操作系统课程设计之线程

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《操作系统》课程设计

《操作系统》课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握操作系统的基本概念，包括进程、线程、内存管理、文件系统等核心知识；2. 了解操作系统的历史发展，掌握不同类型操作系统的特点及使用场景；3. 掌握操作系统的性能评价方法和常用的调度算法。

技能目标：1. 培养学生运用操作系统知识解决实际问题的能力，如分析系统性能瓶颈、优化系统资源分配等；2. 培养学生具备基本的操作系统编程能力，如进程创建、线程同步、文件操作等；3. 提高学生的团队协作能力和沟通能力，通过小组讨论和项目实践，学会共同解决问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对操作系统学科的兴趣，激发学生的学习热情，使其形成积极向上的学习态度；2. 培养学生具备良好的信息素养，尊重知识产权，遵循法律法规；3. 培养学生的创新精神和批判性思维，敢于质疑、勇于探索，形成独立思考的能力。

课程性质：本课程为计算机科学与技术专业的核心课程，旨在让学生掌握操作系统的基本原理和实现方法，提高学生的系统分析和编程能力。

学生特点：学生具备一定的编程基础和计算机系统知识，具有较强的逻辑思维能力和动手实践能力。

教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，通过案例分析和项目实践，帮助学生将所学知识内化为具体的学习成果。

在教学过程中，关注学生的学习进度和反馈，及时调整教学策略，确保课程目标的实现。

二、教学内容1. 操作系统概述：介绍操作系统的定义、发展历程、功能、类型及特点，对应教材第一章内容。

- 操作系统的起源与发展- 操作系统的功能与类型- 操作系统的主要特点2. 进程与线程：讲解进程与线程的概念、状态、调度算法，对应教材第二章内容。

- 进程与线程的定义与区别- 进程状态与转换- 进程调度算法3. 内存管理：分析内存管理的基本原理、策略和技术，对应教材第三章内容。

- 内存分配与回收策略- 虚拟内存技术- 页面置换算法4. 文件系统：介绍文件系统的基本概念、结构、存储原理，对应教材第四章内容。

Java程序设计课件：线程

sleep(int millsecond) join(long millis)
使线程休眠一段时间，时间长短由参数 millsecond决定，单位是毫秒。
等待该线程终止。等待该线程终止的时间最长
为 millis 毫秒。
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1 线程的启动
创建线程对象T t.start(); // 线程启动
时交出对象锁，从而其他线程就可以取得对象锁。还可以使用如下格式指定线程的等待时间。
wait(long timeout) wait(long timeout,int nanos)
notifyAll()方法 notify()方法
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线程组
线程组（Thread Group）：是包括许多线程的对象集，线程组拥有一个名字以及与它相关的一些属性，可以用于管理一组线程。
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线程的调度
Java的线程调度策略：
多线程系统会自动为每个线程分配一个优先级，默认时，继承父类的优先级。
优先级高的线程先执行，优先级低的线程后执行。任务紧急的线程，其优先级较高。优先级相同的线程，按先进先出的原则排队运行。线程的优先级分为10级，在线程类Thread中，Java
对象锁：Java运行系统在执行具有保留字 synchronized声明的方法时，会为每个处于临界区的对象分配唯一的对象锁。任何线程访问一个对象中被同步的方法前，首先要取得该对象的对象锁；同步方法执行完毕后，线程会释放对象的同步锁。
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线程间的通信
wait()方法：方法wait()使得当前进程处于阻塞状态，同
3）该线程与另一个线程join在一起。

线程的三种实现方式

线程的三种实现方式线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，是进程中的一个实体，是被系统独立调度和执行的基本单位。

线程有三种实现方式，分别是用户级线程、内核级线程和轻量级进程。

下面将详细介绍这三种实现方式。

一、用户级线程（User-Level Threads，ULT）用户级线程是完全由用户程序实现和控制的线程。

用户级线程的创建、销毁和切换是通过用户程序的函数调用来完成的，与操作系统无关，不需要进行内核态和用户态之间的切换，由线程库在用户空间进行管理。

每当用户级线程调用了一个阻塞的系统调用，整个进程都会被阻塞住。

用户级线程的优点是实现上比较简单，可以根据具体应用的需要进行灵活的线程管理，而且切换线程的开销比较小。

缺点是由于用户级线程无法通过系统调用进行I/O操作，因此当一个线程阻塞时，整个进程都会被阻塞住，无法充分利用多核处理器的并行性能。

二、内核级线程（Kernel-Level Threads，KLT）内核级线程是由操作系统内核实现和管理的线程，调度、创建和销毁线程都在操作系统内核中完成，需要进行内核态和用户态之间的切换。

每个内核级线程都有自己的控制块，操作系统根据调度策略来调度线程的执行。

内核级线程的优点是能够充分利用多核处理器的并行性能，因为线程的调度都由操作系统内核完成。

缺点是创建和切换线程的开销比较大，会降低系统的整体性能。

三、轻量级进程（Lightweight Process，LWP）轻量级进程是一种中间形式的线程，在用户空间和内核空间的线程实现方式之间进行折中。

轻量级进程由用户程序创建和管理，但是它的创建、销毁和切换都是由操作系统内核来完成的，使用内核级线程实现线程的调度。

轻量级进程的优点是能够充分利用多核处理器的并行性能，同时由于线程的创建和切换都由操作系统内核完成，因此能够更好地支持I/O操作，不会出现用户级线程阻塞导致整个进程阻塞的情况。

缺点是由于需要进行内核态和用户态之间的切换，创建和切换线程的开销比用户级线程大，但是相比于内核级线程来说要小得多。

多线程的课程设计

多线程的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解多线程的基本概念，掌握多线程的编程方法和技巧。

2. 使学生了解多线程在软件开发中的应用场景，掌握多线程同步、互斥和通信等关键技术。

3. 帮助学生了解操作系统中线程调度策略，理解多线程程序的性能影响因素。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识独立编写多线程程序的能力。

2. 提高学生分析、解决多线程编程中遇到问题的能力。

3. 培养学生运用多线程技术优化程序性能的能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对计算机编程的兴趣，培养良好的编程习惯。

2. 培养学生具备团队协作意识，提高沟通表达能力。

3. 增强学生面对复杂问题的勇气和信心，培养勇于挑战的精神。

课程性质：本课程为计算机科学与技术专业的核心课程，旨在帮助学生掌握多线程编程技术，提高程序设计能力。

学生特点：学生具备一定的编程基础，熟悉基本的数据结构和算法，但对于多线程编程尚处于入门阶段。

教学要求：结合学生特点，课程设计应注重理论与实践相结合，通过案例分析和实际操作，使学生掌握多线程编程的核心知识，并能够应用于实际项目中。

同时，注重培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。

在教学过程中，关注学生的个体差异，提供有针对性的指导，确保每位学生都能达到课程目标。

二、教学内容1. 多线程基本概念：线程与进程的区别，多线程的优势与挑战。

2. 多线程编程基础：线程的创建、运行、同步与销毁，线程池的原理与应用。

3. 多线程同步机制：互斥锁、条件变量、信号量等同步工具的使用。

4. 线程间通信：共享内存、消息队列、管道等通信方式。

5. 线程调度策略：时间片轮转、优先级调度等策略。

6. 多线程程序性能优化：减少线程竞争、降低锁的开销、合理设置线程数量等。

7. 多线程编程案例分析：分析实际项目中多线程的应用，总结编程技巧。

教学大纲安排：第一周：多线程基本概念，线程与进程的区别，多线程的优势与挑战。

第二周：多线程编程基础，线程的创建、运行、同步与销毁。

操作系统实验5-线程管理及控制

第4章线程管理与控制4.1 线程概念简介每个进程都拥有自己的数据段、代码段和堆栈段，这就造成了进程在进行切换等操作时都需要有比较复杂的上下文切换等动作。

为了进一步减少处理机的空转时间，支持多处理器以及减少上下文切换开销，进程在演化中出现了另一个概念——线程。

它是进程独立的一条运行路线，处理器调度的最小单元，也可以称为轻量级进程。

线程可以对进程的存空间和资源进行访问，并与同一进程中的其他线程共享。

因此，线程的上下文切换的开销比创建进程小很多。

同进程一样，线程也将相关的执行状态和存储变量放在线程控制块(TCB)。

一个进程可以有多个线程，也就是有多个线程控制块及堆栈寄存器，但却共享一个用户地址空间。

要注意的是，由于线程共享了进程的资源和地址空间，因此，任何线程对系统资源的操作都会给其他线程带来影响。

由此可知，多线程中的同步是非常重要的问题。

在多线程系统中，进程与进程的关系如图所示。

进程与线程关系4.2 Linu*多线程编程API与实验任务4.3.1 Linu*多线程编程API创建线程pthread_create()函数实际上就是确定调用该线程函数的入口点，在线程创建以后，就开始运行相关的线程函数，在该函数运行完之后，该线程也就退出了，这也是线程退出一种方法。

另一种退出线程的方法是使用函数pthread_e*it()，这是线程的主动行为。

这里要注意的是，在使用线程函数时，不能随意使用e*it()退出函数进行出错处理，由于e*it()的作用是使调用进程终止，往往一个进程包含多个线程，因此，在使用e*it()之后，该进程中的所有线程都终止了。

因此，在线程中就可以使用pthread_e*it()来代替进程中的e*it()。

由于一个进程中的多个线程是共享数据段的，因此通常在线程退出之后，退出线程所占用的资源并不会随着线程的终止而得到释放。

正如进程之间可以用wait()系统调用来同步终止并释放资源一样，线程之间也有类似机制，那就是pthread_join()函数。

操作系统线程的概念

操作系统线程的概念
操作系统线程是操作系统调度和执行的最小单位。

一个线程是程序中的一个单一流程，由线程执行器进行管理。

线程与进程类似，但线程是在进程内部执行的，共享进程的资源，包括内存、文件和设备。

一个进程可以有多个线程，这些线程可以并发执行，同时共享同一个进程的资源。

线程有以下几个特点：
1. 轻量级：线程相对于进程来说，创建和销毁的开销更小，上下文切换的开销更小。

2. 共享进程资源：线程与所属进程共享同一进程空间，可以访问进程的所有资源。

3. 并发执行：多个线程可以同时执行，实现了进程内部的并发性。

4. 有自己的栈空间：每个线程都有自己的栈空间，用于存储局部变量和函数调用信息。

线程可以用于提高程序的并发性和响应性。

通过将一个任务分解为多个线程并行执行，可以提高程序的处理能力。

同时，使用多线程的程序可以在某个线程阻塞等待的时候，继续执行其他线程，提高程序的响应性。

线程间通信可以通过共享变量实现，但需要注意线程安全问题。

多个线程同时访问共享变量可能导致数据的不一致或者竞争条件。

因此，在编写多线程程序时，需要保证对共享资源的访问
是线程安全的，可以通过加锁、使用同步机制等方式来解决这些问题。

操作系统精髓与设计原理第八版课程设计

操作系统精髓与设计原理第八版课程设计背景操作系统是计算机科学中的核心领域，其作为系统软件，承担着管理硬件资源和提供高效服务的工作，是计算机系统中至关重要的部分。

操作系统的发展历程相当漫长，经过了多个版本和迭代，不断加入新的功能和技术，才能适应现代计算机的需求。

目的本次课程设计旨在通过学习操作系统精髓与设计原理第八版这本经典教材，深入了解操作系统的核心思想、设计原理和实现方法，掌握操作系统的实现技术，并通过实践操作系统内核的设计和实现，提高学生的操作系统设计和实现能力。

同时，通过本次课程的学习，可以很好的帮助学生理解其他系统软件和计算机领域中的相关知识。

内容课程大纲1.操作系统简介2.进程和线程3.内存管理4.文件系统5.设备管理和驱动程序6.操作系统安全和保护7.操作系统性能和优化8.操作系统的未来课程要求和评估方式1.每周阅读指定章节并提交阅读报告；2.完成多个实践项目，包括进程调度、内存管理、文件系统等模块的设计和实现； 3.参与小组讨论和课堂演示，并提交课堂小结和总结； 4.期末考试，重点测试学生对操作系统的理解和实现能力。

实践项目1.实现一个简单的操作系统内核；2.实现进程调度算法，如FCFS、RR等；3.实现一个简单的内存管理器，如按需分配、固定大小分配等；4.实现一个简单的文件系统，如FAT32、Ext2等；5.编写设备驱动程序，如键盘驱动、磁盘驱动等。

难点和解决方案1.操作系统内核的实现：需要深入了解操作系统的体系结构和内核实现技术，可以参考已有的一些简单的内核实现和设计原理，如minix、linux的内核实现等。

2.进程调度算法的设计和实现：可以参考已有的一些经典算法和文献，如进程优先级调度、时间片轮转调度等。

3.内存管理器的设计和实现：需要掌握内存管理的基本原理和技术，如虚拟内存、内存页面置换等。

4.文件系统的设计和实现：需要深入了解文件系统的基本原理和技术，如文件存储结构、文件索引表等。

操作系统实验：线程的同步

回null，还可以调用函数GEtLastError（）查询失败的原因。
回null，还可以调用函数GEtLastError（）查询失败的原因。
(7).参照实验指导学习函数原型--OpenSemaphore()
HANDLE OpenSemaphore（
DWORD dwDesidedAccess，
//访问标志
<2> *lpHandles：指向对象句柄数组的指针。
<3> fWAitAll：等待类型。若存为true，当由lpHandles数组指定的所有对象被唤醒时函数返回；若为FALSE，当由lpHandles数组制定的某一个对象被唤醒时函
数返回，且有返回值说明事由哪个对象引起的函数返回。
<4> dwMilliseconds ：等待时间。单位为ms。若该值为0，函数测试对象的状态后立即返回；若为INFINITE,函数一直等待下去，直到收到一个信号将其唤醒。
(4).参照实验指导学习函数原型--WaitForSingleObject()
DWORD WaitForSingleObject（
HANDLE hHandle，
//对象句柄
DWORD dwMilliseconds //等待时间
）；
参数说明：
<1> hHandle：等待对象的对象句柄。该对象句柄必须为SYNCHRONIZE（[ˈsɪŋkrənaɪz]，同步）访问。
<2> dwMilliseconds：等待时间，单位为ms。若改值为0，函数在测试对象的状态后立即返回，若为INFINITE（无限的），函数一直等待下去，直到收到一个信
号将其唤醒，如表2-1所示。
返回值：如果返回成功，其返回值说明是何种事件导致函数返回。

建立线程的实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解线程的概念和作用；2. 掌握在C++中创建和使用线程的方法；3. 了解线程同步机制，如互斥锁、条件变量等；4. 分析线程间的通信和协作。

二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编译器：Visual Studio 20193. 编程语言：C++三、实验内容本次实验主要分为以下几个部分：1. 线程的基本概念和作用；2. 创建和使用线程；3. 线程同步机制；4. 线程间的通信和协作。

四、实验步骤1. 线程的基本概念和作用线程是程序执行过程中的一个独立单位，它包含程序执行所需的基本信息，如程序计数器、寄存器等。

线程的主要作用是提高程序的执行效率，实现并发执行。

2. 创建和使用线程在C++中，可以使用`std::thread`类来创建线程。

以下是一个简单的例子：```cppinclude <iostream>void printNumber(int n) {for (int i = 0; i < n; ++i) {std::cout << i << std::endl;}}int main() {std::thread t1(printNumber, 10); // 创建线程，传入函数和参数std::thread t2(printNumber, 20);t1.join(); // 等待线程t1执行完毕t2.join(); // 等待线程t2执行完毕return 0;}```在上面的代码中，我们创建了两个线程`t1`和`t2`，分别执行`printNumber`函数。

使用`join`函数可以等待线程执行完毕。

3. 线程同步机制线程同步机制用于解决多线程在执行过程中可能出现的数据竞争、死锁等问题。

以下是一些常用的线程同步机制：（1）互斥锁（Mutex）互斥锁用于保护共享资源，确保同一时刻只有一个线程可以访问该资源。

以下是一个使用互斥锁的例子：```cppinclude <iostream>include <mutex>std::mutex mtx;void printNumber(int n) {mtx.lock(); // 获取互斥锁for (int i = 0; i < n; ++i) {std::cout << i << std::endl;}mtx.unlock(); // 释放互斥锁}int main() {std::thread t1(printNumber, 10);std::thread t2(printNumber, 20);t1.join();t2.join();return 0;}```（2）条件变量（Condition Variable）条件变量用于在线程间实现等待和通知机制。

操作系统课程设计题目

-性能指标与评价方法
-操作系统性能调优策略
-多处理器系统
-多处理器系统的基本概念
-并行与分布式计算
-实时操作系统
-实时操作系统的特点与需求
-实时调度算法
-操作系统中的并发控制
-并发的基本概念
-互斥与同步机制
-课程设计进阶项目
-设计并实现一个简单的实时操作系统
-研究并发控制策略在操作系统中的应用
-分析多处理器系统中的负载均衡问题
4.章节四：内存管理
-内存分配与回收策略
-虚拟内存与分页机制
5.章节五：设备管理
-设备管理的基本原理
- I/O调度策略
6.章节六：文件系统
-文件与目录结构
-文件存储与访问控制
2、教学内容
-文件系统性能优化
-磁盘空间分配策略
-磁盘碎片整理方法
-操作系统安全性
-访问控制机制
-加密与认证技术
-操作系统实例分析
-探索操作系统在移动设备、物联网等新兴领域的应用案例
4、教学内容
-操作系统接口与用户交互
-命令行接口（CLI）与图形用户界面（GUI）
-操作系统提供的系统调用与服务
-操作系统的网络功能
-网络协议栈的基础知识
-操作系统在网络通信中的作用
-操作系统的虚拟化技术
-虚拟化技术的原理与应用
-虚拟机监控器（VMM）的作用与分类
-探讨操作系统在人机交互方面的未来发展趋势
-评估开源操作系统的标准化程度及其对行业的影响
操作系统课程设计题目
一、教学内容
本章节内容来自《操作系统》课程，针对高二年级学生，选择以下课程设计题目：
1.章节一：操作系统概述
-操作系统Hale Waihona Puke 基本概念-操作系统的历史与发展

nachos源码分析

计算机科学与技术学院2009－2010 学年第一学期《操作系统》课程设计题目： Nachos线程模块分析班级： 070341 B 学号： 070341221 姓名：阮琳琳教师：杨志娴成绩：1. 题目分析本次课程设计中，我将遵循课本上进程部分的章节组织来分析Nachos中线程模块。

我想这样会使分析的思路更加清晰，系统性和理论性更强。

分析目的：通过阅读nachos代码，了解一个最基本的操作系统是如何工作运转起来的。

结合书本上的知识，理解nachos中的源码，并使在书本上学到的知识得到巩固。

以使我对操作一同这门课有更深入的理解。

Nachos相关知识概述一、Nachos的线程管理Nachos广泛采用线程的概念，是多线程操作系统。

线程是Nachos处理机调度的单位，在Nachos中线程分成两类，一类是系统线程。

所谓系统线程是只运行核心代码的线程，它运行在核心态下，并且占用宿主机的资源，系统线程共享Nachos操作系统本身的正文段和数据段；一个系统线程完成一件独立的任务。

Nachos的设计者认为，教授并发性的最好方法是让读者能够直观地看到程序的并发行为。

Nachos的另一类线程同Nachos中的用户进程有关。

Nachos中用户进程由两部分组成，核心代码部分和用户程序部分。

用户进程的进程控制块是线程控制块基础上的扩充。

每当系统接收到生成用户进程的请求时，首先生成一个系统线程，进程控制块中有保存线程运行现场的空间，保证线程切换时现场不会丢失。

该线程的作用是给用户程序分配虚拟机内存空间，并把用户程序的代码段和数据段装入用户地址空间，然后调用解释器解释执行用户程序；由于Nachos模拟的是一个单机环境，多个用户进程会竞争使用Nachos唯一的处理机资源，所以在Nachos用户进程的进程控制块中增加有虚拟机运行现场空间以及进程的地址空间指针等内容，保证用户进程在虚拟机上的正常运行。

系统线程竞争使用宿主机的CPU资源，而用户进程的用户程序部分竞争使用的是虚拟机的CPU和寄存器。

Java基础入门教案之多线程

（3）明确学习目标
1、理解多线程通信的问题。
2、掌握如何实现多线程通信。
3、熟悉Java中线程池技术的概念和基本实现。
二、进行重点知识的讲解
（1）多线程通信
教师首先从日常生活中生产线生产产品等场景出发，引出多线程通信的问题和存在的不足，然后通过案例进行演示，通过结果进行分析说明。
接着，从问题的引出，进入到如何实现多线程通信的主题，介绍线程通信的常用方法，并进行解释说明，然后对前面的案例进行改写，重新运行后查看效果。
第二十七课时
（三种创建多线程方式的对比分析、后台线程、线程的生命周期及状态转换）
一、回顾上节课内容，引出本节内容
（1）对上节课留的作业进行答疑
（2）回顾上节课内容，引出本节课主题
（3）明确学习目标
1、熟悉创建多线程的三种方式的主要区别。
2、了解后台线程
3、熟悉线程的生命周期及其状态转换。
二、进行重点知识的讲解
（2）线程池
教师先从前面创建的线程的管理说起，提出创建、分配和释放多线程对象会产生大量内存管理开销，从而引出如何更高效管理线程的问题，继而提出Java中的线程池技术。
然后可以参考教材10.7.1和10.7.2小节，介绍两种线程池技术，介绍这两种线程池技术实现方式、主要方法，并分别通过案例进行演示说明。
三、归纳总结，随堂练习，布置作业
（1）对课堂上讲解的知识点进行总结，使用博学谷系统中的随堂练习题巩固本节课的知识点。
（2）让学生动手练习，完成教材中案例代码的编写，巩固本节的学习内容。
第三十课时
（多线程通信、线程池）
一、回顾上节课内容，引出本节内容
（1）对上节课留的作业进行答疑
（2）回顾前面内容，引出本节课主题

操作系统创建线程的流程

操作系统创建线程的流程线程是操作系统中最小的执行单元，它可以独立地执行一段代码。

在操作系统中，线程的创建是一个非常重要的过程，它需要经过多个步骤才能完成。

下面我们来详细了解一下操作系统创建线程的流程。

1. 确定线程的执行环境在创建线程之前，操作系统需要确定线程的执行环境。

这包括线程的优先级、调度策略、内存空间等。

操作系统会根据应用程序的需求来确定线程的执行环境，以保证线程能够正常运行。

2. 分配线程的资源在确定线程的执行环境之后，操作系统需要为线程分配资源。

这包括分配线程的栈空间、寄存器等。

操作系统会根据线程的需求来分配资源，以保证线程能够正常运行。

3. 初始化线程的上下文在分配资源之后，操作系统需要初始化线程的上下文。

这包括初始化线程的寄存器、栈指针等。

操作系统会根据线程的需求来初始化线程的上下文，以保证线程能够正常运行。

4. 创建线程在确定线程的执行环境、分配资源、初始化线程的上下文之后，操作系统就可以创建线程了。

操作系统会根据线程的需求来创建线程，并将线程的执行环境、资源、上下文等信息保存在操作系统的内部数据结构中。

5. 将线程加入调度队列在创建线程之后，操作系统需要将线程加入调度队列。

调度队列是操作系统用来管理线程的数据结构，它包括就绪队列、阻塞队列等。

操作系统会根据线程的优先级、调度策略等信息将线程加入相应的调度队列中。

6. 等待线程执行在将线程加入调度队列之后，操作系统需要等待线程执行。

线程的执行时间是由操作系统的调度器来控制的，调度器会根据线程的优先级、调度策略等信息来决定线程的执行顺序。

7. 线程执行完毕当线程执行完毕之后，操作系统会将线程从调度队列中移除，并释放线程所占用的资源。

同时，操作系统会将线程的执行结果返回给应用程序，以便应用程序进行后续的处理。

总结以上就是操作系统创建线程的流程。

在创建线程的过程中，操作系统需要确定线程的执行环境、分配资源、初始化线程的上下文、创建线程、将线程加入调度队列、等待线程执行、线程执行完毕等多个步骤。

线程控制实验报告(3篇)

第1篇一、实验背景线程是操作系统中实现并发执行的基本单位，它允许程序在同一时间内执行多个任务。

线程控制实验旨在通过实际操作，加深对线程概念、线程同步与互斥机制的理解，并掌握线程的创建、同步与互斥方法。

二、实验目的1. 理解线程的概念及其在操作系统中的作用。

2. 掌握线程的创建、同步与互斥方法。

3. 熟悉线程调度与同步在实际编程中的应用。

4. 通过实验，提高对多线程编程的理解和实际操作能力。

三、实验环境操作系统：Windows 10编程语言：Java开发工具：Eclipse四、实验内容1. 线程的创建与启动实验步骤：（1）创建一个名为ThreadDemo的Java类，继承自Thread类。

（2）在ThreadDemo类中重写run()方法，实现线程要执行的任务。

（3）在main方法中创建ThreadDemo类的实例，并调用start()方法启动线程。

实验代码：```javapublic class ThreadDemo extends Thread {@Overridepublic void run() {// 线程要执行的任务System.out.println("线程运行：" +Thread.currentThread().getName());}public static void main(String[] args) {ThreadDemo threadDemo = new ThreadDemo();threadDemo.start(); // 启动线程}}```2. 线程同步与互斥实验步骤：（1）创建一个名为SyncDemo的Java类，包含一个共享资源和一个同步方法。

（2）在SyncDemo类中，使用synchronized关键字声明同步方法，实现线程间的同步。

（3）在main方法中创建多个ThreadDemo类的实例，并启动线程，观察线程同步与互斥的效果。

实验代码：```javapublic class SyncDemo {private int count = 0;public synchronized void increment() {count++;System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：count=" + count);}public static void main(String[] args) {SyncDemo syncDemo = new SyncDemo();Thread thread1 = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 5; i++) {syncDemo.increment();}});Thread thread2 = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 5; i++) {syncDemo.increment();}});thread1.start();thread2.start();}}```3. 线程通信实验步骤：（1）创建一个名为ThreadCommunication的Java类，包含一个共享资源和一个同步方法。

操作系统实验带答案版

for(i=0;i<NTCB;i++){
if(strcmp(sender,tcb[i].name)==0){
id=i;
break;
}
}
if(id==-1) {
enable();
return(0);
}
p(&tcb[current].sm);
p(&tcb[current].mutex);
buff=remov(&(tcb[current].mq),id);
if(current==NTCB) current=1;
}
if(tcb[current].state!=READY) current=0;
_SS=（4）tcb[current].ss;
_SP=（5）tcb[current].sp;
tcb[current].state=RUNNING;
timecount=0;
insert(&freebuf,buff);
v(&mutexfb);
v(&sfb);
enable();
return(size);
}
八．请问应如何让new_int8()发挥作用？并说明系统是如何转去执行new_int8()的？
编写new_int8有两种方法，一种是研究原有的时钟中断程序INT 08H，修改它的代码；另一种是利用getvect()函数获取系统原来的INT 08 H的入口地址，用我们新编写的new_int8()函数去调用它，利用setvect（）函数将new_int8（）函数装入。如果时间片到，DOS不忙，则执行new_int8（）。
v(&tcb[current].mutex);
if(buff==NULL){

操作系统实验(二)线程的同步

线程的同步姓名：蒙吉学号：20072411603实验名称：线程的同步实验目的：1）进一步掌握Windows系统环境下线程的创建与撤消。

2）熟悉Windows系统提供的线程同步API。

3）使用Windows系统提供的线程同步API解决实际问题。

实验准备知识：1）等待一个对象：WaitForMultipleObject( )用于等待一个对象。

2）等待多个对象：WaitForMultipleObject( )在指定时间内等待多个对象，等待的对象与WaitForSingleObject( )相同。

3）信号量对象：创建信号量CreateSemaphore（）；打开信号量Open Semaphore （）增加信号量Releasesemaphore（）。

实验内容：完成主、子两线程之间的同步，要求子线程先执行。

在主线程中使用系统调用CreatThread（）创建一个子线程，主线程创建了线程后进入阻塞状态，直到了线程运行完毕后唤醒主线程。

实验要求：能正确使用等待对象WaitForMultipleObject( )或WaitForSingleObject( )及信号量对象：CreateSemaphore（）：Open Semaphore：Releasesemaphore（）等系统调用，进一步理解线程的同步。

//Semaphore.cpp:defines the entry point for the console applecation.#include "stdafx.h"#include "semaphore1.h"#ifdef _DEBUG#define new DEBUG_NEW#undef THIS_FILEstatic char THIS_FILE[]=_FILE_;#endif/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// The one and only application objectCWinApp theApp;using namespace std;static HANDLE h1;static HANDLE hHandle1=NULL;void func();int _tmain(int argc,TCHAR* argv[],TCHAR* envp[]){int nRetCode=0;DWORD dwThreadID1;DWORD dRes,err;hHandle1=CreateSemaphore(NULL,0,1,"SemaphoreName1"); //创建一个信号量if(hHandle1==NULL)printf("Semaphore Create Fail!\n");else printf("Semaphore Create Success!\n");hHandle1=OpenSemaphore(SYNCHRONIZE|SEMAPHORE_MODIFY_STATE,NULL,"Semaph oreName1");if(hHandle1==NULL)printf("Semaphore Open Fail!\n");else printf("Semaphore Open Success!\n");h1=CreateThread((LPSECURITY_A TTRIBUTES)NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)func,(LPVOID)NULL,0,&dwThreadID1); //创建子线程if(h1==NULL)printf("Thread1 create Fail!\n");else printf("Thread1 create Success!\n");dRes=WaitForSingleObject(hHandle1,INFINITE); //主线程等待了线程结束err=GetLastError();printf("WaitForSingleObject err=%d\n",err);if(dRes==W AIT_TIMEOUT) printf("TIMEOUT!dRes=%d\n",dRes);else if(dRes==W AIT_OBJECT_0)printf("WAIT??_OBJECT!dRes=%d\n",dRes);elseif(dRes==W AIT_ABANDONED)printf("WAIT_ABANDONED!dRes=%d\n",dRes);else printf("dRes=%d\n",dRes);CloseHandle(h1);CloseHandle(hHandle1);ExitThread(0);return nRetCode;}void func(){BOOL rc;DWORD err;printf("Now In Thread !\n");//子线程唤醒主线程rc=ReleaseSemaphore(hHandle1,1,NULL);err=GetLastError();printf("ReleaseSemaphore err=%d\n",err);if(rc==0)printf("Semaphore Release Fail!\n");else printf("Semaphore Release Success!rc=%d\n",rc);}实验步骤：1)工程文件创建过程2）对工程进行“设置”过程3）classview底下状态4）fileview底下状态5）实验结果实验总结：1）总的实验步骤和线程的创建和撤销的大致相同2) 在实验一线程的创建和撤销的基础上进一步掌握了线程同步的实验过程以及具体步骤。

操作系统-线程(Threads)的基本概念

第一章操作系统.1 线程的引入如果说，在OS中引入进程的目的是为了使多个程序能并
发执行，以提高资源利用率和系统吞吐量，那么，在操作系统中再引入线程，则是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销，使OS具有更好的并发性。
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第一章操作系统引论
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2. 程序并发执行所需付出的时空开销为使程序能并发执行，系统必须进行以下的一系列操作： (1) 创建进程，系统在创建一个进程时，必须为它分配其所必需的、除处理机以外的所有资源，如内存空间、I/O 设备，以及建立相应的PCB； (2) 撤消进程，系统在撤消进程时，又必须先对其所占有的资源执行回收操作，然后再撤消PCB； (3) 进程切换，对进程进行上下文切换时，需要保留当前进程的CPU环境，设置新选中进程的CPU环境，因而须花费不少的处理机时间。
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3. 多线程OS中的进程属性通常在多线程OS中的进程都包含了多个线程，并为它们提供资源。OS支持在一个进程中的多个线程能并发执行，但此时的进程就不再作为一个执行的实体。多线程OS中的进程有以下属性： (1) 进程是一个可拥有资源的基本单位。 (2) 多个线程可并发执行。 (3) 进程已不是可执行的实体。
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第一章操作系统引论
3. 线程——作为调度和分派的基本单位如何能使多个程序更好地并发执行，同时又尽量减少系统的开销，已成为近年来设计操作系统时所追求的重要目标。有不少研究操作系统的学者们想到，要设法将进程的上述两个属性分开，由OS分开处理，亦即并不把作为调度和分派的基本单位也同时作为拥有资源的单位，以做到“轻装上阵”；而对于拥有资源的基本单位，又不对之施以频繁的切换。正是在这种思想的指导下，形成了线程的概念。

操作系统课程设计之线程