操作系統(tǒng)課程設(shè)計

1、精品文檔 case 2:display(); break; case 可編輯 void menu() int n, i; n = 1; while (n = 1) 進(jìn)程模擬 endl; 建進(jìn)程 2. 查看進(jìn)程信息 endl; 撤銷進(jìn)程 4.終止進(jìn)程 endl; 5. 退出 endl; 你的選擇： system(cls); cout cout 1. 創(chuàng) cout 3. cout cout i; switch (i) case 1:create(); break; void menu() int n, i; n = 1; while (n = 1) 進(jìn)程模擬 endl; 建進(jìn)程 2. 查看進(jìn)程信息

2、 endl; 撤銷進(jìn)程 4.終止進(jìn)程 endl; 5. 退出 endl; 你的選擇： system(cls); cout cout 1. 創(chuàng) cout 3. cout cout i; switch (i) case 1:create(); break; void menu() int n, i; n = 1; while (n = 1) 進(jìn)程模擬 endl; 建進(jìn)程 2. 查看進(jìn)程信息 endl; 撤銷進(jìn)程 4.終止進(jìn)程 endl; 5. 退出 endl; 你的選擇： system(cls); cout cout 1. 創(chuàng) cout 3. cout cout i; switch (i) cas

3、e 1:create(); break; 精品文檔 退出 個替換進(jìn)程吊IP汨 請輸入1,退出，按任意犍 創(chuàng)建進(jìn)羋先二 亠撤銷進(jìn)程芻終止迸 驚詹的選a V 備輸入第二個替換進(jìn)程的屈 任務(wù)三、基本存儲器管理 一、目的： 一個好的計算機(jī)系統(tǒng)不僅要有一個足夠容量的、存取速度高的、穩(wěn)定可靠 的主存儲器，而且要能合理地分配和使用這些存儲空間。 當(dāng)用戶提出申請存儲 器空間時，存儲管理必須根據(jù)申請者的要求，按一定的策略分析主存空間的使 用情況，找出足夠的空閑區(qū)域分配給申請者。當(dāng)作業(yè)撤離或主動歸還主存資源 時，則存儲管理要收回作業(yè)占用的主存空間或歸還部分主存空間。主存的分配 和回收的實現(xiàn)與主存儲器的管理方式有關(guān)

4、的，通過本實驗幫助學(xué)生理解在不同 的存儲管理方式下怎樣實現(xiàn)主存的分配和回收。 二、內(nèi)容： 從下兩種存儲管理方式的主存分配和回收中， 選擇一種管理方式來實現(xiàn) 本次實驗任務(wù): 1、在可變（動態(tài)）分區(qū)管理方式下，采用最先適應(yīng)算法。 2、在分頁式管理方式下，采用位示圖來表示主存的分配情況和回收情況 程序流程圖: 源代碼如下： #in cludevc oni o.h #in clude #define n 10/系統(tǒng)最大作業(yè)數(shù) #define maxsize 20/空閑區(qū)最大內(nèi)存 #defi ne mini size 100 using n amespace std; struct float addr

5、; /已分配分區(qū)起始地址 float size; / 已分配分區(qū)長度，單位為字節(jié) int flag; useedn; / 已分配區(qū)表 struct float addr; / 空閑區(qū)起始地址 float size; / 空閑區(qū)大小 int flag; /0 為空，1 未分配 freesmaxsize; void allo(char a,float xk) int i,k; float ad; k=-1; for(i=0;i=xk if(k=-1) cout 無可用空閑區(qū) endl; return; if(freesk.size-xk=minisize) freesk.flag=0; ad=fr

6、eesk.addr; xk=freesk.size; else freesk.size=freesk.size-xk; ad=freesk.addr+freesk.size; i=0; while(useedi.flag!=0 if(freesk.flag=0) freesk.flag=1; else freesk.size=freesk.size+xk; return; else useedi.addr=ad; useedi.size=xk; useedi.flag=a; return; void findc(char x) int i,k,a,s,t; float S,L; s=0; wh

7、ile(useeds.flag!=x|useeds.flag=0) return; useeds.flag=0; S=useeds.addr; L=useeds.size; a=-1;k=-1;i=0; while(imaxsize if(freesi.addr=S+L)a=i; i+; if(k!=-1) if(a!=-1) freesk.size=freesa.size+freesk.size+L; freesa.flag=0; else freesk.size=freesk.size+L; else if(a!=-1) freesa.addr=S; freesa.size=freesa.

8、size+L; else t=0; while(freest.flag=1 useeds.flag=a; return; freest.addr=S; freest.size=L; freest.flag=1; return; int main( ) int i,a; float xk; frees0.addr=10240; frees0.size=10240; frees0.flag=1; for(i=1;imaxsize;i+) freesi.flag=0; for(i=0;in;i+) useedi.flag=0; while(1) cout 選擇操作 :endl0- 退出 endl1-

9、 分配內(nèi)存 endl2- 回 收已分配內(nèi)存 endl3- 顯示內(nèi)存信息 endl; couta; switch(a) case 0: exit(0); case 1:couta; coutxk; allo(a,xk); break; case 2:couta; findc(a); break; case 3:cout 輸出 空閑 分區(qū) ： endl 起始地 址 分區(qū)長度 標(biāo)志 endl; for(i=0;imaxsize;i+) coutfreesi.addr freesi.size freesi.flagendl; cout 按任意鍵 , 輸出已分配信息 endl; getch(); cou

10、t 查看已分配分區(qū)： endl 起始地址 分區(qū)長度 標(biāo)志 endl; for(i=0;in;i+) if(useedi.flag!=0) coutuseedi.addr useedi.size useedi.flagendl; else coutuseedi.addr useedi.size useedi.flagendl; break; default:cout 輸入有誤！ ！ ! endl; 可編輯 精品文檔 C:wi nd ow 5syste iyi 3 2c rn d. exe 可編輯 return 1; 1 1 Ji 存 存 - 內(nèi)自|:12小 內(nèi)自| 配信選：大 配信選 作內(nèi)已內(nèi)$

11、卡 內(nèi)已內(nèi)你 操岀配收一 T作星出配收父 分回顯回顯輸 選卜-K-I3-請星選0-1-E-I3-請 mi C:wind口 存呂度 內(nèi)息昭M 爲(wèi)馬分務(wù) EHJ內(nèi)你畀 眾父空地 八佶a-SH始 tl-E-3-請輸起100 0 一 0000000 0 00 0 0 000000 nl 0MHEls 8聞 00051 ME? M0n 起始 20469 11 12 0 _000 0 0-030 000M00 HIZ0MSS0000 選0-一E-3- 存 內(nèi)息|= 矍選 -突刀 作內(nèi)RJE你 I a as回顯輸 尢一I- ，- R青 i a 0 i 0 0 i a 0 確遅意鍵輸出已分配信息 配分兩： 分

12、區(qū)長度標(biāo)志 任務(wù)五、死鎖的避免 、目的 在多道程序系統(tǒng)中，多個進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行來改善系統(tǒng)的資源利用率，提高系 統(tǒng)的吞吐量，但可能發(fā)生一種危險一一死鎖。所謂死鎖(Deadlock)，是指多個進(jìn) 程在運(yùn)行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局(DeadlyEmbrace )，當(dāng)進(jìn)程處于 這種狀態(tài)時，若無外力作用，他們都無法在向前推進(jìn)。 我們可以在分配資源時加上限制條件就可以預(yù)防死鎖，但是，在每一種預(yù)防 死鎖的方法之中，都施加了較強(qiáng)的限制條件；而在避免死鎖的方法中，所施加的 限制條件較弱，有可能獲得令人滿意的系統(tǒng)性能。 1、內(nèi)容 利用銀行家算法來避免死鎖的發(fā)生 #include #include #defi

13、ne max_s 20 #define max_p 100 int availablemax_s; int max max_p max_s ; int allocation max_p max_s ; int need max_p max_s ; int request max_s ; int requestPID; int source; int process; using namespace std; /1: 表示請求的資源 還分配的資源 /2: 表示請求的資源 系統(tǒng)剩余的資源 /3: 表示不存在安全序列 /0: 成功 int banker( int stSq ) 精品文檔 int i

14、, j , k; for( i = 0 ; i needrequestPIDi ) return 1; for( i = 0 ; i availablei ) return 2; for( i = 0 ; i source ; i+ ) availablei -= requesti; allocationrequestPIDi += requesti; needrequestPIDi -= requesti; int finish max_p = 0 ; int work max_s ; int curS; for( i = 0 ; i source ; i+ ) worki = availa

15、blei; for( k = 0 ; k process ; k+ ) bool flag = false; for( i = 0 ; i process i+ ) if( finishi = 0 ) flag = true; for( j = 0 ; j workj ) flag = false; curS = i; if( !flag ) for( j = 0 ; j source ; j+ ) availablej += requestj; allocationrequestPIDj -= requestj; needrequestPIDj += requestj; return 3;

16、finishcurS = k+1; for( j = 0 ; j source ; j+ ) workj += allocationcurSj; for( i = 0 ; i process ; i+ ) j = 0; while( finishj != i + 1 ) j+; stSqi = j; return 0; void setCS() source = 3; process = 5; int a = 4 , 5 , 8 ; int max20100; int m max_s = 8 , 5 , 4 , 5 , 3 , 3 , 10 , 1 , 3 , 3 , 3 , 3 , 5 ,

17、4 , 4 , ; int al max_s = 1 , 2 , 1 , 3 , 1 , 1 , 1 , 1 , 3 ; int re = 0 , 2 , 2 ; int i , j; cout 當(dāng)前可用資源數(shù) :endl; for( i = 0 ; i source ; i+ ) availablei = ai; coutsetw(5)availablei; coutendlendl; cout 進(jìn)程所需資源的最大數(shù)量 :endl; for( i = 0 ; i process ; i+ ) for( j = 0 ; j source ; j+ ) maxij = mij; coutsetw

18、(5)maxij; coutendl; coutendl; cout 進(jìn)程已分配到資源量 :endl; for( i = 0 ; i process ; i+ ) for( j = 0 ; j source ; j+ ) allocationij = alij; coutsetw(5)allocationij; coutendl; coutendl; cout 進(jìn)程還需的資源量 :endl; for( i = 0 ; i process ; i+ ) for( j = 0 ; j source ; j+ ) needij = maxij - allocationij; coutsetw(5)n

19、eedij; coutendl; coutendl; requestPID = 1; cout 進(jìn)程 requestPID 正在請求的資源 :endl; for( i = 0 ; i source ; i+ ) requesti = rei; coutsetw(5)requesti; coutendlendl; void main() setCS(); int stSq max_p = 0 ; cout 銀行家算法的演示 endl; int error = banker( stSq ); if( !error ) cout 可以進(jìn)行分配 endl; for( int i = 0 ; i pro

20、cess ; i+ ) coutsetw(5)stSqi; coutendl; else endl; cout 剩余資源無法滿足要求，拒絕分配資源 任務(wù)六、磁盤空間的分配與回收 一、目的： 磁盤初始化時把磁盤存儲空間分成許多塊（扇區(qū)） ，這些空間可以被多個用戶 共享。用戶作業(yè)在執(zhí)行期間常常要在磁盤上建立文件或已經(jīng)建立在磁盤上的文件刪 去，這就涉及到磁盤存儲空間的分配和回收。 。一個文件存放到磁盤上，可以組織 成順序文件（連續(xù)文件） 、鏈接文件（串聯(lián)文件） 、索引文件等，因此，磁盤存儲空 間的分配有兩種方式，一種是分配連續(xù)的存儲空間，另一種是可以分配不連續(xù)的存 儲空間。怎樣有效地管理磁盤存儲空間

21、是操作系統(tǒng)應(yīng)解決的一個重要問題，通過本 實驗使學(xué)生掌握磁盤存儲空間的分配和收回算法。 二、內(nèi)容： 模擬磁盤空閑空間的表示方法，以及模擬實現(xiàn)磁盤空間的分配和回收。從下題 目中選擇一題來實現(xiàn)設(shè)備的管理： （1） 連續(xù)的磁盤存儲空間的分配和回收。 （2） 用位示圖管理磁盤存儲空間。 （3 ）模擬 UNIX 系統(tǒng)的空閑塊組鏈接法，實現(xiàn)磁盤存儲空間的管理。 三、提示：參考教材 P231 P234 1、連續(xù)的磁盤存儲空間的分配和回收： （1） 要在磁盤上建立順序文時，必須把按序排列的邏輯記錄依次存放在磁盤的連 續(xù)存儲空間中。 可假定磁盤初始化時， 已把磁盤 存儲空間劃分成若干個等長的塊 （扇區(qū)），按柱面號

22、和盤面號的順序給每一塊確定一個編號。隨著文件的建立、刪 除、磁盤存儲空間被分成許多區(qū)（每一區(qū)包含若干塊），有的區(qū)存放著文件，而有 的區(qū)的空閑的。當(dāng)要建立順序文件時必須找到一個合適的空閑區(qū)來存放文件記錄， 當(dāng)一個文件被刪除時，則該文件占用的區(qū)應(yīng)成為空閑區(qū)。為此可用一張空閑區(qū)表 不記錄磁盤存儲空間中尚未占用的部分，格式如下： 序列 起始空閑塊號 空閑塊個數(shù) 狀態(tài) 1 5 6 未分配 2 14 3 未分配 3 21 30 未分配 4 空表目 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 （2）要建立文件時，先查找空閑區(qū)表，從狀態(tài)為“未分配”的登記欄目

23、中找出一 個塊數(shù)能滿足要求的區(qū)，由起始空閑塊號能依次推得可使用的其它塊號。若不需 要占用該區(qū)的所有塊時，則剩余的塊仍應(yīng)為未分配的空閑塊，這時要修改起空閑 塊號和空閑塊數(shù)。若占用了該區(qū)的所有塊，則相應(yīng)登記欄中的狀態(tài)修改成“空表 目”，刪除一個文件時，從空閑區(qū)表中找一個狀態(tài)為“空表目”的登記欄目，把歸 還的起始塊號和塊數(shù)填入對應(yīng)的位置。 磁盤存儲空間的分配和回收算法類似于主存儲器的可變分區(qū)方式的分配和回 收。同學(xué)們可參考上一實驗的第一題。 3）當(dāng)找到空塊后，必須啟動磁盤把信息存放到指定的塊中，啟動磁盤必須給出 由三個參數(shù)組成的物理地址：柱面號、磁道號和物理記錄號。故必須把找到的空 閑塊號換算成磁盤

24、的物理地址。 為了減少移臂次數(shù)，磁盤上的信息按柱面上各磁道順序存放?，F(xiàn)假定一個盤 組共有 200 個柱面，（編號 0199 ）每個柱面有 20 個磁道（ 019 ，同一柱面 上的各磁道分布在各盤面上，故磁道號即盤面號。 ），每個磁道被分成等長的 6 個 物理記錄（編號 0 5 ，每個盤面被分成若干個扇區(qū)，故每個磁道上的物理記錄號 即為對應(yīng)的扇區(qū)號。 ）。那么，空閑塊號與磁盤物理地址的對應(yīng)關(guān)系如下： 假設(shè)M=空閑塊號/6 , m=空閑塊號/6 則物理記錄號 =m 磁道號 =M/20 ，柱面號 =M/20 4）刪除一個文件時，從文件目錄表中可得到該文件在磁盤上的起始地址和邏輯 記錄個數(shù)，假定每個邏

25、輯記錄占磁盤上的一塊，則可推算出歸還后的起始空閑塊 號和塊數(shù)，登記到空閑區(qū)表中。換算關(guān)系如下： 起始空閑塊號 =（柱面號 *20+ 磁道號） *6+ 物理記錄號 空閑塊數(shù) =邏輯記錄數(shù) 5）請設(shè)計磁盤存儲空間的分配和回收程序，要求把分配到空閑塊轉(zhuǎn)換成磁盤物 理地址，把歸還的磁盤空間轉(zhuǎn)換成空閑塊號 假定空閑區(qū)表的初值如提示（ 1）中指出，現(xiàn)有一文件要占用 10 塊，運(yùn)行你 所設(shè)計的分配程序，顯示或打印分配后的空閑區(qū)表以及分配到的磁盤空間的起始 物理地址。然后，有一文件被刪除，它占用的磁盤空間為： 1 號柱面 2 號磁道， 0 號物理記錄開始的 4 塊，運(yùn)行你所設(shè)計劃的回收程序，顯示或打印回收后的

26、空閑 區(qū)表。 2、用位示圖管理磁盤存儲空間的分配和回收： （1 ）為了提高磁盤存儲空間的利用率，可在磁盤上組織成鏈接文件、索引文件， 這類文件可以把邏輯記錄存放在不連續(xù)的存儲空間。為了表示哪些磁盤空間已被 占用，哪些磁盤空間是空閑的，可用位示圖來指出。位示圖由若干字節(jié)構(gòu)成，每 一位與磁盤上的一塊對應(yīng)， “1 ”狀態(tài)表示相應(yīng)塊已占用， “0”狀態(tài)表示該塊為空 閑。位示圖的形式與上一實驗中的位示圖一樣，但要注意，對于主存儲空間和磁 盤存儲空間應(yīng)該用不同的位示圖來管理，絕不可混用。 （2 ）申請一塊磁盤空間時，由分配程序查位示圖，找出一個為“ 0”的位，計算 出這一位對應(yīng)塊的磁盤物理地址，且把該位置

27、成占用狀態(tài)“ 1 ”。假設(shè)現(xiàn)在有一個 盤組共 80 個柱面，每個柱面有兩個磁道，每個磁道分成 4 個物理記錄。那么， 當(dāng)在位示圖中找到某一字節(jié)的某一位為 “0 ”時，這個空閑塊對應(yīng)的磁盤物理地址 為： 柱面號 = 字節(jié)號 磁道號 =位數(shù)/4 物理記錄號 =位數(shù) /4 （3 ）歸還一塊磁盤空間時， 由回收程序根據(jù)歸還的磁盤物理地址計算出歸還塊在 位示圖中的對應(yīng)位，把該位置成“ 0”。按照（2）中假設(shè)的盤組，歸還塊在位示 圖中的位置計算如下： 字節(jié)號=柱面號 位數(shù)=磁道號*4+物理記錄號 （4） 設(shè)計申請一塊磁盤空間和歸還一塊磁盤空間的程序。要求能顯示或打印程序 運(yùn)行前和運(yùn)行后的位示圖；分配時把分

28、配到的磁盤空間物理地址顯示或打印出來， 歸還時把歸還塊對應(yīng)于位示圖的字節(jié)號和位數(shù)顯示或打印出來。 （5）假定已有如表6 1磁盤空間被占用了，現(xiàn)在要申請五塊磁盤空間，運(yùn)行分 配程序，按（4 ）中要求顯示或打印運(yùn)行的結(jié)果。然后再歸還如表 6 2的空間, 運(yùn)行回收程序，按（4）中的要求顯示或打印運(yùn)行結(jié)果。 柱面號 磁道號 物理記錄號 0 0 1 0 0 2 0 1 0 0 1 3 1 0 0 1 1 2 表6 1 可編輯 精品文檔 柱面號 磁道號 物理記錄號 0 0 2 0 1 0 1 0 1 表6 2 3、模擬UNIX系統(tǒng)的空閑塊成組鏈接法，實現(xiàn)磁盤存儲空間的管理： （1 ）假定磁盤存儲空間已被劃

29、分成長度 n的等長塊，共有M塊可供使用。UNIX 系統(tǒng)中采用空閑塊成組鏈接的方法來管理磁盤存儲空間，將磁盤中的每N個空閑 塊（NM ）分成一組，最后一組可以不足 N塊，每組的第一塊登記了下一組空閑 塊的塊數(shù)和塊號，第一組的塊數(shù)和塊號登記在專用塊中，登記的格式如下： 當(dāng)?shù)谝豁梼?nèi)容為“ 0”時，則第二項起指出的空閑塊是最后一組。 （2 ）現(xiàn)模擬UNIX系統(tǒng)的空閑塊成組鏈接，假定共有 8塊可供使用，每3塊為 可編輯 精品文檔 一組，則空閑塊成組鏈接的初始狀態(tài)為: A0A1A4 A8 開始時，空閑塊號是順序排列的，但經(jīng)若干次的分配和歸還操作后，空閑塊的鏈 可編輯 精品文檔 接就未必按序排列了 用二維數(shù)

30、組AMN來模擬管理磁盤空間，用 Ai表示第i塊，第0塊A0 作為專用塊。 （3 ）成組鏈接的分組情況記錄在磁盤物理塊中，為了查找鏈接情況，必須把它們 讀入主存，故當(dāng)磁盤初始化后，系統(tǒng)先將專用塊內(nèi)容復(fù)到主存中，定義一個數(shù)組 MA存放專用塊內(nèi)容，即MA=A0。申請一塊磁盤空間時，查 MA，從中找出空 閑塊號，當(dāng)一組空閑塊只剩第一塊時，貝U應(yīng)把該塊中指出的下一組的空閑塊數(shù)和 塊號復(fù)制到專用塊中，然后把該塊分配給申請者。當(dāng)一組的空閑塊分配完后則把 專用塊內(nèi)容（下一組鏈接情況）復(fù)制到主存，再為申請者分配。分配算法如圖 6 1 o 圖6 1采用成組鏈接的分配算法 (4 )歸還一塊時給出歸還的塊號，若當(dāng)前組

31、不滿規(guī)定塊時，將歸還塊登記入該組; 若當(dāng)前組已滿，則另建一新組，這時歸還塊作為新一組的第一塊，應(yīng)把主存中登 記的一組鏈接情況MA復(fù)制歸還塊中，然后在 MA重新登記一個新組。歸還一塊 的算法圖62。 精品文檔 圖 6 2 采用成組鏈接的回收算法 （5 ）設(shè)計分配和歸還磁盤空間的程序， 能顯示或打印分配的磁盤空間的塊號， 在 完成一次分配或歸還后能顯示或打印各空閑塊組的情況（各組的空閑塊數(shù)和塊 號）。本實驗省去了塊號與物理地址之間的轉(zhuǎn)換工作， 而在實際的系統(tǒng)中必須進(jìn)行 塊號與物理地址的轉(zhuǎn)換工作。 （6 ）運(yùn)行你所設(shè)計的程序，假定空閑塊鏈接的初始狀態(tài)如提示（ 2 ），現(xiàn)先分配 4 塊，再依歸還第 2

32、 塊和第 6 塊。把執(zhí)行后分配到的塊號依次顯示或打印出來，且 顯示或打印空閑塊組的情況。 在上次執(zhí)行的基礎(chǔ)上繼續(xù)分配 3 塊，然后歸還第 1 塊，再申請 5 塊，顯示或 打印依次分配到的塊號及空閑塊組情況。 #include using namespace std; void init（int disk88） int cyd,tra,sor; char select=Y; cout 開始初始化 .endl; while(select=y|select=Y) coutcyd; couttra; coutsor; diskcyd4*tra+sor=1; cout 是否繼續(xù) Y|Nendl; coutselect; void loca(int disk88) int i,j; int flag=0; int cyd,tra,sor; for(i=0;i8;i+) for(j=0;