14-15-2操作系統(tǒng)原理實驗報告(計131、132)(新)

1、操作系統(tǒng)原理實驗報告 2014-2015學年 第2學期操作系統(tǒng)原理實驗報告學 院： 信息與電子工程學院 專 業(yè)： 計算機科學與技術 班 級： 計算機130班 學 號： 1130299000 姓 名： 某某某 浙江科技學院2014-2015學年 第2學期實驗1 進程管理一、實驗目的1. 弄清進程和程序的區(qū)別，加深對進程概念的理解。2. 了解并發(fā)進程的執(zhí)行過程，進一步認識并發(fā)執(zhí)行的實質。3. 掌握解決進程互斥使用資源的方法。二、實驗內容1. 管道通信使用系統(tǒng)調用pipe( )建立一個管道，然后使用系統(tǒng)調用fork( )創(chuàng)建2個子進程p1和p2。這2個子進程分別向管道中寫入字符串：“Child pr

2、ocess p1 is sending message！”和“Child process p2 is sending message！”，而父進程則從管道中讀出來自兩個子進程的信息，并顯示在屏幕上。2. 軟中斷通信使用系統(tǒng)調用fork( )創(chuàng)建2個子進程p1和p2，在父進程中使用系統(tǒng)調用signal( )捕捉來自鍵盤上的軟中斷信號SIGINT(即按Ctrl-C)，當捕捉到軟中斷信號SIGINT后，父進程使用系統(tǒng)調用kill( )分別向2個子進程發(fā)出軟中斷信號SIGUSR1和SIGUSR2，子進程捕捉到信號后分別輸出信息“Child process p1 is killed by parent！

3、”和“Child process p2 is killed by parent！”后終止。而父進程等待2個子進程終止后，輸出信息“Parent process is killed！”后終止。三、實驗要求1. 根據實驗內容編寫C程序。2. 上機調試程序。3. 記錄并分析程序運行結果。四、程序說明和程序流程圖五、程序代碼六、程序運行結果及分析實驗2 線程管理一、實驗目的1. 弄清線程與進程的區(qū)別，加深對線程概念的理解。2. 了解并發(fā)線程的調度和執(zhí)行過程，進一步理解線程同步機制。3. 掌握多線程編程的基本方法。二、實驗內容生產者與消費者問題(Producer-consumer problem)，或稱

4、有限緩沖區(qū)問題(Bounded-buffer problem)，是一個多線程/進程同步問題的經典案例。該問題描述了共享固定大小緩沖區(qū)的兩類線程：即“生產者”線程和“消費者”線程在實際運行時會發(fā)生的問題。生產者的主要作用是生成一定量的數據(產品)放入緩沖區(qū)中，然后重復此過程。與此同時，消費者從緩沖區(qū)中取出數據并消耗。解決該問題的關鍵是如何保證生產者不會在緩沖區(qū)滿時放入數據，而消費者也不會在緩沖區(qū)中空時消耗數據。使用POSIX thread庫函數pthread_create創(chuàng)建若干個(至少2個)生產者線程和1個或若干個消費者線程，利用POSIX線程同步機制互斥鎖和條件變量實現(xiàn)生產者線程和消費者線程

5、的同步。三、實驗要求1. 根據實驗內容編寫C程序。2. 上機調試程序。3. 記錄并分析程序運行結果。四、程序說明和程序流程圖五、程序代碼六、程序運行結果及分析實驗3 進程通信一、實驗目的1. 了解進程間通信IPC的三種方式：消息隊列、共享內存和信號量。2. 掌握使用消息隊列進行進程間通信的有關系統(tǒng)調用和編程方法。3. 掌握使用共享內存進行進程間通信的有關系統(tǒng)調用和編程方法。二、實驗內容1. 消息隊列使用系統(tǒng)調用msgget( )、msgsnd( )、msgrcv( )和msgctl( )，用消息隊列機制實現(xiàn)客戶進程和服務器進程間的通信?？蛻暨M程首先建立一個描述符為msgqid的消息隊列，接著向

6、服務器進程發(fā)送一個消息正文為自己的進程標識pid且類型為1的消息，然后接收來自服務器進程的消息，并在屏幕上顯示：“Client receives a message from xxxx！”，其中“xxxx”為服務器進程的進程標識。服務器進程首先捕捉軟中斷信號(除不能捕捉的SIGKILL)，若捕捉到時則調用函數cleanup( )刪除消息隊列，終止服務器進程。否則重復下列操作：接收所有類型為1的消息，并在屏幕上顯示：“Server receives a message from xxxx！”，其中“xxxx”為客戶進程的進程標識；然后服務器進程將客戶進程的進程標識作為返回消息的類型，而將自己的進

7、程標識作為消息正文發(fā)送給客戶進程。2. 共享內存使用系統(tǒng)調用shmget( )、shmat( )和shmctl( )，用共享內存機制實現(xiàn)進程間的通信。其中一個進程向共享內存中寫入數據，另一個進程從共享內存中讀出數據并顯示在屏幕上。三、實驗要求1. 根據實驗內容編寫C程序。2. 上機調試程序。3. 記錄并分析程序運行結果。四、程序說明和程序流程圖五、程序代碼六、程序運行結果及分析實驗4 存儲管理一、實驗目的1. 了解虛擬存儲管理技術的原理與特點。2. 掌握請求頁式存儲管理的頁面置換算法。二、實驗內容1. 通過隨機數產生一個指令序列，共320條指令。指令的地址按下述原則生成：(1) 50%的指令是

8、順序執(zhí)行的；(2) 25%的指令均勻分布在前地址部分；(3) 25%的指令均勻分布在后地址部分。實現(xiàn)方法：(1) 在0，319的指令地址中隨機選取一起點s；(2) 執(zhí)行指令s；(3) 順序執(zhí)行一條指令，即執(zhí)行地址為s+1的指令；(4) 在前地址0，s中隨機選取一條地址為m的指令執(zhí)行；(5) 順序執(zhí)行一條指令，即執(zhí)行地址為m+1的指令；(6) 在后地址m+2，319中隨機選取一條指令s；(7) 重復(2)(6)，直到執(zhí)行320次指令。2. 將指令序列變換為頁地址流，設：(1) 頁面大小為1K；(2) 用戶內存容量為432頁面(page frame)；(3) 用戶虛存容量為32K(即32頁)。若10條指令為1頁，則320條指令在虛存中的存放方式為：第0頁(虛存地址0，9)第0條第9條指令；第1頁(虛存地址10，19)第10條第19條指令； 第31頁(虛存地址310，319)第310條第319條指令。3. 計算并輸出下列算法在不同內存容量下的命中率(命中率=1-缺頁率)。(1) FIFOFirst In First Out Page Replacement Algorithm(2) L