不断生成数据并放入共享缓冲区，当缓冲区已满时等待。

4、消费者进程从共享缓冲区中取出数据进行处理，当缓冲区为空时等待。

（三）进程通信实验1、选择使用管道来实现进程之间的通信。

2、创建一个匿名管道，父进程和子进程分别读写管道的两端。

3、父进程向管道写入数据，子进程从管道读取数据并进行处理。

四、实验结果及分析（一）进程创建实验结果成功创建了新的进程，并能够获取到其退出代码。

通过观察进程的创建和执行过程，加深了对进程概念的理解。

（二）进程同步实验结果通过使用信号量，生产者和消费者进程能够正确地进行同步，避免了缓冲区的溢出和数据的丢失。

分析结果表明，信号量机制有效地解决了进程之间的资源竞争和协调问题。

（三）进程通信实验结果通过管道实现了父进程和子进程之间的数据通信。

数据能够准确地在进程之间传递，验证了管道通信的有效性。

五、遇到的问题及解决方法（一）在进程创建实验中，遇到了参数设置不正确导致进程创建失败的问题。

通过仔细查阅文档和调试，最终正确设置了参数，成功创建了进程。

（二）在进程同步实验中，出现了信号量使用不当导致死锁的情况。

操作系统lab2实验报告

操作系统lab2实验报告实验目的：本实验的目的是通过设计和实现一个简单的操作系统内核，加深对操作系统基本概念和原理的理解。

具体实验内容包括进程管理、内存管理和文件系统的设计与实现。

实验环境：1.操作系统：Linux2.编程语言：C语言一、实验背景1.1 操作系统简介操作系统是计算机系统中的一个重要组成部分，负责管理和控制计算机的各种资源，提供用户和应用程序的接口，以及协调和调度各种任务的执行。

1.2 实验目标本实验的主要目标是设计和实现一个简单的操作系统内核，包括进程管理、内存管理和文件系统等功能。

二、实验内容2.1 进程管理①进程创建描述进程创建的过程和相关数据结构，包括创建新进程的系统调用、进程控制块等。

②进程调度描述进程调度的算法和实现方式，包括进程调度队列、调度算法等。

③进程同步与通信描述进程同步和通信的机制和方法，包括信号量、互斥锁、条件变量等。

2.2 内存管理①内存分配描述内存分配的算法和实现方式，包括连续内存分配、非连续内存分配等。

②页面置换描述页面置换的算法和实现方式，包括最优页面置换算法、先进先出页面置换算法等。

2.3 文件系统①文件操作描述文件操作的系统调用和相关数据结构，包括文件打开、读写、关闭等。

②文件系统结构描述文件系统的组织结构和实现方式，包括超级块、索引节点、块位图等。

三、实验步骤3.1 环境搭建搭建实验环境，包括安装Linux操作系统、编译器等。

3.2 进程管理实现根据设计要求，实现进程创建、调度、同步与通信等功能。

3.3 内存管理实现根据设计要求，实现内存分配、页面置换等功能。

3.4 文件系统实现根据设计要求，实现文件操作和文件系统结构。

3.5 测试与调试编写测试用例，对实现的操作系统内核进行测试和调试，并记录实验结果。

四、实验结果分析分析测试结果，评估实验过程中遇到的问题和解决方法，总结操作系统内核的性能和功能特点。

五、实验总结对实验过程中的收获和经验进行总结，提出改进和优化的建议。

《操作系统》课内实验报告

《操作系统》课内实验报告一、实验目的本次《操作系统》课内实验的主要目的是通过实际操作和观察，深入理解操作系统的基本原理和功能，掌握常见操作系统命令的使用，提高对操作系统的实际应用能力和问题解决能力。

二、实验环境本次实验在计算机实验室进行，使用的操作系统为 Windows 10 和Linux（Ubuntu 发行版）。

实验所使用的计算机配置为：Intel Core i5 处理器，8GB 内存，500GB 硬盘。

三、实验内容1、进程管理在 Windows 系统中，通过任务管理器观察进程的状态、优先级、CPU 使用率等信息，并进行进程的结束和优先级调整操作。

在 Linux 系统中，使用命令行工具（如 ps、kill 等）实现相同的功能。

2、内存管理使用 Windows 系统的性能监视器和资源监视器，查看内存的使用情况，包括物理内存、虚拟内存的占用和分配情况。

在 Linux 系统中，通过命令（如 free、vmstat 等）获取类似的内存信息，并分析内存的使用效率。

3、文件系统管理在 Windows 系统中，对文件和文件夹进行创建、复制、移动、删除等操作，了解文件的属性设置和权限管理。

在 Linux 系统中，使用命令（如 mkdir、cp、mv、rm 等）完成相同的任务，并熟悉文件的所有者、所属组和权限设置。

4、设备管理在 Windows 系统中，查看设备管理器中的硬件设备信息，安装和卸载设备驱动程序。

在 Linux 系统中，使用命令（如 lspci、lsusb 等）查看硬件设备，并通过安装内核模块来支持特定设备。

四、实验步骤1、进程管理实验（1）打开 Windows 系统的任务管理器，切换到“进程”选项卡，可以看到当前系统中正在运行的进程列表。

（2）选择一个进程，右键点击可以查看其属性，包括进程 ID、CPU 使用率、内存使用情况等。

（3）通过“结束任务”按钮可以结束指定的进程，但要注意不要随意结束系统关键进程，以免导致系统不稳定。

操作系统课程实验报告

一、实验概述实验名称：操作系统课程实验实验目的：1. 理解操作系统基本概念、原理及功能；2. 掌握操作系统的基本操作和应用；3. 提高实际操作能力和分析问题、解决问题的能力。

实验内容：1. 操作系统基本概念及原理的学习；2. 操作系统基本操作的应用；3. 实验项目：文件读写、多进程、多线程。

二、实验环境操作系统：Windows 10编译器：Visual Studio语言：C/C++实验平台：Windows 10系统下的虚拟机三、实验过程1. 操作系统基本概念及原理的学习操作系统是计算机系统中最基本的系统软件，负责管理计算机硬件资源、提供用户接口以及执行各种应用程序。

在实验过程中，我们学习了以下基本概念及原理：（1）进程管理：进程是操作系统能够进行运算处理的独立单位，具有动态性、并发性、异步性和独立性等特点。

进程管理主要包括进程的创建、调度、同步、通信和终止等。

（2）内存管理：内存管理是操作系统核心功能之一，主要负责分配、回收、保护和管理内存资源。

内存管理方式有分页、分段、段页式等。

（3）文件系统：文件系统是操作系统用于存储、检索和管理文件的机制。

文件系统主要包括目录结构、文件属性、文件操作等。

（4）设备管理：设备管理负责管理计算机系统中的各种外部设备，包括输入、输出和存储设备。

设备管理主要包括设备分配、设备驱动程序、缓冲区管理等。

2. 操作系统基本操作的应用在实验过程中，我们应用以下基本操作：（1）进程管理：创建、调度、同步、通信和终止进程。

（2）内存管理：分配、回收、保护和管理内存资源。

（3）文件系统：创建、删除、读写文件，实现目录结构的管理。

（4）设备管理：分配、回收、控制和管理设备。

3. 实验项目：文件读写、多进程、多线程（1）文件读写实验实验目的：掌握文件的基本操作，实现文件的创建、打开、读取、写入和关闭。

实验步骤：① 创建一个文件，命名为“test.txt”。

② 打开文件，以读写模式。

操作系统实验报告实验二

操作系统实验报告实验二一、实验目的本次操作系统实验二的目的在于深入理解和掌握操作系统中的进程管理和进程调度相关知识，通过实际的编程和实验操作，观察和分析不同进程调度算法的性能和效果，提高对操作系统核心概念的理解和应用能力。

二、实验环境本次实验在 Windows 10 操作系统下进行，使用 Visual Studio 2019作为编程工具。

实验中涉及的编程语言为 C+＋。

三、实验内容（一）进程创建与控制编写程序实现创建多个进程，并通过进程控制原语（如创建、等待、终止等）对进程进行管理和控制。

（二）进程调度算法实现1、先来先服务（FCFS）调度算法按照进程到达的先后顺序进行调度，先到达的进程先获得 CPU 资源进行执行。

2、短作业优先（SJF）调度算法优先调度执行时间短的进程，以减少平均等待时间。

3、时间片轮转（RR）调度算法将 CPU 时间划分为固定大小的时间片，每个进程在一个时间片内执行，时间片结束后切换到下一个进程。

（三）性能评估指标1、平均等待时间所有进程等待时间的总和除以进程数量。

2、平均周转时间所有进程周转时间的总和除以进程数量。

周转时间为进程从提交到完成的时间间隔。

四、实验步骤（一）进程创建与控制1、定义进程结构体，包含进程 ID、到达时间、执行时间等信息。

2、使用系统调用或库函数创建进程。

3、在父进程中通过等待函数等待子进程结束，并获取子进程的返回状态。

（二）进程调度算法实现1、先来先服务（FCFS）调度算法按照进程到达时间的先后顺序将进程放入就绪队列。

从就绪队列中取出第一个进程进行调度执行。

2、短作业优先（SJF）调度算法计算每个进程的执行时间。

按照执行时间从小到大的顺序将进程放入就绪队列。

从就绪队列中取出执行时间最短的进程进行调度执行。

3、时间片轮转（RR）调度算法将进程按照到达时间先后顺序放入就绪队列。

为每个进程分配一个时间片，当时间片用完后，将进程放入就绪队列尾部，重新调度下一个进程。

操作系统Lab2实验报告

深入学习操作系统的原理和实现细节，包括进程通信、死锁处理、虚拟化技术等。
实践应用
希望将所学的操作系统知识应用到实际项目中，提高自己的实践能力。
持续学习
随着技术的不断发展，操作系统也在不断更新和进步，需要保持持续学习的态度。
探索新领域
对于新兴的操作系统领域，如云操作系统、物联网操作系统等，也希望有所涉猎和探索。
学生将了解操作系统内核的组成和功能，以及操作系统如何通过内核实现各种基本功能。
学生将通过实验深入了解操作系统的内部实现细节，提高自己对操作系统设计和实现的认知水平。
02
实验内容
进程管理实验
总结词
理解进程状态及其转换、进程控制块PCB的组成、进程调度算法。
详细描述
通过实验，我们深入了解了进程的概念、状态及其转换。进程控制块PCB的组成，包括进程标识符、进程状态、优先级、CPU寄存器内容等信息。此外，我们还学习了进程调度算法，如先来先服务、最短作业优先、优先级调度等，并进行了模拟实验。
THANKS
感谢观看
操作系统Lab2实验报告
汇报人：
202X-01-08
目录
• 实验目的 • 实验内容 • 实验结果与分析 • 问题与改进建议 • 总结与展望
01
实验目的
理解操作系统的基本概念
01
掌握核心概念
02
操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理计算机硬件和软件资源，为用户提供便利的操作界面和高效的服务。
03
操作系统具有并发性、虚拟性、异步性和随机性的特点，这些特点决定了操作系统在计算机系统中的重要地位和作用。
04
操作系统的基本功能包括进程管理、内存管理、文件管理和设备管理，这些功能是操作系统实现其核心目标的基础。

操作系统课程实验报告

操作系统课程实验报告一、实验目的操作系统是计算机系统中最核心的软件之一，它负责管理计算机的硬件资源和软件资源，为用户提供一个方便、高效、安全的工作环境。

本实验的目的是通过实际操作和观察，深入理解操作系统的基本原理和功能，掌握操作系统的常用命令和操作方法，提高解决实际问题的能力。

二、实验环境操作系统：Windows 10开发工具：Visual Studio Code三、实验内容1、进程管理观察进程的创建、终止和状态转换。

使用任务管理器查看系统中的进程信息，包括进程 ID、CPU 使用率、内存占用等。

通过编程实现创建和终止进程的功能。

2、内存管理了解内存的分配和回收机制。

使用 Windows 系统提供的性能监视器查看内存的使用情况。

编程实现简单的内存分配和释放算法。

3、文件系统管理熟悉文件和目录的操作，如创建、删除、复制、移动等。

研究文件的属性，如文件名、文件大小、创建时间等。

通过编程实现文件的读写操作。

4、设备管理认识设备的驱动程序和设备管理策略。

查看系统中的设备信息，如磁盘驱动器、打印机等。

模拟设备的中断处理过程。

四、实验步骤1、进程管理实验打开任务管理器，观察当前系统中正在运行的进程。

可以看到进程的名称、进程 ID、CPU 使用率、内存占用等信息。

使用 C+＋语言编写一个简单的程序，创建一个新的进程。

在程序中，使用`CreateProcess`函数来创建新进程，并设置进程的属性和参数。

编写另一个程序，用于终止指定的进程。

通过获取进程 ID，然后使用`TerminateProcess`函数来终止进程。

2、内存管理实验打开 Windows 性能监视器，选择“内存”选项卡，可以查看内存的使用情况，包括物理内存、虚拟内存、页面文件等的使用量和使用率。

编写一个 C 程序，使用动态内存分配函数（如`malloc`和`free`）来分配和释放内存。

在程序中，不断分配和释放一定大小的内存块，观察内存的使用情况和性能变化。

《操作系统》实验二

《操作系统》实验二一、实验目的本实验旨在加深对操作系统基本概念和原理的理解，通过实际操作，提高对操作系统设计和实现的认知。

通过实验二，我们将重点掌握进程管理、线程调度、内存管理和文件系统的基本原理和实现方法。

二、实验内容1、进程管理a.实现进程创建、撤销、阻塞、唤醒等基本操作。

b.设计一个简单的进程调度算法，如轮转法或优先级调度法。

c.实现进程间的通信机制，如共享内存或消息队列。

2、线程调度a.实现线程的创建、撤销和调度。

b.实现一个简单的线程调度算法，如协同多任务（cooperative multitasking）。

3、内存管理a.设计一个简单的分页内存管理系统。

b.实现内存的分配和回收。

c.实现一个简单的内存保护机制。

4、文件系统a.设计一个简单的文件系统，包括文件的创建、读取、写入和删除。

b.实现文件的存储和检索。

c.实现文件的备份和恢复。

三、实验步骤1、进程管理a.首先，设计一个进程类，包含进程的基本属性（如进程ID、状态、优先级等）和操作方法（如创建、撤销、阻塞、唤醒等）。

b.然后，实现一个进程调度器，根据不同的调度算法对进程进行调度。

可以使用模拟的方法，不需要真实的硬件环境。

c.最后，实现进程间的通信机制，可以通过模拟共享内存或消息队列来实现。

2、线程调度a.首先，设计一个线程类，包含线程的基本属性（如线程ID、状态等）和操作方法（如创建、撤销等）。

b.然后，实现一个线程调度器，根据不同的调度算法对线程进行调度。

同样可以使用模拟的方法。

3、内存管理a.首先，设计一个内存页框类，包含页框的基本属性（如页框号、状态等）和操作方法（如分配、回收等）。

b.然后，实现一个内存管理器，根据不同的内存保护机制对内存进行保护。

可以使用模拟的方法。

4、文件系统a.首先，设计一个文件类，包含文件的基本属性（如文件名、大小等）和操作方法（如创建、读取、写入、删除等）。

b.然后，实现一个文件系统管理器，包括文件的存储和检索功能。

操作系统课程实验报告

操作系统课程实验报告操作系统课程实验报告一、引言操作系统是计算机系统中最基础的软件之一，扮演着管理计算机硬件和软件资源的重要角色。

为了更好地理解操作系统的工作原理和实践操作系统的相关技术，我们在本学期的操作系统课程中进行了一系列的实验。

二、实验一：进程管理在本实验中，我们学习了进程管理的基本概念和实现方法。

通过编写代码，我们实现了一个简单的进程管理系统。

在这个系统中，我们可以创建、销毁和调度进程，并且实现了进程间的通信和同步机制。

通过这个实验，我们深入了解了进程的创建、调度和通信机制，以及进程的状态转换和资源管理。

三、实验二：内存管理内存管理是操作系统中非常重要的一部分。

在这个实验中，我们学习了内存管理的基本原理和实现方法。

通过编写代码，我们实现了一个简单的内存管理系统。

在这个系统中，我们可以分配和释放内存块，并且实现了虚拟内存和页面置换算法。

通过这个实验，我们深入了解了内存的分配和释放机制，以及虚拟内存的概念和实现。

四、实验三：文件系统文件系统是计算机系统中用于管理和组织文件的一种机制。

在这个实验中，我们学习了文件系统的基本概念和实现方法。

通过编写代码，我们实现了一个简单的文件系统。

在这个系统中，我们可以创建、读取和写入文件，并且实现了文件的目录结构和权限控制。

通过这个实验，我们深入了解了文件的组织和管理机制，以及文件的访问和保护机制。

五、实验四：设备管理设备管理是操作系统中负责管理计算机硬件设备的一部分。

在这个实验中，我们学习了设备管理的基本原理和实现方法。

通过编写代码，我们实现了一个简单的设备管理系统。

在这个系统中，我们可以管理设备的分配和释放，并且实现了设备的互斥和同步机制。

通过这个实验，我们深入了解了设备的管理和调度机制，以及设备的并发和互斥机制。

六、实验总结通过这一系列的实验，我们对操作系统的工作原理和实践操作系统的相关技术有了更深入的了解。

我们学习了进程管理、内存管理、文件系统和设备管理的基本概念和实现方法，并且通过编写代码实现了简单的操作系统功能。

操作系统lab2实验报告

操作系统lab2实验报告操作系统 Lab2 实验报告一、实验目的本次实验着重学习操作系统内存管理的相关概念和技术，包括页表的建立和管理，以及虚拟内存系统的实现和优化。

通过完成本实验，我们能够加深对操作系统内存管理机制的理解，并掌握相关的实现方法。

二、实验环境本次实验使用的实验环境为 Linux 操作系统（具体版本号）、GCC 编译器（具体版本号）以及所提供的模拟器。

三、实验内容本次实验主要包括以下几个任务：1. 理解虚拟内存和物理内存的概念，掌握页表的结构和管理方法。

2. 编写代码实现一个简单的页表建立和管理的模拟器，包括页表的初始化、地址映射和页表的更新。

3. 实现一个简单的虚拟内存系统，包括页的加载、替换等操作。

4. 对实现的虚拟内存系统进行性能优化，包括缓存算法的改进、预加载等策略的应用。

四、实验步骤及结果1. 理解虚拟内存和物理内存的概念在本次实验中，我们将使用虚拟内存系统来管理进程的地址空间。

虚拟内存是操作系统提供给进程的一种抽象概念，它为每个进程提供了一个独立的、连续的地址空间。

物理内存是实际存在的计算机内存，由物理地址组成。

2. 编写页表管理模拟器代码根据实验要求，我们需要编写代码模拟页表的建立和管理过程。

首先，我们需要实现页表的初始化函数，用于初始化页表的数据结构。

接着，我们需要实现地址映射函数，用于将虚拟地址映射到物理地址。

最后，我们需要实现页表的更新函数，用于更新页表中的相关信息。

3. 实现虚拟内存系统在本次实验中，我们需要实现一个简单的虚拟内存系统。

虚拟内存系统可以将虚拟地址映射到物理地址，并且可以实现页的加载和替换操作。

我们需要实现页面加载函数，用于将页面加载到内存中。

同时，我们还需要实现页面替换函数，当内存空间不足时，根据特定的算法选择待替换的页，并将其移出内存。

4. 性能优化为了提高虚拟内存系统的性能，我们可以采用一些优化策略。

例如，我们可以改进缓存算法，通过提前缓存一些可能会被访问的页面，减少缺页次数。

操作系统课程实验报告(完整版)

中南大学《操作系统》实验报告姓名：福星专业班级：软件 1006班学号：完成日期：2011.11.22进程调度与存管理一、实验目的在采用多道程序设计的系统中，往往有若干个进程同时处于就绪状态。

当就续进程个数大于处理器数时，就必须依照某种策略来决定哪些进程优先占用处理器。

实验模拟实现处理机调度，以加深了解处理机调度的工作，并体会优先级和时间片轮转调度算法的具体实施方法。

帮助了解在不同的存储管理方式下，应怎样实现主存空间的分配和回收。

二、实验要求1、可随机输入若干进程，并按优先权排序；2、从就绪队首选进程运行：优先权-1/要求运行时间-1要求运行时间=0时，撤销该进程3、重新排序，进行下轮调度。

4、可随时增加进程；5、规定道数，设置后备队列和挂起状态。

若存中进程少于规定道数，可自动从后备队列调度一作业进入。

被挂起进程入挂起队列，设置解挂功能用于将指定挂起进程解挂入就绪队列。

6、每次调度后，显示各进程状态。

7、自行假设主存空间大小，预设操作系统所占大小并构造未分分区表；表目容：起址、长度、状态（未分/空表目）8、结合以上实验，PCB增加为：{PID，要求运行时间，优先权，状态，所需主存大小，主存起始位置，PCB指针}9、采用最先适应算法分配主存空间；10、进程完成后，回收主存，并与相邻空闲分区合并。

11、采用图形界面；三、实验容选择一个调度算法，实现处理机调度。

1、设计一个按优先权调度算法实现处理机调度的程序；2、设计按时间片轮转实现处理机调度的程序。

3、主存储器空间的分配和回收。

在可变分区管理方式下，采用最先适应算法实现主存空间的分配和回收。

四、实验原理该模拟系统采用java语言实现，要实现的功能有新建进程、进程调度、挂起进程、解挂进程、删除进程，道数和时间片大小可以由用户自己调整，有两种调度策略：按优先权调度和按时间片轮转调度。

每个进程可能有5种状态：新建(new)、就绪(ready)、运行(running)、阻塞(waiting)、挂起(suspend)。

操作系统的实验二

操作系统的实验二在学习操作系统的过程中，实验是加深理解和掌握知识的重要环节。

本次的操作系统实验二，让我对操作系统的原理和功能有了更深入的认识。

实验二的主要目标是探究进程管理和线程调度的机制。

进程和线程是操作系统中非常关键的概念，它们的有效管理和调度直接影响着系统的性能和资源利用效率。

在实验开始之前，我们需要对相关的理论知识有清晰的了解。

进程是程序在一个数据集合上的一次执行过程，它具有动态性、并发性、独立性和异步性等特征。

而线程则是进程中的一个执行单元，线程之间可以共享进程的资源，从而减少系统开销。

实验中，我们使用了特定的操作系统环境和工具来进行模拟和观察。

通过设置不同的进程和线程参数，如优先级、时间片等，来观察它们在系统中的执行情况和资源分配情况。

在进程管理部分，我们首先创建了多个进程，并为它们分配不同的资源。

例如，为某些进程分配更多的内存空间，为另一些进程分配更多的CPU 时间。

然后，我们观察这些进程的执行顺序和资源占用情况。

通过实验，我们发现，优先级较高的进程往往能够优先获得系统资源，从而更快地完成执行。

但是，如果高优先级进程一直占用资源，可能会导致低优先级进程长时间得不到执行，出现“饥饿”现象。

为了避免这种情况，操作系统通常会采用一些公平性策略，如轮转调度、多级反馈队列调度等，来确保各个进程都有机会获得资源执行。

线程调度的实验则更加复杂一些。

线程之间共享进程的资源，这使得它们的调度更加灵活和高效。

我们创建了多个线程，并为它们设置不同的优先级和执行时间。

在实验中，我们发现，当多个线程同时竞争资源时，操作系统会根据它们的优先级和等待时间来进行调度。

优先级高的线程会优先执行，但如果优先级低的线程等待时间过长，操作系统也会适时地将其调度执行，以保证系统的公平性和响应性。

此外，我们还研究了进程和线程之间的通信方式。

进程之间的通信通常需要通过共享内存、消息队列、管道等方式来实现，而线程之间由于共享进程的资源，可以直接通过共享变量等方式进行通信。

操作系统lab2实验总结——Part1

操作系统lab2实验总结——Part1这是MIPS虚拟映射布局图，在接下来的实验中，我们需要特别注意的地址分别是kuseg和kseg0区，⾸先列出这两个区域的意义。

MIPS虚存映射布局32位的MIPS CPU最⼤寻址空间为4GB(2^32字节)，这4GB虚存空间被划分为四个部分：1. kuseg (TLB-mapped cacheable user space, 0x00000000 - 0x7fffffff)：这⼀段是⽤户模式下可⽤的地址，⼤⼩为2G，也就是MIPS约定的⽤户内存空间。

需要通过MMU进⾏虚拟地址到物理地址的转换。

2. kseg0 (direct-mapped cached kernel space, 0x80000000 - 0x9fffffff)：这⼀段是内核地址，其内存虚存地址到物理内存地址的映射转换不通过MMU，使⽤时只需要将地址的最⾼位清零(& 0x7fffffff)，这些地址就被转换为物理地址。

也就是说，这段逻辑地址被连续地映射到物理内存的低端512M空间。

对这段地址的存取都会通过⾼速缓存(cached)。

通常在没有MMU的系统中，这段空间⽤于存放⼤多数程序和数据。

对于有 MMU 的系统，操作系统的内核会存放在这个区域。

kuseg中有三个⼤⼩为PDMAP（4MB）的区域，分别从0x7f400000开始是ENVS,PAGES和User VPT。

需要注意的是PAGES和User VPT 的关系：User VPT中存放了1024个页表，由于⾃映射的关系，这个页表⾥⼜包括了页⽬录的页表，每⼀个页表中⼜有1024个页表项。

PAGES存放了48个页表，这48个页表映射的内容是16*1024个物理页框的结构体（struct Page)的物理内存。

在lab2实验中，我们只⽤了boot_map_segment函数将PAGES的内容进⾏了映射，并没有操作User VPT的空间。

第⼀幅图将是我们理解整个mm/pmap.c的核⼼，接下来将按照init/init.c中的顺序进⾏逐⼀解释每个函数的细节和整体的启动布局。

操作系统实验二实验报告

实验二处理机管理（4学时）实验目的正确理解提高处理机的利用率及改善系统性能在很大程度上取决于处理机调度性能的好坏，在操作系统中调度的实质是一种资源分配，调度算法是指根据系统的资源分配策略规定的资源分配算法，对不同的系统和系统目标，应采用不的调度算法。

（或）在多道程序或多任务系统中，系统同时处于就绪状态的进程有若干个。

也就是说能运行的进程数远远大于处理机个数。

为了使系统中的各进程能有条不紊地运行，必须选择某种调度策略，以选择一进程占用处理机。

通过本实验，加深对处理机调度的理解。

实验内容处理机管理是操作系统中非常重要的部分。

为深入理解进程管理部分的功能，设计几个调度算法，模拟实现处理机的调度。

编程模拟FCFS调度算法、SJ(P)F算法、高优先权调度算法、基于时间片轮转调度算法。

注：“基于时间片轮转调度算法模拟”为必作，其余选做。

实验准备及实验设备计算机，Tc2.0实验步骤正确理解各调度算法的基本思想；根据各调度算法定义PCB（模拟）的格式：FCFS算法和基于时间片轮转调度算法，可设PCB的格式为：高优先权调度算法可设PC为：在正确理解各调度算的基础上编写出相应的程序。

在所设计的调度程序中，针对不同算法应包含显示和打印语句，以便显示或打印程序运行的初值和运行结果：各PCB的初始状态，选中运行进程的名称、运行后各PCB状态以及每次调度时，就绪队列的进程排列顺序（针对不同算法有所不同）。

(源程序)实验结果（运行所编的模拟调度程序，所得结果略）FCFS算法比较有利于长作业（进程），而不利于短作业（进程）。

SJ（P）F算法不利于长作业（进程），该算法未考虑作业的紧迫程序，因而不能保证紧迫性作业（进程）会被及时处理，并且由于作业（进程）的长短是用户所提供的估计执行时间而定的，致使该算法不一定能真正做到短作业优先调度。

高优先权（分动态和静态优先权）调度算法即照顾了短作业，又考虑了作业到达的紧迫性。

对于静态优先权法，系统开销小，但不够精确，可能出现优先权低的作业（进程）长期没有被调度的情况；对于动态优先权（高响应比优先）法，它既照顾了短作业，又考虑了作业的先后次序，不会使长作业长期得不到服务，但每要进行调度之前，都须做响应比的计算，会增加系统开销。

lab2-系统加固实验

实验二系统加固实验1、实验目的通常按默认方式安装的操作系统，如果不做任何安全加固，那么其安全性难以保证，非常容易被攻击，而且攻击者稍加利用就会变成肉机。

所以保证系统安全性第一步，便是利用操作系统自身功能进行系统加固。

通过该实验，要求学生学会使用操作系统自身的注册表、组策略和关闭不必要的端口进一步增强系统的安全性能。

2、实验环境实验内容一：PC机一台，Windows XP操作系统实验内容二：PC机一台，windows xp操作系统、ScanPort软件实验内容三：PC机一台，windows xp虚拟机、恶意程序一个（附件提供）3、实验内容实验内容一：利用操作系统自身功能加固系统知识准备：注册表介绍：一、注册表根键说明hkey_classes_root包含注册的所有OLE信息和文档类型，是从hkey_local_machine\software\classes复制的。

hkey_current_user包含登录的用户配置信息，是从hkey_users\当前用户子树复制的。

hkey_local_machine包含本机的配置信息。

其中config子树是显示器打印机信息； enum 子树是即插即用设备信息；system子树是设备驱动程序和服务参数的控制集合；software 子树是应用程序专用设置。

hkey_users所有登录用户信息。

hkey_current_config包含常被用户改变的部分硬件软件配置，如字体设置、显示器类型、打印机设置等。

是从hkey_local_machine\config复制的。

二、注册表详细内容Hkey_local_machine\software\microsoft\windows\currentVersion\explorer\usershell folders保存个人文件夹、收藏夹的路径Hkey_local_machine\system\currentControlSet\control\keyboard Layouts保存键盘使用的语言以及各种中文输入法Hkey_users\.Default\software\microsoft\internet explorer\typeURLs保存IE浏览器地址栏中输入的URL地址列表信息。

操作系统实验二实验报告

操作系统实验报告——实验二：线程和管道通信实验一、实验目的通过Linux 系统中线程和管道通信机制的实验,加深对于线程控制和管道通信概念的理解,观察和体验并发进（线）程间的通信和协作的效果,练习利用无名管道进行进（线）程间通信的编程和调试技术。

二、实验说明1) 与线程创建、执行有关的系统调用说明线程是在共享内存中并发执行的多道执行路径,它们共享一个进程的资源,如进程程序段、文件描述符和信号等,但有各自的执行路径和堆栈。

线程的创建无需像进程那样重新申请系统资源,线程在上下文切换时也无需像进程那样更换内存映像。

多线程的并发执行即避免了多进程并发的上下文切换的开销又可以提高并发处理的效率。

pthread 库中最基本的调用。

1.pthread_create 系统调用语法:#include <pthread.h>Int pthread_create(pthread_t *thread,pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine)(void *) Void *arg);pthread_create 函数创建一个新的线程。

pthread_create 在thread 中保存新线程的标识符。

Attr 决定了线程应用那种线程属性。

使用默认可给定参数NULL; (*start_routine) 是一个指向新线程中要执行的函数的指针arg 是新线程函数携带的参数。

Pthread_create 执行成功会返回0并在thread 中保存线程标识符。

执行失败则返回一个非0的出错代码2.pthread_exit 系统调用语法:#include <pthread.h>void pthread_exit(void *retval);pthread_exit 函数使用函数pthread_cleanup_push 调用任何用于该线程的清除处理函数,然后中止当前进程的执行,返回retval。

Lab2实验报告

In this lab, I define 4 classes to implement the method.1.The first is Good with no attribute, just used to classify it’s a good chip.2.The second is Bad, the same with the Good class, but to express it’s a bad chip;3.The third is Test, used to find a good chip in the chip arrays . and here we use 分而治之法.4.The last is instance, using the good chip chosen in the third class to test other chips and print the outcome whether the chip is bad or good. And we use instanceof sign to test whether our outcome is true or not.(if chip is the instance of Good ,then it’s a good chip, otherwise it’s a bad one and compare with the outcome generated by the method in Test, we can judge whether the method can give what we want)Something added to my code.(1)I use arraylist to implement the array of chips and use two classes good andbad to represent good chips and bad chips.(2)I use true or false to represent 1 and 0 to express the outcome by mutual test.(3)To random the position of my chips, I use 伪随机. At first ,put the array intothe arraylist and then random some position and get the element at thisposition to the last of the array, so that we can get the random configuration of good and bad chips.代码部分//Class 1//define a good object which represent good chips without anyproperties.public class Good {}//Class 2//define a bad object which represent bad chipspublic class Bad {}//Class 3import java.util.ArrayList;public class Test {public static Object ultimate;/** the AtestB method is conformed with the requirement gg istrue ,gb is false, bg is true/false, bb is true/false, which is random because the chip is bad ,it has no ability to judge , and i use true and false to represent 0 and 1*/static boolean AtestB(Object A, Object B) {Good good = new Good();Bad bad = new Bad();if instanceof Good && B instanceof Good)return true;else if ((A instanceof Good && B instanceof Bad))return false;else {// use random to get the outcomeint result = (int) (Math.random() * 2);if (result == 0) {return false;} elsereturn true;}}// use n/2 method 分而治之static void nTest(ArrayList all) {int length = all.size();int divide = length / 2;ArrayList first = new ArrayList();ArrayList last = new ArrayList();ArrayList newList = new ArrayList();/** divide the arraylist all into 2 arraylist and test two objects whose* index are the same*/for (int i = 0; i < divide; i++) {first.add(all.get(i));}for (int i = divide; i < 2 * divide; i++) {last.add(all.get(i));}// if the length is odd, then judge whether divide/2 is evenif (length % 2 == 1) {// if divide/2 is even, then add the last element of "all" which is// left in the above procedure to the newListif (divide % 2 == 0) {newList.add(all.get(2 * divide));}}// if the test is all true and leave either one ,here I choose the// element in first arraylistfor (int i = 0; i < divide; i++) {if (AtestB(first.get(i), last.get(i))&& AtestB(last.get(i), first.get(i))) {newList.add(first.get(i));}}/** if arraylist has odd number, put the last one to temp and add it to* the newlist at last*/int newLength = newList.size();// if the length of the newList is 0,then the last one is a good chip,// and return it// if the length is 1,it must be a good chipif (newLength == 1) {ultimate = newList.get(0);return;}if (newLength == 0) {System.exit(0);}elsenTest(newList);}}//Class 4import java.util.ArrayList;public class Instance {/*** @param args*/public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubArrayList array = new ArrayList();// make sure the good chips are greater than bad chips so that the// outcome is reliableint number = (int) (Math.random() * 1000);// the total number is// produced by randomint badNum = (int) (Math.random() * number); // the total number is// produced by randomif (badNum > number / 2) {System.out.println("the result will beunreliable,please try again!");System.exit(0);}int goodNum = number - badNum;// add good and bad chips into the array in sequence atfirstfor (int i = 0; i < badNum; i++) {array.add(new Bad());}for (int i = badNum; i < number; i++) {array.add(new Good());}// do the random change position so that the position of good and bad// chips are random rather than in sequencefor (int i = 0; i < 1000; i++) {int random = (int) (Math.random() * (number / 2));array.add(array.get(random));array.remove(random);}// output the total number and the good number and bad numberSystem.out.println("The total numbers of chips are " + array.size()+ "\n there are " + goodNum + " good chips. \n there are "+ badNum + " bad chips");Test test = new Test();test.nTest(array);// use the right one chose in the test method to test other chip so that// we can get the entire outcomefor (int i = 0; i < array.size(); i++) {if+ (i + 1)+ "st chip is good ");elseSystem.out.print("The test outcome the " + (i + 1)+ "st chip is bad ");// use the instanceof method to test whether the chip is good or bad// to test the outcome aboveif (array.get(i) instanceof Good)System.out.println("The right outcome the " + (i + 1)+ "st chip is good");elseSystem.out.println("The right outcome the " + (i + 1)+ "st chip is bad");}}}The naïve method which I didn’t write use this method: test an element by all other element of the array in sequence ,record all of the outcome anddo the circulation for every element until you find an element with the outcome like Num(true) >= Num(false).<Num(true) represents the numbers of true outcome , and Num(bad) represents the numbers of bad outcome>For there are N chips, A good chips and B bad chips and A > B, if N is odd, then A >= B+1,if what we test is a good chip ,then at least Numb(true) = A – 1 = Num(false).<all of the good chips say it’s good and all of the bad chips say it’s a bad chip>, if what we choose is a bad chip, then at least Num(false) = A > Num(true) = B – 1. <all of the good chips say it’s bad and all of thebad chips say it’s a good chip>. If N is even , then A >= B + 2, if we choose an good one, the worst case is ,Num(true) = A – 1 >= B + 1>Num(false) = B, if we choose a bad one ,Num(false) = A > Num(true) = B – 1. In conclusion, whether N is old or even ,as long as A > B, if we get the outcome like Num(true) >= Num(false), we can know that the chip is a good one. And we can use it to test all the other chips in the array and print the outcome to be seen by the professor.If we have B > A , the number of bad chips are bigger than that of good chips.If N = odd , B >= A + 1 When test a bad chip ,it’s possible we can get the result like, Num(true) = B – 1 >= Num(false) = A, and when we test a good chip, it’s possible that we can get the result Num(false) = B >= Num(true)= A – 1; if N = even ,B >= A +2, When test a bad chip ,it’s possible we can get the result like, Num(true) = B – 1 > Num(false) = A, and when we test a good chip, it’s possible that we can get the result Num(false) = B >=Num(true) = A – 1; so the outcome we get will be not right.About the b problem , I use Chinese to explain.分而治之法：分情况考虑(1)n为偶数随机的两两配对，则共有n/2对，分别测试<在我的代码里是从中间分成两个array，然后让两个数组里面的下标相同的去比较测试>。

操作系统实验报告Lab2物理内存管理(含challenge)

Lab2实验报告一、练习0:填写已有实验利用Understand中的Compare完成此练习。

二、练习1:实现firstfit连续物理内存分配算法大体思路：物理内存页管理器顺着双向链表进行搜索空闲内存区域，直到找到一个足够大的空闲区域，这是一种速度很快的算法，因为它尽可能少地搜索链表。

如果空闲区域的大小和申请分配的大小正好一样，则把这个空闲区域分配出去，成功返回;否则将该空闲区分为两部分，一部分区域与申请分配的大小相等，把它分配出去，剩下的一部分区域形成新的空闲区。

其释放内存的设计思路很简单，只需把这块区域重新放回双向链表中即可。

实现目标：重写default_init_memmap()，default_alloc_pages()，default_free_pages()函数。

具体细节：a)default_init_memmap()函数这个函数是用来初始化空闲页链表的。

主要有两个步骤：初始化每一个空闲页，计算空闲页的总数。

注意：1.使用头插法是因为地址是从低地址向高地址增长。

2.p->flags = 0语句已经将PG_reserved标志位置零。

b)default_alloc_pages()函数这个函数是用来分配空闲页的。

主要步骤如下：1.寻找足够大的空闲块1.1.如果找到了，重新设置标志位1.2.从空闲链表中删除此页1.3.判断空闲块大小是否合适1.3.1.如果不合适，分割页块1.3.2.如果合适则不进行操作1.4.计算剩余空闲页个数1.5.返回分配的页块地址备注：在参考答案中，我认为有些语句是冗余的，如图：验证：在第二次重置标志位前后，分别输出标志位的值，发现，flags 并没有发生变化。

然后将这两句话注释，编译后运行，依旧可以得到正确答案。

所以我认为这两句话是没有必要的。

c)default_free_pages()函数这个函数的作用是释放已经使用完的页，把他们合并到freelist中。

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