操作系统实验
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目录 编号 文件名 物 读 写 理 指 指 地 针 针 址 0 0 0
空闲块表
序号 0 首块号 2
1
11
3
行编辑器+文件系统功能
– 要求提供以下文件操作：
• • • • • • create创建文件:根据行数分配盘块数，查空闲表 open打开文件：文件目录项加入打开文件表 close关闭文件：从打开文件表中删除文件目录项 write写文件：写入disk中 read读文件: 从disk中读 delete删除文件：从目录表中删除文件目录项
•
•
程序输入
• • • • • • • • • • • 作业1申请130KB。 作业2申请60KB。 作业3申请100KB。 作业2释放60KB。 作业4申请200KB。 作业3释放100KB。 作业1释放130KB。 作业5申请140KB。 作业6申请60KB。 作业7申请50KB。 作业6释放60KB。
实验3 页面置换算法
• 程序模拟实现请求分页系统页面置换算法： • 输入:某进程的页面访问序列及分配给该进 程的固定物理块数； • 输出: 分别按最佳置换算法、先进先出法置 换算法、最近最久未使用置换算法进行页 面置换, 动态演示置换算法的置换过程
例如
• 假定系统为某进程分配了三个物理块， 并
有以下的页面号引用串：
上机报告内容
• • • • • 上机题目； 上机内容； 数据结构设计； 算法设计； 实验结果及分析
实验（二） 银行家算法
假定系统中有五个进程{P0,P1,P2,P3,P4}和三类资源 {A,B,C}，各类资源的数量分别为10、5、7，在T0时刻 的资源分配情况如下表：
Max A B C P0 P1 P2 P3 P4 7 5 3 3 2 2 9 0 2 2 2 2 4 3 3 Allocation A B C 0 1 0 2 0 0 3 0 2 2 1 1 0 0 2 Need A B C 7 4 3 1 2 2 6 0 0 0 1 1 4 3 1 Available A B C 3 3 2
实验（一）进程调度算法
假设有五个进程A，B，C，D，E，它们的到达时间及要 求服务的时间分别为：
进程名 到达时间 服务时间 A 0 4 B 1 3 C 2 4 D 3 2 E 4 4
时间片大小分别为1，2，4 按时间片轮转的调度，计算五个进程的周转时间及带权周转 时间
实验要求
• 程序输入：五个进程A，B，C，D，E，它们的到达时间 及要求服务的时间 • 程序输出： （1）进程调度序列 • （2）每个进程的周转时间及带权周转时间， • （3）平均周转时间及带权周转时间 • 编程语言：不限（C，C++， Java） • 实验学时为2学时，必须提前预习实验内容，提前编写代 码，调试程序
程序输出
• 每次分配和回收后显示出空闲内存分区链 的情况
简单文件编辑器、小型文件系统的设计
(1)在内存中开辟一个虚拟磁盘空间作为文件存储 器，在其上实现一个简单的单用户文件系统。 在退出这个简单的文件系统时，应将该虚拟 文件系统保存到磁盘上，以便下次可以再将 它恢复到内存的虚拟磁盘空间中。 (2) 文件目录结构采用一级目录结构。为了简单 起见，可以不使用索引节点，其中的每个目 录项应包含文件名、物理地址、长度等信息。
– 要求提供以下文件操作：
• • • • • • create：用于创建文件 open：用于打开文件 close：用于关闭文件 write：用于写文件 read：用于读文件 delete：用于删除文件
我们的简化设计
(1)用一个一维字符串数组disk[1000]表示磁盘存储空间， 每个数组元素对应一个盘块。 例如：String[ ] disk =new String[1000]; （2）文件外存分配采取连续分配方式。 （3）每个文件都是文本文件。每一行占用一个盘块。 （4）在退出文件系统时，应将该二维字符串数组保存为 一个文本文件。 (5) 文件目录结构采用一级目录结构，其中的每个目录项 应包含文件名、物理地址、长度等信息。 物理地址即起始盘块号，disk的数组元素下标号 长度即盘块数，该文件所占数组元素个数
字符串数组disk[1000]
目录文件
目录 编号
0 1
4 8
物理 地址
0 7
5 6 7 9 10 11
文件 名
file1 file2
块数
2 3
12 13 14 15
0 1 2 3 99
“hello”
“world”
“”
file2 “happy” “new” “year”
块数 6 1 2 file1
打开文件表
操作系统实验
上机时间安排
• 5月16日（周 四） • 第三次实验：页面置换算法。 • 4班：5-6节； • 5班：7-8节 5月23日（周 四） 第四次实验： 磁盘调度算法 4班：5-6节； 5班：7-8节
上机时间安排
• 5月7日（周一） 7-8节第一次实验： 进程 调度算法 • 月日（周）节第二次实验：银行家算法 • 月日（周) 节第三次实验：存储器分配算法 • 月日（周） 节第四次实验：简单文件编辑 器、小型文件系统的设计
例如
• 有九个进程先后提出磁盘I/O请求： • 55，58，39，18，90，160，150，38，184 • 磁头当前位置是100
实验（三）存储器分配算法
• 分别实现采用首次适应算法和最佳适应算 法的动态分区分配过程alloc()和回收过程 free()。 其中，空闲分区通过空闲分区链来管理； 在进行内存分配时，系统优先使用空闲区 低端的空间。 假设初始状态下，可用的内存空间为 640KB
（1）利用安全性算法分析T0时刻的安全性。 （2）P1发出请求向量Request(1，0，2)，按银行家算法进行检查； （3）P4发出请求向量Request(3，3，0)，按银行家算法进行检查； （4）P0发出请求向量Request(0，2，0)，按银行家算法进行检查；
输入与输出
• • • • 输入：当前资源分配图 输出：安全序列，分配与否的结论 编程语言：不限（C，C++， Java） 实验学时为2学时，必须提前预习实验内容， 提前编写代码，调试程序
• 7，0，1，2，0，3，0，4，2，3，0，3，2，1，
2， 0， 1， 7 ， 0， 1
实验4 磁盘调度算法
• 程序模拟实现磁盘调度算法： • 输入: 请求进百度文库数N、该N个进程的磁盘I/O请求磁 道序列，磁头当前位置。 输出: 分别按先来先服务算法、最短寻道时间优 先算法、扫描算法进行磁盘调度，输出磁 盘调度次序和平均寻道长度。
数据结构
（1）目录表 （2）打开文件表 （3）磁盘存储空间：用一个二维字符串数组 表示，每个盘块对应一个数组元素。一个数 组元素可以存放一个字符串 （4）磁盘存储空间盘块空闲状态数据结构。 空闲表、空闲链、位示图（推荐你认为最简 单的方法）
file1 “hello” “world” 0 1 2 3
空闲块表
序号 0 首块号 2
1
11
3
行编辑器+文件系统功能
– 要求提供以下文件操作：
• • • • • • create创建文件:根据行数分配盘块数，查空闲表 open打开文件：文件目录项加入打开文件表 close关闭文件：从打开文件表中删除文件目录项 write写文件：写入disk中 read读文件: 从disk中读 delete删除文件：从目录表中删除文件目录项
•
•
程序输入
• • • • • • • • • • • 作业1申请130KB。 作业2申请60KB。 作业3申请100KB。 作业2释放60KB。 作业4申请200KB。 作业3释放100KB。 作业1释放130KB。 作业5申请140KB。 作业6申请60KB。 作业7申请50KB。 作业6释放60KB。
实验3 页面置换算法
• 程序模拟实现请求分页系统页面置换算法： • 输入:某进程的页面访问序列及分配给该进 程的固定物理块数； • 输出: 分别按最佳置换算法、先进先出法置 换算法、最近最久未使用置换算法进行页 面置换, 动态演示置换算法的置换过程
例如
• 假定系统为某进程分配了三个物理块， 并
有以下的页面号引用串：
上机报告内容
• • • • • 上机题目； 上机内容； 数据结构设计； 算法设计； 实验结果及分析
实验（二） 银行家算法
假定系统中有五个进程{P0,P1,P2,P3,P4}和三类资源 {A,B,C}，各类资源的数量分别为10、5、7，在T0时刻 的资源分配情况如下表：
Max A B C P0 P1 P2 P3 P4 7 5 3 3 2 2 9 0 2 2 2 2 4 3 3 Allocation A B C 0 1 0 2 0 0 3 0 2 2 1 1 0 0 2 Need A B C 7 4 3 1 2 2 6 0 0 0 1 1 4 3 1 Available A B C 3 3 2
实验（一）进程调度算法
假设有五个进程A，B，C，D，E，它们的到达时间及要 求服务的时间分别为：
进程名 到达时间 服务时间 A 0 4 B 1 3 C 2 4 D 3 2 E 4 4
时间片大小分别为1，2，4 按时间片轮转的调度，计算五个进程的周转时间及带权周转 时间
实验要求
• 程序输入：五个进程A，B，C，D，E，它们的到达时间 及要求服务的时间 • 程序输出： （1）进程调度序列 • （2）每个进程的周转时间及带权周转时间， • （3）平均周转时间及带权周转时间 • 编程语言：不限（C，C++， Java） • 实验学时为2学时，必须提前预习实验内容，提前编写代 码，调试程序
程序输出
• 每次分配和回收后显示出空闲内存分区链 的情况
简单文件编辑器、小型文件系统的设计
(1)在内存中开辟一个虚拟磁盘空间作为文件存储 器，在其上实现一个简单的单用户文件系统。 在退出这个简单的文件系统时，应将该虚拟 文件系统保存到磁盘上，以便下次可以再将 它恢复到内存的虚拟磁盘空间中。 (2) 文件目录结构采用一级目录结构。为了简单 起见，可以不使用索引节点，其中的每个目 录项应包含文件名、物理地址、长度等信息。
– 要求提供以下文件操作：
• • • • • • create：用于创建文件 open：用于打开文件 close：用于关闭文件 write：用于写文件 read：用于读文件 delete：用于删除文件
我们的简化设计
(1)用一个一维字符串数组disk[1000]表示磁盘存储空间， 每个数组元素对应一个盘块。 例如：String[ ] disk =new String[1000]; （2）文件外存分配采取连续分配方式。 （3）每个文件都是文本文件。每一行占用一个盘块。 （4）在退出文件系统时，应将该二维字符串数组保存为 一个文本文件。 (5) 文件目录结构采用一级目录结构，其中的每个目录项 应包含文件名、物理地址、长度等信息。 物理地址即起始盘块号，disk的数组元素下标号 长度即盘块数，该文件所占数组元素个数
字符串数组disk[1000]
目录文件
目录 编号
0 1
4 8
物理 地址
0 7
5 6 7 9 10 11
文件 名
file1 file2
块数
2 3
12 13 14 15
0 1 2 3 99
“hello”
“world”
“”
file2 “happy” “new” “year”
块数 6 1 2 file1
打开文件表
操作系统实验
上机时间安排
• 5月16日（周 四） • 第三次实验：页面置换算法。 • 4班：5-6节； • 5班：7-8节 5月23日（周 四） 第四次实验： 磁盘调度算法 4班：5-6节； 5班：7-8节
上机时间安排
• 5月7日（周一） 7-8节第一次实验： 进程 调度算法 • 月日（周）节第二次实验：银行家算法 • 月日（周) 节第三次实验：存储器分配算法 • 月日（周） 节第四次实验：简单文件编辑 器、小型文件系统的设计
例如
• 有九个进程先后提出磁盘I/O请求： • 55，58，39，18，90，160，150，38，184 • 磁头当前位置是100
实验（三）存储器分配算法
• 分别实现采用首次适应算法和最佳适应算 法的动态分区分配过程alloc()和回收过程 free()。 其中，空闲分区通过空闲分区链来管理； 在进行内存分配时，系统优先使用空闲区 低端的空间。 假设初始状态下，可用的内存空间为 640KB
（1）利用安全性算法分析T0时刻的安全性。 （2）P1发出请求向量Request(1，0，2)，按银行家算法进行检查； （3）P4发出请求向量Request(3，3，0)，按银行家算法进行检查； （4）P0发出请求向量Request(0，2，0)，按银行家算法进行检查；
输入与输出
• • • • 输入：当前资源分配图 输出：安全序列，分配与否的结论 编程语言：不限（C，C++， Java） 实验学时为2学时，必须提前预习实验内容， 提前编写代码，调试程序
• 7，0，1，2，0，3，0，4，2，3，0，3，2，1，
2， 0， 1， 7 ， 0， 1
实验4 磁盘调度算法
• 程序模拟实现磁盘调度算法： • 输入: 请求进百度文库数N、该N个进程的磁盘I/O请求磁 道序列，磁头当前位置。 输出: 分别按先来先服务算法、最短寻道时间优 先算法、扫描算法进行磁盘调度，输出磁 盘调度次序和平均寻道长度。
数据结构
（1）目录表 （2）打开文件表 （3）磁盘存储空间：用一个二维字符串数组 表示，每个盘块对应一个数组元素。一个数 组元素可以存放一个字符串 （4）磁盘存储空间盘块空闲状态数据结构。 空闲表、空闲链、位示图（推荐你认为最简 单的方法）
file1 “hello” “world” 0 1 2 3