操作系统课程实验指导PPT.ppt

Available:=Available-Request[i];
Allocation[i]:=Allocation[i]+Request[i];
Need[i]:=Need[i]-Request[i]
（4）执行安全性算法，若系统新状态是 安全的，则分配完成，若系统新状态是 不安全的，则恢复原状态，进程等待
available[j]=available[j]-request[j] allocation[i][j]=allocation[i][j]+request[j] need[i][j]=need[i][j]-request[j] （4）、系统进行安全性算法，检查此次分配后，系
统是否还处于安全状态，若安全，把资源分配给进 程p[i]；否则，恢复原来的资源分配状态，让进程p[i] 等待。
七、实验报告内容 1.实验的程序源码 2.运行程序，给出运行结果截图 3.分析实验结果，得出结论
实验四 请求页式存储管理
一、实验目的 通过编写和调试存储管理的模拟程序以
加深对存储管理方案的理解，熟悉虚存 管理的各种页面淘汰算法。通过编写和 调试地址转换过程的模拟程序以加强对 地址转换过程的了解。
为了清楚的观察诸进程的调度过程，程 序应将每个时间片内的进程的情况显示 出来，参照的具体格式如下：
RUNNING PROG: I
READY_QUEUE:->id1->id2
BLOCK_QUEUE:->id3->id4
六、实验原理及步骤 1. 启动C语言环境，新建文件。 2. 假设在调度前，系统中有5个进程，他们的
页号为lnumber
输出：*lnumber
淘汰页的页号j=p[head] 将页lnumber装入队尾
输出：页号j
修改页表： 第j页存在标志改为“0” 第lnumber页存在标记改为“1” 第lnumber页修改标记改为“0” 第lnumber页主存块号为第j页原主存块
号
输出：页号lnumber
六、实验原理及步骤
执行机制，实现进程的同步与互斥。
二、实验内容 以生产者/消费者模型为依据，在
Windows 2000环境下创建一个控制台进 程，在该进程中创建n个线程模拟生产者 和消费者，实现进程(线程)的同步与互斥。
三、实验性质 验证性 四、实验学时 2学时 五、实验环境 《C与C++程序设计学习与实验系统 》
进程被阻塞的时间BLOCKTIME，表示已阻塞 的进程再等待BLOCKTIME个时间片后将转换 成就绪状态。
进程状态STATE。
队列指针NEXT，用来将PCB排成队列。
（3）手工输入建立几个进程，建立一个就绪 队列，按优先数由高到低排列。
（4）进行进程调度，进程调度流程如图1 所示。
操作系统课程实验指导
目录
实验一 进程同步与互斥 实验二 银行家算法实现资源分配 实验三 调度算法的使用 实验四 请求页式存储管理
实验一 进程同步与互斥
一、实验目的 1.掌握基本的同步与互斥算法，理解生产
者消费者模型。 2.学习使用Windows 2000/XP中基本的同
步对象，掌握相关API的使用方法。 3.了解Windows 2000/XP中多线程的并发
开始
初始化PCB，输入进程信息
各进程按优先数从高到低排列
Y

就绪队列空？
结束
N
就绪队列首进程投入运行
时间片刀，运行进程已占用 CPU时间+1
运行进程已占用CPU时间 已达到所需的运行时间？
未到达 使运行进程的优先数减1 把运行进程插入就绪队列
已到达
进程完成 撤销该进程
（5）每进行一次调度程序都打印一次运 行进程、就绪队列、以及各个进程的 PCB，以便进行检查。重复以上过程， 直到所要进程都完成为止。
实验中采用FIFO算法进行页面淘汰。把 在主存的页的页号按进入主存的先后次 序排成队列，每次总是调出队首页。用 数组存放页号的队列。若分配给该作业 的物理块数为m，则数组由m个元素组成， p[0]，p[1]……p[m-1]，队首指针head， 队尾指针tail。当装入新页时，将其页号 装入数组。
2.进行安全性检查，定义数据结构：
Work:ARRAY[0..m-1] of integer;
Finish:ARRAY[0..n-1] of Boolean; m代表资源的数量，n代表进程的数量
(1) Work:=Available;
Finish:=false; (2) 寻找满足下列条件的i：
二、实验内容
设计五个进程{P0，P1，P2，P3，P4}共享三类 资源{A，B，C}的系统，{A，B，C}的资源数 量分别为10，5，7。进程可动态地申请资源和 释放资源，系统按各进程的申请动态地分配资 源。要求程序具有显示和打印各进程的某一时 刻的资源分配表和安全序列；显示和打印各进 程依次要求申请的资源号以及为某进程分配资 源后的有关资源数据。
1. 启动C语言环境，新建文件。
2. 假定主存的每块长度为128个字节；现 有一个共七页的作业，其中的第0页至第 3页已经装入主存，其余三页未装入主存， 主存；该作业的页表为：
0
1
1
1
2
1
3
1
4
0
5
0
6
0
5
011
8
012
9
013
1
021
022
023
121
如果作业依次执行的指令序列（操作，页号， 单元号）为：
（2）描述用来标识进程的进程控制块PCB结 构。
进程标识数ID 进程优先数PRIORITY，并规定优先数越大的
进程，其优先权越高（人为指定或随机数）。
进程已占用的CPU时间CPUTIME。 进程还需占用的CPU时间ALLTIME，当进程运
行完毕ALLTIME是为0。
进程的阻塞时间STARTBLOCK，表示当进程 再运行STARTBLOCK个时间片后，进程将进 入阻塞状态。
七、实验报告内容
1.实验的程序源码 2.运行程序，给出运行结果截图 3.分析实验结果，得出结论
实验二 银行家算法实现资源分配
一、实验目的 在了解和掌握银行家算法的基础上，能
熟练的处理课本例题中所给状态的安全 性问题，能编制银行家算法通用程序， 将调试结果显示在计算机屏幕上，再检 测和笔算的一致性。
七、实验报告内容 1.实验的程序源码 2.运行程序，给出运行结果截图 3.分析实验结果，得出结论
实验三 调动算法的使用
一、实验目的 模拟单处理器系统的进程调度，采用动
态优先权的进程调度算法作为进程设计 算法，以加深对进程的概念及进程调度 算法的理解。
二、实验内容
（1）用C语言实现对N个进程使用动态优先权 算法的进程调度。
设request--i为进程p[i]的请求向量，如果requesti[j]=K， 表示进程p[i]需要K个Rj资源。当系统发出请求后， 系统按下述步骤开始检查：
（1）、如果requesti[j]<=need[i][j],转向步骤2；否则 报告出错，申请的资源已经大于它需要的最大值。
（2）、如果requesti[j]<=available[j],转向步骤3；否 则报告出错，尚无足够的资源。 （3）、系统试探着把资源分配给p[i]，并修改下列 数据结构中的值：

(10) 此请求可满足？可满足，转(11)；否，则阻塞，再
转(10)

(11) 确定产品位置

(12) 此产品正被消费？是，则阻塞，再转(12)；否，则
转(13)

(13) 进入临界区(请求同一产品的消费者之间互斥)

(14) 消费产品，并判断是否应该释放产品所占缓冲区

(15) 退出临界区，转(9)
二、实验内容
（1）用C语言实现对分页式存储管理中的硬件 的地址转换和产生缺页中断。
（2）设计页表。
分页式虚拟存储系统是把作业的副本存放在磁 盘上，当作业被选中时，可把作业的开始几页 先装入主存且启动执行。为此，在为作业建立 页表时，应说明哪些页已在主存，哪些页尚未
装入主存，页表的格式为：
a). Finish[i]=false;
b). Need[i]≤Work; 如果不存在，则转(4)
(3) Work:=Work+Allocation[i];
Finish[i]:=true; 转(2) (4) 若对所有i,Finish[i]=true,则系统处于安全状
态，否则处于不安全状态
(+, 0, 070)、(+, 1, 050)、(*, 2, 015) 、(存, 3, 021)、(取, 0, 056)、(—, 6, 040)、(移位, 4, 053)、 (+, 5, 023)、(存, 1, 037)、(取, 2, 078)、(+, 0, 070)、(+, 4, 001)、(存, 6, 084)。
者线程号。
程序结构

为了方便，程序结构用如下的文字予以描述。

(1) 主函数

(2) 初始化缓冲区、消费请求队列及部分同步对
象

(3) 提取线程信息

(4) 完成线程相关同步对象的初始化

(5) 创建线程，模拟生产者和消费者

(6) 等待所有线程结束

(7) 程序结束

(8) 消费者

(9) 有无消费请求？有，则继续(10)；无，则转(16)
开始
形成绝对地址 输出绝对地址