操作系统实验4
操作系统 课程实验-实验四页式虚拟存储管理中地址转换和缺页中断
实验四页式虚拟存储管理中地址转换和缺页中断一、实验目的深入了解页式存储管理如何实现地址转换；进一步认识页式虚拟存储管理中如何处理缺页中断。
二、实验预备知识页式存储管理中地址转换的方法；页式虚拟存储的缺页中断处理方法。
三、实验内容编写程序完成页式虚拟存储管理中地址转换过程和模拟缺页中断的处理。
实验具体包括：首先对给定的地址进行地址转换工作，若发生缺页则先进行缺页中断处理，然后再进行地址转换；最后编写主函数对所做工作进行测试。
假定主存64KB，每个主存块1024字节，作业最大支持到64KB，系统中每个作业分得主存块4块。
四、提示与讲解页式存储管理中地址转换过程很简单，假定主存块的大小为2n字节，主存大小为2m'字节和逻辑地址m位，则进行地址转换时，首先从逻辑地址中的高m-n位中取得页号，然后根据页号查页表，得到块号，并将块号放入物理地址的高m'-n位，最后从逻辑地址中取得低n位放入物理地址的低n位就得到了物理地址，过程如图6所示。
逻辑地址图6 页式存储管理系统地址转换示意图地址转换是由硬件完成的，实验中使用软件程序模拟地址转换过程，模拟地址转换的流程如图7所示（实验中假定主存64KB，每个主存块1024字节，即n=10,m'=16，物理地址中块号6位、块内地址10位；作业最大64KB，即m=16，逻辑地址中页号6位、页内地址10位）。
在页式虚拟存储管理方式中，作业信息作为副本放在磁盘上，作业执行时仅把作业信息的部分页面装入主存储器，作业执行时若访问的页面在主存中，则按上述方式进行地址转换，若访问的页面不在主存中，则产生一个“缺页中断”，由操作系统把当前所需的页面装入主存储器后，再次执行时才可以按上述方法进行地址转换。
页式虚拟存储管理方式中页表除页号和该页对应的主存块号外，至少还要包括存在标志（该页是否在主存），磁盘位置（该页的副本在磁盘上的位置）和修改标志（该页是否修改过）。
操作系统实验实验报告
操作系统实验实验报告一、实验目的操作系统是计算机系统中最为关键的核心软件，它管理着计算机的硬件资源和软件资源，为用户提供了一个方便、高效、稳定的工作环境。
本次操作系统实验的目的在于通过实际操作和实践，深入理解操作系统的基本原理和核心概念，掌握操作系统的基本功能和操作方法，提高对操作系统的认识和应用能力。
二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10 专业版，开发工具为Visual Studio 2019，编程语言为 C 和 C+＋。
实验硬件环境为一台配备Intel Core i7 处理器、16GB 内存、512GB SSD 硬盘的个人计算机。
三、实验内容（一）进程管理实验1、进程创建与终止通过编程实现创建新的进程，并在完成任务后终止进程。
在实验中，我们使用了 Windows API 函数 CreateProcess 和 TerminateProcess 来完成进程的创建和终止操作。
通过观察进程的创建和终止过程，深入理解了进程的生命周期和状态转换。
2、进程同步与互斥为了实现进程之间的同步与互斥，我们使用了信号量、互斥量等同步对象。
通过编写多线程程序，模拟了多个进程对共享资源的访问，实现了对共享资源的互斥访问和同步操作。
在实验中，我们深刻体会到了进程同步与互斥的重要性，以及不正确的同步操作可能导致的死锁等问题。
（二）内存管理实验1、内存分配与释放使用 Windows API 函数 VirtualAlloc 和 VirtualFree 进行内存的分配和释放操作。
通过实验，了解了内存分配的不同方式（如堆分配、栈分配等）以及内存释放的时机和方法，掌握了内存管理的基本原理和操作技巧。
2、内存分页与分段通过编程模拟内存的分页和分段管理机制，了解了内存分页和分段的基本原理和实现方法。
在实验中，我们实现了简单的内存分页和分段算法，对内存的地址转换和页面置换等过程有了更深入的理解。
（三）文件系统实验1、文件操作使用 Windows API 函数 CreateFile、ReadFile、WriteFile 等进行文件的创建、读取和写入操作。
浙江大学操作系统实验A4纸
LINUX系统是多进程、多用户和交互式的计算环境。
退出系统文本界面下按<Ctrl-D>键或logout命令shutdown shutdown –h 8:00 shutdown –h +3Shell 是Linux系统的用户界面，提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。
它接收用户输入的命令并把它送入内核去执行Shell也被称为Linux的命令解释器(command interpreter)Shell命令可以被分为内部命令和外部命令。
1.内部命令是shell本身包含的一些命令，这些内部命令的代码是整个shell代码的一个组成部分；2.内部命令，shell是通过执行自己代码中相应的部分来完成的3.外部命令的代码则存放在一些二进制的可执行文件或者shell 脚本中4.外部命令，shell会到文件系统结构（file system structure）中的一些目录去搜索那些文件名与外部命令的名字相同的文件，因为shell认为这些文件中就存放了将要执行的代码。
Shell 命令搜索路径1.Shell搜索的目录的名字都保存在一个shell变量PATH(在TC shell chsh命令来改变默认登录shell-l选项显示系统可用的shellecho $SHELL /bin/bash passwd修改密码/etc/passwd记录每一个用户的shell程序root:x:0:0:root:/root:/bin/bash[用户名]:[密码]:[UID]:[GID]:[身份描述]:[主目录]:[登录shell]manman -S2 open#选择第二个section1用户命令，2系统调用，3语言函数库调用，4设备和网络界面，5文件格式，6游戏和示范，troff的环境、7表格和宏，8关于系统维护的命令info<Q>退出<Space>滚屏whoam i:显示用户名gzip [opt][filename-list]-d 解压缩文件gzip 1.txt得到1.txt.gz文件gunzip执行解压缩zcat [opt][filename-list]解压文件输出到标准输出设备tar-c 建立备份文件-z压缩/解压一个存档文件-v详细地显示文件处理过程：用功能字母x解压文件的过程或存档文件的过程-f Arch 用Arch作为存档或恢复文件的档案文件-x从磁带中解压（恢复）文件；如果没有指定，默认对整条磁带址的特殊的表；模块所声明的任何全局符号都成为内核符号表的一部分；内核符号表出于内核代码段的_ksymtab,其开始地址和结束地址由C编译器所产生的两个符号来指定:_start_ksymtab和_stop_ksymtab从文件/proc/ksyms中以文本的方式读取内存地址符号名称【所属模块】模块引用计数：计数器存放在module对象的ecount域；当开始执行模块操作时，递增计数器；在操作结束时，递减这个计数器；维护三个宏__MOD_INC_USE_COUNT模块计数+1__MOD_DEC_USE_COUNT模块计数-1__MOD_IN_USE 计数非0时返回真；计数器的值为0时，可以卸载这个模块；计数器的当前值可以在/proc/modules(lsmod)中每一项的第三个域找到模块依赖：一个模块A引用另一个模块B所到处的符号存储管理保护模式下i386提供虚拟存储器的硬件机制i386的地址转换机制：地址总线32(36)位，物理内存4(64)GB;指令系统提供的逻辑地址为48位，虚地址空间64T虚拟内存(4G),内核空间(最高的1G字节由所有进程共享，存放内核代码和数据)和用户空间(较低的3G字节存放用户程序的代码和数据)，每个进程最大拥有3G字节私有虚存空间；地址转换(通过页表把虚存空间的一个地址转换为物理空间中的实际地址) 进程用户空间的管理每个程序经编译、链接后形成的二进制映像文件有一个代码段和数据段进程运行是须有独占的堆栈空间进程用户空间linux把进程的用户空间划分为一个个区间，便于管理；一个进程的用户地址空间按主要由mm_struct和vm_area_structts结构来描述；mm_struct结构对进程整个用户空间进行描述;vm_area_structs结构对用户空间中各个区间(简称虚存区)进行描述mm_struct结构首地址在task_struct成员项mm中：struct mm_struct*mminclude/linux/sched.ccount(对mm_struct结构的引用进行计数。
操作系统实验
操作系统实验操作系统实验是计算机科学与技术领域非常重要的一门实验课程。
通过操作系统实验，学生可以深入了解操作系统的基本原理和实践技巧，掌握操作系统的设计和开发方法。
本文将介绍操作系统实验的一般内容和实验室环境要求，并详细说明一些常见的操作系统实验内容。
一、实验内容1. 实验环境搭建：操作系统实验通常在实验室中进行。
为了完成实验，学生需要搭建一个操作系统实验环境。
实验环境通常由一个或多个计算机节点组成，每个计算机节点需要安装操作系统实验所需要的软件和驱动程序。
2. 操作系统整体结构分析：学生首先需要通过文献研究和课堂学习，了解操作系统的整体结构和基本原理。
在实验中，学生需要分析和理解操作系统的各个模块之间的功能和相互关系。
3. 进程管理实验：进程是操作系统中最基本的运行单位。
在这个实验中，学生可以通过编写程序并使用系统调用来实现进程的创建、销毁和调度。
学生需要熟悉进程状态转换和调度算法，理解进程间通信和同步机制。
4. 内存管理实验：内存管理是操作系统中非常重要的一个模块。
学生需要实现虚拟内存管理、页面置换算法以及内存分配和回收策略。
通过这个实验，学生可以深入了解虚拟内存管理的原理和实际应用。
5. 文件系统实验：文件系统是操作系统中负责管理文件和目录的模块。
在这个实验中，学生需要实现基本的文件系统功能，如文件的创建、读取和修改。
学生还可以实现进程间的文件共享和保护机制。
6. 设备管理实验：设备管理是操作系统中与硬件设备交互的一个重要模块。
在这个实验中，学生需要实现设备的初始化、打开和关闭功能。
学生还可以实现设备驱动程序，完成对硬件设备的控制。
二、实验室环境要求1. 计算机硬件：实验室需要配备一定数量的计算机节点。
每个计算机节点需要具备足够的计算能力和内存容量，以满足操作系统实验的要求。
2. 操作系统软件：实验室中的计算机节点需要安装操作系统软件，通常使用Linux或者Windows操作系统。
此外，还需要安装相关的开发工具和编程语言环境。
《操作系统》课程实验内容和实验要求
实验内容和实验要求实验1:安装Linux系统(4学时)目的:1.学会在操作系统安装之前,根据硬件配置情况,制订安装计划。
2.学会在安装多操作系统前,利用硬盘分区工具(如PQMagic)为Linux准备分区。
3.学会Linux操作系统的安装步骤和简单配置方法。
4.学会Linux系统的启动、关闭步骤,初步熟悉Linux系统的用户界面。
内容:1.安装并使用硬盘分区工具(如PQMagic),为Linux准备好分区。
2.安装Linux系统(如红旗Linux桌面版)。
3.配置Linux系统运行环境。
4.正确地启动、关闭系统。
5.对图形界面进行一般操作。
要求:1.制订安装计划。
2.如果在机器上已安装了Windows系统,而且没有给Linux预备硬盘分区,则安装硬盘分区工具(如PQMagic),运行它,为Linux划分出一块“未分配”分区。
3.在光驱中放入Linux系统安装盘,启动系统。
按照屏幕提示,选择/输入相关参数,启动安装过程。
4.安装成功后,退出系统,取出安装盘。
重新开机,登录Linux系统。
5.对Linux系统进行配置,如显示设备、打印机等。
6.利用鼠标对图形界面进行操作。
说明:1.本实验应在教师的授权和指导下进行,不可擅自操作,否则可能造成原有系统被破坏。
2.如条件不允许每个学生亲自安装,可采用分组进行安装或课堂演示安装的方式。
实验2:Linux 应用及shell编程(4学时)目的:1.掌握Linux一般命令格式和常用命令。
2.学会使用vi编辑器建立、编辑文本文件。
3.了解shell的作用和主要分类。
4.学会bash脚本的建立和执行方式。
5.理解bash的基本语法。
6.学会编写简单的shell脚本。
内容:1.正确地登录和退出系统。
2.熟悉使用date,cal等常用命令。
3.进入和退出vi。
利用文本插入方式建立一个文件。
4.学会用gcc编译器编译C程序。
5.建立shell脚本并执行它。
6.学会使用shell变量和位置参数、环境变量。
操作系统实验指导书(新)
目录实验一 WINDOWS进程初识 (3)1、实验目的 (3)2、实验内容和步骤 (3)3、实验结论 (5)4、程序清单 (5)实验二进程管理 (6)背景知识 (6)1、实验目的 (12)2、实验内容和步骤 (12)3、实验结论 (16)4、程序清单................... 错误！未定义书签。
实验三进程同步的经典算法 .. (17)背景知识 (17)1、实验目的 (19)2、实验内容和步骤 (19)3、实验结论 (22)4、程序清单................... 错误！未定义书签。
实验四存储管理 (23)背景知识 (23)1、实验目的 (31)2、实验内容和步骤 (31)3、实验结论 (48)4、程序清单................... 错误！未定义书签。
实验五文件和设备管理 (49)背景知识 (49)1、实验目的 (53)2、实验内容与步骤............. 错误！未定义书签。
3、实验结论................... 错误！未定义书签。
实验一WINDOWS进程初识1、实验目的（1）学会使用VC编写基本的Win32 Consol Application （控制台应用程序)。
（2）掌握WINDOWS API的使用方法。
（3）编写测试程序，理解用户态运行和核心态运行。
2、实验内容和步骤（1）编写基本的Win32 Consol Application步骤1：登录进入Windows，启动VC++ 6.0。
步骤2：在“FILE”菜单中单击“NEW”子菜单，在“projects”选项卡中选择“Win32 Consol Application”,然后在“Project name”处输入工程名，在“Location”处输入工程目录。
创建一个新的控制台应用程序工程。
步骤3：在“FILE”菜单中单击“NEW”子菜单，在“Files”选项卡中选择“C++ Source File”, 然后在“File”处输入C/C++源程序的文件名。
《操作系统》课程实验报告
《操作系统》课程实验报告一、实验目的本次《操作系统》课程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工作原理、进程管理、内存管理、文件系统等核心概念，并掌握相关的操作技能和分析方法。
二、实验环境1、操作系统：Windows 10 专业版2、开发工具：Visual Studio Code3、编程语言：C/C+＋三、实验内容（一）进程管理实验1、进程创建与终止通过编程实现创建新进程，并观察进程的创建过程和资源分配情况。
同时，实现进程的正常终止和异常终止，并分析其对系统的影响。
2、进程同步与互斥使用信号量、互斥锁等机制实现进程之间的同步与互斥。
通过模拟多个进程对共享资源的访问，观察并解决可能出现的竞争条件和死锁问题。
（二）内存管理实验1、内存分配与回收实现不同的内存分配算法，如首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法。
观察在不同的内存请求序列下，内存的分配和回收情况，并分析算法的性能和优缺点。
2、虚拟内存管理研究虚拟内存的工作原理，通过设置页面大小、页表结构等参数，观察页面的换入换出过程，以及对系统性能的影响。
（三）文件系统实验1、文件操作实现文件的创建、打开、读取、写入、关闭等基本操作。
观察文件在磁盘上的存储方式和文件系统的目录结构。
2、文件系统性能优化研究文件系统的缓存机制、磁盘调度算法等，通过对大量文件的读写操作，评估不同优化策略对文件系统性能的提升效果。
四、实验步骤（一）进程管理实验步骤1、进程创建与终止（1）使用 C/C+＋语言编写程序，调用系统函数创建新进程。
（2）在子进程中执行特定的任务，父进程等待子进程结束，并获取子进程的返回值。
（3）通过设置异常情况，模拟子进程的异常终止，观察父进程的处理方式。
2、进程同步与互斥（1）定义共享资源和相关的信号量或互斥锁。
（2）创建多个进程，模拟对共享资源的并发访问。
（3）在访问共享资源的关键代码段使用同步机制，确保进程之间的正确协作。
（4）观察并分析在不同的并发情况下，系统的运行结果和资源竞争情况。
操作系统实验四存储管理
宁德师范学院计算机系
实验报告
（2014—2015学年第二学期）
课程名称操作系统
实验名称实验四存储管理
专业计算机科学与技术（非师）年级2012级
学号B2012102147 姓名王秋指导教师王远帆
实验日期2015-05-20
图1 word运行情况
“内存使用”列显示了该应用程序的一个实例正在使用的内存数量。
启动应用程序的另一个实例并观察它的内存需求。
请描述使用第二个实例占用的内存与使用第一个实例时的内存对比情况：第二个实例占用内存22772K，比第一个实例占用的内存大很多
2、教师批改学生实验报告应在学生提交实验报告10日内。
操作系统原理实验4-进程控制
《操作系统原理》实验报告
实验序号：4 实验项目名称：进程控制
一、实验目的及要求
1. 加深对进程信号量的理解。
2. 理解进程同步与互斥机制。
3. 掌握Linux操作系统下的进程控制编程。
二、实验设备（环境）及要求
1.虚拟机VMware Workstation、Ubuntu操作系统和C语言编程。
2.编写一段程序，使用系统调用fork()创建两个子进程，再用系统调用signal()让父进程捕捉键盘上来的中断信号（即按Ctrl C键），当捕捉到中断信号后，父进程调用kill()向两个子进程发出信号，子进程捕捉到信号后，分别输出下面信息后终止：
child process 1 is killed by parent!
child process 2 is killed by parent!
父进程等待两个子进程终止后，输出以下信息后终止：
parent process is killed!
三、实验内容与步骤
代码：
在终端上进行测试
四、实验结果与数据处理
五、分析与讨论
了解了计算机进程的管理以及signal（）函数的作用。
六、教师评语成绩。
计算机操作系统实验报告答案
《操作系统》实验报告专业年级：姓名：学号：提交日期：实验一：操作系统环境1.1 Windows 2000 系统管理(实验估计时间：60分钟)实验内容与步骤1、计算机管理2、事件查看器3、性能监视4、服务5、数据库(ODBC)为了帮助用户管理和监视系统，Windows 2000提供了多种系统管理工具，其中最主要的有计算机管理、事件查看器和性能监视等。
步骤1：登录进入Windows 2000 Professional。
步骤2：在“开始”菜单中单击“设置”-“控制面板”命令，双击“管理工具”图标。
在本地计算机“管理工具”组中，有哪些系统管理工具，基本功能是什么：1) 本地安全策略：查看和修改本地安全策略，如用户权限和审核策略。
2) 服务：启动和停止服务。
3) 计算机管理器：管理磁盘以及使用其他系统工具来管理本地或远程的计算机。
4) 事件查看器：显示来自于 Windows 和其他程序的监视与排错消息。
5) 数据源：添加、删除、以及配置 ODBC 数据源和驱动程序。
6) 性能：显示系统性能图表以及配置数据日志和警报。
7) 组件服务：配置和管理 COM+ 应用程序。
1. 计算机管理使用“计算机管理”可通过一个合并的桌面工具来管理本地或远程计算机，它将几个Windows 2000管理实用程序合并到一个控制台目录树中，使管理员可以轻松地访问特定计算机的管理属性和工具。
步骤3：在“管理工具”窗口中，双击“计算机管理”图标。
“计算机管理”使用的窗口与“Windows资源管理器”相似。
在用于导航和工具选择的控制台目录树中有“系统工具”、“存储”及“服务和应用程序”等节点，窗口右侧“名称”窗格中显示了工具的名称、类型或可用的子工具等。
它们是：1)系统工具，填入表2-3中。
表2-3 实验记录2) 存储，填入表2-4中。
3) 服务和应用程序，填入表2-5中。
2. 事件查看器事件查看器不但可以记录各种应用程序错误、损坏的文件、丢失的数据以及其他问题，而且还可以把系统和网络的问题作为事件记录下来。
《操作系统》实验教学大纲
《操作系统》实验教学大纲实验名称：操作系统实验实验课程：计算机科学与技术、软件工程、电子信息工程实验学时：24学时（12次课程实验）实验目的：1.通过操作系统实验，学生将深入了解操作系统的原理和设计。
2.学生将掌握操作系统的基本概念和常用技术。
3.提高学生的实践能力和创新能力，培养学生的团队合作精神。
实验内容：1.实验一：操作系统基本概念-实验介绍：了解操作系统的基本概念和基本功能。
-实验要求：学生通过阅读文献或参考书籍，掌握操作系统的基本概念。
-实验过程：学生通过讨论或小组讨论的方式，给出操作系统的定义和基本功能列表。
2.实验二：进程管理-实验介绍：通过实验来学习进程管理的基本概念和常用算法。
-实验要求：学生通过自己编写程序，实现进程的创建、销毁和调度。
-实验过程：学生根据给定的问题，设计进程模型并实现相应的程序。
3.实验三：内存管理-实验介绍：了解内存管理的基本概念和常用算法，学习虚拟内存技术的原理。
-实验要求：学生通过编写程序，实现内存分配和回收的算法。
-实验过程：学生通过模拟内存分配和回收的过程，理解内存管理的基本原理。
4.实验四：文件系统-实验介绍：了解文件系统的基本概念和常用算法，学习文件管理的基本原理。
-实验要求：学生通过编写程序，实现文件的创建、删除和查找。
-实验过程：学生通过模拟文件的创建、删除和查找的过程，理解文件管理的基本原理。
5.实验五：设备管理-实验介绍：通过实验学习设备管理的基本概念和常用算法，了解设备驱动程序的实现原理。
-实验要求：学生通过编写程序，模拟设备的控制和管理。
-实验过程：学生通过模拟设备的请求、分配和释放的过程，理解设备管理的基本原理。
6.实验六：作业调度-实验介绍：通过实验学习作业调度的基本概念和常用算法。
-实验要求：学生通过编写程序，实现作业的调度。
-实验过程：学生通过输入作业和作业调度算法，模拟作业调度的过程。
实验评定：-实验报告：60%-实验成果：20%-实验操作：20%实验环境：- 操作系统：Linux、Windows实验要求：-学生需认真完成实验任务，编写实验报告。
操作系统 实验4：文件管理实验报告
一、实验题目：文件管理实验--Linux下的文件管理二、实验目的和要求：实验目的：（1）加深对文件、目录、文件系统等概念的理解。
（2）掌握 Linux 文件系统的目录结构。
（3）掌握有关 Linux 文件系统操作的常用命令。
（4）了解有关文件安全性方面的知识。
实验要求：（1）正确使用文件管理命令，能熟练地对文件进行浏览、拷贝、移动和删除。
（2）能熟练地确定和更改工作目录，查看内容和文件属性，创建和删除目录。
（3）正确地理解文件的权限，并能进行相应更改。
（4）理解文件的类型及其表示形式。
（5）理解文件名的表示形式，在模式匹配中能正确使用通配符。
三、实验内容：（1）使用pwd，cd，ls等命令浏览文件系统。
（2）使用cat，cp，mv，head，tail，rm等命令查看你的文件。
（3）使用ln命令进行文件的硬连接和符号连接。
软中断通信（4）使用find，grep命令进行文件查找和模式匹配。
（5）使用chmod命令修改文件的权限。
四、实验步骤：（说明：对本实验涉及的教材中的相关内容进行归纳总结，只需简要说明即可。
）1、用root账号登录到终端，使用pwd命令查看当前目录2、用cd命令将当前目录切换到“/”目录下3、使用ls明令查看Linux的目录结构，了解各目录存放与系统相关的文件14、使用 cat、more、head、tail等命令显示 /etc/inittab文件内容5、使用grep 命令在/etc/inittab 文件中查询“initdefault”字符串26、使用find 命令查找 /目录下所有以main 开头的文件7、使用 cp 命令将/etc目录下的inittab文件拷贝到/root目录下8、使用 sort 和uniq 命令对 /root目录下的inittab文件排序后输出其结果39、统计inittab文件的字节数、行数、字数10、用mkdir命令在/root目录下创建一个test目录11、用cp命令将/etc目录及其下所有内容复制到test目录下12、使用cd和ls查看/root/test/etc 下的内容413、将test目录改名为test214、删除test2五、实验总结：通过本次实验，让我懂得了怎样创建文件以及文件管理命令的使用，对Linux的掌握和了解进一步加深。
操作系统实验4-4实验报告
操作系统实验4-4实验报告一、实验目的本次操作系统实验 4-4 的目的是深入了解和掌握操作系统中进程管理的相关知识和技术，通过实际操作和观察，加深对进程调度算法、进程同步与互斥等概念的理解，并提高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1、进程调度算法的实现先来先服务（FCFS）算法短作业优先（SJF）算法时间片轮转（RR）算法优先级调度算法2、进程同步与互斥的实现使用信号量实现生产者消费者问题使用互斥锁实现哲学家进餐问题四、实验步骤1、进程调度算法的实现先来先服务（FCFS）算法设计数据结构来表示进程，包括进程ID、到达时间、服务时间等。
按照进程到达的先后顺序将它们放入就绪队列。
从就绪队列中选择第一个进程进行处理，计算其完成时间、周转时间和带权周转时间。
短作业优先（SJF）算法在设计的数据结构中增加作业长度的字段。
每次从就绪队列中选择服务时间最短的进程进行处理。
计算相关的时间指标。
时间片轮转（RR）算法设定时间片的大小。
将就绪进程按照到达时间的先后顺序放入队列。
每个进程每次获得一个时间片的执行时间，若未完成则重新放入队列末尾。
优先级调度算法为每个进程设置优先级。
按照优先级的高低从就绪队列中选择进程执行。
2、进程同步与互斥的实现生产者消费者问题创建一个共享缓冲区。
生产者进程负责向缓冲区中生产数据，消费者进程从缓冲区中消费数据。
使用信号量来控制缓冲区的满和空状态，实现进程的同步。
哲学家进餐问题模拟多个哲学家围绕一张圆桌进餐的场景。
每个哲学家需要同时获取左右两边的筷子才能进餐。
使用互斥锁来保证筷子的互斥访问，避免死锁的发生。
五、实验结果与分析1、进程调度算法的结果与分析先来先服务（FCFS）算法优点：实现简单，公平对待每个进程。
缺点：对短作业不利，平均周转时间可能较长。
短作业优先（SJF）算法优点：能有效降低平均周转时间，提高系统的吞吐量。
操作系统实验报告4
操作系统实验报告4一、实验目的本次操作系统实验的目的在于深入了解和掌握操作系统中进程管理、内存管理、文件系统等核心概念和相关操作，通过实际的实验操作，增强对操作系统原理的理解和应用能力，提高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，编程语言为 C+＋，开发工具为 Visual Studio 2019。
三、实验内容与步骤（一）进程管理实验1、进程创建与终止使用 C+＋语言编写程序，创建多个进程，并在进程中执行不同的任务。
通过进程的标识符（PID）来监控进程的创建和终止过程。
2、进程同步与互斥设计一个生产者消费者问题的程序，使用信号量来实现进程之间的同步与互斥。
观察生产者和消费者进程在不同情况下的执行顺序和结果。
（二）内存管理实验1、内存分配与释放编写程序，使用动态内存分配函数（如｀malloc` 和｀free`）来分配和释放内存。
观察内存的使用情况和内存泄漏的检测。
2、内存页面置换算法实现几种常见的内存页面置换算法，如先进先出（FIFO）算法、最近最少使用（LRU）算法和最佳置换（OPT）算法。
通过模拟不同的页面访问序列，比较不同算法的性能。
（三）文件系统实验1、文件创建与读写使用 C+＋语言的文件操作函数，创建一个新文件，并向文件中写入数据。
从文件中读取数据，并进行数据的处理和显示。
2、文件目录操作实现对文件目录的创建、删除、遍历等操作。
观察文件目录结构的变化和文件的组织方式。
四、实验结果与分析（一）进程管理实验结果与分析1、进程创建与终止在实验中，成功创建了多个进程，并通过控制台输出观察到了每个进程的 PID 和执行状态。
可以看到，进程的创建和终止是按照程序的逻辑顺序进行的，操作系统能够有效地管理进程的生命周期。
2、进程同步与互斥在生产者消费者问题的实验中，通过信号量的控制，生产者和消费者进程能够正确地实现同步与互斥。
当缓冲区为空时，消费者进程等待；当缓冲区已满时，生产者进程等待。
操作系统实验四吸烟者问题 201000130133计算机4班郑思雨
//消费者有关的信号量
key_t cons_key;
key_t cmtx_key[3];
int cons_sem;
int cmtx_sem[3];
int sem_val;
int sem_flg;
int shm_flg;
provider部分：
#include "ipc.h"
三个生产者到底哪个应该运行，我们是采取选取随机数的方法进行的，通过随机数来确定应该有哪个进程运行，既有哪个生产者来进行生产。
创建smoker文件，在其中对消费者的一些行为进行定义，先利用系统调用来创建共享内存区域，并设定他的长度并获取共享内存的首地址。
然后设定消费者互斥与同步的信号灯，并为他们设置相应的初值。当有消费进程在运行而其他消费者请求时，相应的信号灯就会阻止它，当共享内存区域已空时，信号等也会提示生产者不能再从共享内存中取出相应的内容。
{
perror("messageQueue set error");
exit(EXIT_FAILURE);
}
}
return msq_id;
}
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
int set_msq(key_t msq_key,int msq_flag);
int set_sem(key_t sem_key,int sem_val,int sem_flag);
操作系统实验(四)实验报告--虚拟内存
操作系统实验(四)实验报告--虚拟内存操作系统实验（四）虚拟内存1、实验题目页面置换算法模拟——OPT、FIFO和LRU算法2、实验目的了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换算法，如最佳（Optimal）置换算法、先进先出（Fisrt In First Out）置换算法和最近最久未使用（Least Recently Used）置换算法3、实验内容1）OPT算法：需要发生页面置换时，算法总是选择在将来最不可能访问的页面进行置换。
2）FIFO算法：算法总是选择在队列中等待时间最长的页面进行置换。
3）LRU算法：如果某一个页面被访问了，它很可能还要被访问；相反，如果它长时间不被访问，那么，在最近未来是不大可能被访问的。
4、程序代码#include<iostream>#include <cstdlib>#include <time.h>#include <cstdio>#define L 30///页面走向长度最大为30using namespace std;int M=4; ///内存块struct P///定义一个结构体{int num,time;}p[30];int Input(int m,P p[L])///打印页面走向状态{m=30;int i,j;j=time(NULL);///取时钟时间srand(j);///以时钟时间x为种子，初始化随机数发生器cout<<"页面走向: ";for(i=0; i<m; i++){p[i].num=rand( )%10;///产生1到10之间的随即数放到数组p中p[i].time=0;cout<<p[i].num<<" ";}cout<<endl;return m;}void print(P *page1)///打印当前的页面{P *page=new P[M];page=page1;for(int i=0; i<M; i++)cout<<page[i].num<<" ";cout<<endl;}int Search(int e,P *page1 )///寻找内存块中与e相同的块号{P *page=new P[M];page=page1;for(int i=0; i<M; i++)if(e==page[i].num)return i; ///返回i值return -1;}int Max(P *page1)///寻找最近最长未使用的页面用于OPT算法{P *page=new P[M];page=page1;int e=page[0].time,i=0;while(i<M) ///找出离现在时间最长的页面{if(e<page[i].time) e=page[i].time;i++;}for( i=0; i<M; i++)if(e==page[i].time)return i; ///找到离现在时间最长的页面返回其块号return -1;}int Count(P *page1,int i,int t,P p[L])///记录当前内存块中页面离下次使用间隔长度用于OPT算法{P *page=new P[M];page=page1;int count=0;for(int j=i; j<L; j++){if(page[t].num==p[j].num )break;///当前页面再次被访问时循环结束else count++;///否则count+1}return count;///返回count的值}int main(){int c=1;int m=0,t=0;float n=0;///缺页次数m=Input(m,p);///调用input函数，返回m值M=4;P *page=new P[M];///dowhile(c==1||c==2||c==3){int i=0;for(i=0; i<M; i++) ///初试化页面基本情况{page[i].num=0;page[i].time=m-1-i;}cout<<"1:FIFO页面置换"<<endl;cout<<"2:LRU页面置换"<<endl;cout<<"3:OPT页面置换"<<endl;cout<<"按其它键结束程序；"<<endl;cin>>c;if(c==1)///FIFO页面置换///FIFO();{n=0;cout<<" FIFO算法页面置换情况如下: "<<endl;cout<<endl;while(i<m){if(Search(p[i].num,page)>=0) ///当前页面在内存中{cout<<p[i].num<<" "; ///输出当前页p[i].numcout<<" "<<endl;i++; ///i加1}else ///当前页不在内存中{if(t==M)t=0;else{n++; ///缺页次数加1page[t].num=p[i].num; ///把当前页面放入内存中cout<<p[i].num<<" ";print(page); ///打印当前页面t++; //下一个内存块i++; ///指向下一个页面}}}cout<<"缺页次数："<<n<<" 缺页率："<<n<<"/"<<m<<" ="<<n/m<<endl;}if(c==2)///LRU页面置换,最近最久未使用{n=0;cout<<" LRU算法页面置换情况如下: "<<endl;cout<<endl;while(i<m){int a;t=Search(p[i].num,page);if(t>=0)///如果已在内存块中{page[t].time=0;///把与它相同的内存块的时间置0for(a=0; a<M; a++)if(a!=t)page[a].time++;///其它的时间加1cout<<p[i].num<<" ";cout<<"不缺页"<<endl;}else ///如果不在内存块中{n++; ///缺页次数加1t=Max(page); ///返回最近最久未使用的块号赋值给tpage[t].num=p[i].num; ///进行替换page[t].time=0; ///替换后时间置为0cout<<p[i].num<<" ";print(page);for(a=0; a<M; a++)if(a!=t)page[a].time++; ///其它的时间加1}i++;}cout<<"缺页次数："<<n<<" 缺页率："<<n<<"/"<<m<<" = "<<n/m<<endl;}if(c==3)///OPT页面置换{n=0;cout<<" OPT算法置换情况如下:"<<endl;cout<<endl;while(i<m){if(Search(p[i].num,page)>=0)///如果已在内存块中{cout<<p[i].num<<" ";cout<<" "<<endl;i++;}else///如果不在内存块中{int a=0;for(t=0; t<M; t++)if(page[t].num==0)a++;///记录空的内存块数if(a!=0) ///有空内存块{int q=M;for(t=0; t<M; t++)if(page[t].num==0&&q>t)q=t;///把空内存块中块号最小的找出来page[q].num=p[i].num;///把缺页换过来n++; ///缺页次数加一cout<<p[i].num<<" ";print(page);i++;}else{int temp=0,s;for(t=0; t<M; t++) ///寻找内存块中下次使用离现在最久的页面if(temp<Count(page,i,t,p)){temp=Count(page,i,t,p);s=t;}///把找到的块号赋给spage[s].num=p[i].num;n++;cout<<p[i].num<<" ";print(page);i++;}}}cout<<"缺页次数："<<n<<" 缺页率："<<n<<"/"<<m<<" = "<<n/m<<endl;}}///while(c==1||c==2||c==3);return 0;}5、心得体会通过该实验，是我对虚拟内存更加了解，对最佳置换算法、先进先出算法、最近最久算法更加了解。
操作系统 实验
实验一Windows进程观测一、实验目的通过对Windows编程，进一步熟悉操作系统的基本概念，较好地理解Windows的结构。
1-1运行结果(如果运行不成功，则可能的原因是什么？) ：_________________1-2运行结果：____：__________在网络百度到解决方法：Windows项目要使用Windows子系统, 而不是Console, 可以这样设置:[Project] --> [Settings] --> 选择"Link"属性页,在Project Options中将/subsystem:console改成/subsystem:windows1-3运行结果：__________________1-4运行结果：__二实验心得：（1）通过实验我知道了操作系统是用来控制及指挥电脑系统运作的软件程序。
操作系统管理和控制系统资源。
计算机的硬件、软件、数据等都需要操作系统的管理。
操作系统通过许多的数据结构，对系统的信息进行记录，根据不同的系统要求，对系统数据进行修改，达到对资源进行控制的目的。
（2）windows进程的组成:a一个私有的虚拟地址空间b一个可执行程序c一个已经打开句柄的列表d一个被称为访问令牌的安全区e一个被称为进程id的唯一标识实验二 Windows进程控制一、实验目的1) 通过创建进程、观察正在运行的进程和终止进程的程序设计和调试操作，进一步熟悉操作系统的进程概念，理解Windows进程的“一生”。
2) 通过阅读和分析实验程序，学习创建进程、观察进程和终止进程的程序设计方法。
请回答：Windows所创建的每个进程都是以调用_____ CreateProcess()_____API函数开始和以调用_____ ExitProcess()______ 或___ TerminateProcess()___API函数终止。
2-1步骤5：编译完成后，单击“Build”菜单中的“Build 2-1.exe”命令，建立2-1.exe可执行文件。
Linux实验4-Linux文件系统-目录和文件管理
实验报告课程名称： Linux操作系统实验名称：实验4、Linux文件系统-目录和文件管理学生姓名：班级学号学院（系）：指导教师：实验时间：年月日实验成绩：实验四、Linux文件系统-目录和文件管理一、实验要求（1）掌握目录和文件管理的操作命令；（2）掌握文件权限的修改方法。
（3）掌握文件链接的方法。
二、实验内容和实验步骤【操作要求1】查看Linux系统常见的目录。
【操作步骤】输入命令：ls，查看Linux系统常见的目录，截图如下：【操作要求2】显示当前目录下文件类型。
【操作步骤】输入命令：ls –l|more，截图如下：说明：●“-”：表示普通文件●“d”：表示目录文件●“c”：表示字符设备文件●“b”：表示块设备文件●“l”：表示符号链接文件【操作要求3】查看当前目录下所有文件类型【操作步骤】输入命令：file *,截图如下：【操作要求4】先创建两个新目录dir1和dir2，然后将dir2目录移到dir1目录中，最后删除dir2目录。
【操作步骤】（1）以普通用户user登陆字符界面，输入命令：pwd，当前目录为用户的主目录：/home/user。
（2）输入命令：ls –l，查看当前目录中的所有文件。
（3）创建两个目录，输入命令：mkdir dir{1,2}。
（4）输入命令：ls –l，确认两个目录创建成功。
以上4个步骤截图如下：（5）输入命令：mv dir2 dir1，将dir2目录移动到dir1目录。
（6）输入命令：cd dir1，切换dir1目录，再输入：ls命令，查看到dir2目录。
截图如下：（7）删除dir2目录，输入命令：rm –rf dir2。
【操作要求5】查找profile文件。
【操作步骤】（1）切换用户为超级用户，输入命令：su -，并输入密码。
（2）输入命令：find /etc -name profile, 截图如下：(3) 使用exit命令，退出超级用户身份。
【操作要求6】将/etc/profile文件中所有包含“HOSTNAME”的行存入f4文件，并修改f4文件的权限，让所有用户都可以读写。
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操作系统
实验报告
学号：
姓名：
提交日期：
成绩：
内蒙古大学计算机学院
实验四进程管理
一、实验目的
1. 加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别；
2. 进一步认识并发执行的实质；
3. 分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法；
二、实验内容
1. 进程的创建；
2. 进程的控制；
3. 进程并发执行结果分析；
三、主要实验步骤
1. 编制一段程序，使用系统调用fork()创建两个子进程，在此程序运行时，系
统中就有一个父进程和两个子进程在活动。
让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符a，子进程分别显示字符b和子符c。
试观察、记录并分析屏幕上进程调度的情况。
若在程序中使用系统调用nice()来改变各进程的优先级，会出现什么现象？
（1）使用vi创建forktest.c源文件
（2）编写程序
（3）保存程序并退出
（4）使用gcc编译源文件生成可执行文件forktest
（5）执行文件，输入./forktest回车
（6）结果分析
2. 编制一段程序要求父进程创建子进程，在子进程中分别用exec函数与system
函数执行“dir -a”。
并分析其区别。
3. 分析以下程序框架，修改并上机运行后回答下列问题。
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
V oid main()
{①
pid=fork();
②
if(pid==0){
........
sleep(3);
..........
printf("ddd\n");
exit(0);
}
else
{
............
sleep(7);
...........
printf("aaa\n");
wait(0);
printf("bbb\n");
}
printf("ccc\n");
}
（1）可能有几种输出结果并写出？并加以简单说明。
（2）编程修改程序执行顺序，强制父进程结果先于子进程输出.
gcc -Wall –g –o test test.c回车。
（3）编程修改程序如何使“ccc”输出两次？
（4）讨论printf("ccc\n");分别放在程序中①、②位置时的输出结果并说明原因。
四、自主实验内容
1. 按照上面所给出的步骤进行实验，记录实验结果，撰写实验报告。