東北大學操作系統(tǒng)試驗報告

1、課程編號：B080000070操作系統(tǒng)實驗報告班級指導教師石凱實驗名稱操作系統(tǒng)實驗開設(shè)學期2016-2017 第二學期開設(shè)時間第11周第18周報告日期2017年7月3日評定成績評定人石凱評定 日 期2017年7月5日東北大學軟件學院實驗一進程的同步與互斥實驗題目：通過學習和分析基礎(chǔ)例子程序.使用windows進程和線程編程(也可以采用Java或 Unix/Linux的POSIX線程編程)實現(xiàn)一個簡單的生產(chǎn)者/消費者問題的程序。關(guān)鍵代碼：import java.util.ArrayList;public class Produce public Object object;public Arra

2、yList list;/用list存放生產(chǎn)之后的數(shù)據(jù).最大容量為1public Produce(Object object,ArrayList list )this.object = object;this. list = list;)public void produce。synchronized (object) /*只有l(wèi)ist為空時才會去進行生產(chǎn)操作*/try while (!list.isEmpty()System. out.println (生產(chǎn)者+Thread. currentThread().getName() + waiting);object.wait();)int val

3、ue = 9999;list.add(value);System. out.println(生產(chǎn)者+Thread. currentThreadQ.getName()+ Runnable);object.notifyAll();/然后去喚醒因object調(diào)用wait方法處于阻塞狀態(tài)的線程catch (InterruptedException e) e.printStackTrace();)import java.util.ArrayList;public class Consumer public Object object;public ArrayList list;/用list存放生產(chǎn)之后的

4、數(shù)據(jù).最大容量為1public Consumer(Object object,ArrayList list )this.object = object；this. list = list；)public void consmer() synchronized (object) try /*只有l(wèi)ist不為空時才會去進行消費操作*/while (list.isEmpty()System. out.println(消費者+Thread. currentThread().getName() + waiting);object.wait();)list.clear();System. out.prin

5、tln(消費者+Thread. currentThreadQ.getName()+Runnable);object.notifyAll();/然后去喚醒因object調(diào)用wait方法處于阻塞狀態(tài)的線程catch (InterruptedException e) e.printStackTrace();)實驗結(jié)果：_ Probleimf 卜，比 K-. Dclaratlui m Can笛口真 總 Wciik叩ace Mlgra七口小JAX-WS AnnoiatiaHS 總 JPA AiHKiiarWrE嗎必小“加3( Mm (Jjvj applicmt幻n匚Mpp師理匚即式由口2塊口f 粗口加限

6、jdk5 w。掄油也g_i2gin曬van 2017Wf-l 下午&汨;回:產(chǎn)失生產(chǎn)舌2 hmahlc看 上，； TT 1 迎3 K 芍=Runnable消景著HI鑰昔1 K.jiting: h3itLhg生F fer n 1 Rubble生F 士生j ci 1 tjai-ti.r.E消費者省才2 Runnabls注 )/，,：； wnitinc?。蝗?l KflitiHE生產(chǎn)者生產(chǎn)者2 faiwublE-?):二/;： 1 WiitirE消一舌消叫：T1 Runnable:臺 產(chǎn) Hi n式ting漕.號捎叫u2 baiting生產(chǎn)者生，甘L Ruckle生產(chǎn)餐生產(chǎn)者1 waitbie正日之

7、 ri J Runnable貓“，棺： H 2 wa it LHg泊百 a rA ,ti mitiriB思考題:(1)如何控制進程間的相互通信？答：主要有：管道.信號.共享內(nèi)存.消息隊列(2)什么是進程的同步？什么是進程的互斥？分別有哪些實現(xiàn)方式？答：進程互斥是進程之間的間接制約關(guān)系。當一個進程進入臨界區(qū)使用臨界資源時.另一個進程必須等待。只有當使用臨界資源的進程退出臨界區(qū)后.這個進程才會解除阻塞狀態(tài)。進程同步也是進程之間直接的制約關(guān)系.是為完成某種任務而建立的兩個或多個線程 這個線程需要在某些位置上協(xié)調(diào)他們的工作次序而等待、傳遞信息所產(chǎn)生的制約關(guān)系。進程間的直接制約關(guān)系來源于他們之間的合作。

8、可以利用信號量來實現(xiàn)進程的同步與互斥。實驗二處理機調(diào)度實驗題目：設(shè)計一個按優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法實現(xiàn)處理器調(diào)度的程序數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及符號說明：typedef struct pb 每個進程char pname5;/進程的名字char status8;/進程的狀態(tài)int time;/要求運行時間int pri;進程的優(yōu)先權(quán)int cputime;/cpu時間struct pb *p;/隊列結(jié)構(gòu).它的下一個。pbc, *pbcp;流程設(shè)計:關(guān)鍵代碼：void attemper(pbcp pbca) pbcp pItem = pbca-p;pbcp pIterator = pbca-p;while (pIterat

9、or!= NULL) if (pItem-pri pri&pIterator-time != 0) pItem = pIterator;) pIterator = pIterator-p;)if (pItem-time -二 1)二= 0) pItem-cputime += 1;pItem-pri -= 1;strcpy(pItem-status, finish);)else strcpy(pItem-status, run); pItem-cputime += 1;pItem-pri -= 1;strcpy(pItem-status, run);)pIterator = pbca-p;whi

10、le (pIterator != NULL) if (pIterator-cputime != 0&pIterator!=pItem&pIterator-time!=0) pIterator-cputime += 1;strcpy(pIterator-status, ready); ) pIterator = pIterator-p;)printPbc(pbca);)運行結(jié)果:利蛤比進也去據(jù)發(fā)請輸人進程塞后：5清傳人進每名，運行時目，加生世P1 2 J請輸入進程名，運行時司.優(yōu)先輒P2 3 5消輸人進苣號運行時旬優(yōu)先皺,9 1 號金轄入進程各運行時間憂元坂P4 2 4他輸入進卷卷運行時間,優(yōu)先

11、較他程卻cpu時間運行時間優(yōu)先如狀態(tài)PI 02 rtady進程名/時間.，運行時間/ft先鎏狀者P?035rwadr送程卻cpu時間運行時間優(yōu)先如秋態(tài)Pi03ready進程名,“時間/運行時間優(yōu)先而狀態(tài)P4024rga 小冏程包/cpu時間運行時間優(yōu)先如狀態(tài)PS042readyTIUE1域程名pu時間運行時間優(yōu)先馥，狀態(tài)P102rwadr進程卷5時間/運行時間緡先纏/狀態(tài)P2124rimU CAMndDM上竽值面32比ecLexe X進程名.印u時IH運行時間 優(yōu)先藪.狀態(tài)P5 042 readrTIME1進程名，鼻。時間運行時間優(yōu)先緩,狀態(tài)Pl D 2 radv進程名,CPU時間迂行時間優(yōu)先

12、俎:狀態(tài)P2L24nm進程名.pu時間運行時間優(yōu)先裹.狀態(tài)P3Q3rtady進程名/cpuBl間運亍時間，優(yōu)無攀，猶升P4024readr電程名/cpu時間W行時間世先扳狀態(tài)P5042i*advTIME2進程名,匚PU時間迂行時間優(yōu)先貌:狀態(tài)PL D 2 L-=adr進程名.pu時間運行時間優(yōu)先裹.狀態(tài)P2224rtady進程力/cpuEl-l R運行時間優(yōu)先巍狀態(tài)Pi03readr進行名/cpu時間,運行時間.優(yōu)先級；狀態(tài)P413rim進程名，鼻。時間運行時間優(yōu)先緩，狀態(tài)P5D42L-tiidTTIME?進程名.pu時間運行時間優(yōu)先裹.狀態(tài)PL Q 2 rtadvS CzWAinHclUHk

13、systiEnnIZ/irdjexE X進程名.ce時間 運行時間 優(yōu)先敏 KWP5 042 reidvTIME3進程名總叫時間運行時間優(yōu)先破.狀志Pl02radv進程名/匚叫時間透行時間優(yōu)先貌f狀態(tài)P233nm進程名，Mu時間運行時間優(yōu)先緩，狀者P3Q3rtady進程名餐阻時間運廳時間.優(yōu)先酬狀態(tài)P428readr迸程名,cpu時間運行時間優(yōu)先魏，狀態(tài)PiQ42rtadyTIUE4進程名/匚叫時間 透行時間 優(yōu)先貌f狀態(tài)FLQ2L-sadj-進程名，Mu時間運行時間優(yōu)先緩，狀者P243rtady進程右左四刖問三行時間/優(yōu)先翻/狀態(tài)PJ08readr迸程名北口口時皿運行時間/優(yōu)先綠狀態(tài)P430

14、2finish進程名，&u時閏嗨行時間哦先豺狀杳P5042readyTIMES進程名/中u時間/運行時間峨先豺狀態(tài)F1 021 read?U CAMndDM上竽值面32比ecLexe X進程名.印u時IH運行時間 優(yōu)先藪.器內(nèi)P5 042 eadrTIMES進程名，3u時間運行時間優(yōu)先緩，狀態(tài)Pl D 2 radv進程名,CPU時間迂行時間優(yōu)先俎:狀態(tài)P25-3rwadv進程名.pu時間運行時間優(yōu)先輟.狀浩P3102finish進程名/cpuBl間運亍時間，仔爨，狀盛P4302finjsh電程名/cpu時間W行時間優(yōu)先飄狀態(tài)P5042i*advTIMES進程名,匚PU時間迂行時間優(yōu)先貌:狀態(tài)P

15、LD2i-=ady進程名.pu時間運行時間優(yōu)先輟.狀浩P2602finish進程力/cpuBl間運行時間優(yōu)先巍狀態(tài)P31cl2 finjsh進行.a七pu時間，運行時間.優(yōu)先級；狀態(tài)P4202finish進程名，3u時間運行時間優(yōu)先緩，狀態(tài)P5D42L-tiidTTIME?進程名.pu時間運行時間優(yōu)先裹.狀態(tài)PL Q 2 rtady31 2AWindn!i,1stenil2cirbcLcMe XPJ L 02 finish進程名Apu時間 運行時間 優(yōu)先如狀態(tài)P4302finish進程名.Xpu時間運行時間.優(yōu)先獻狀春PSS20radvTIME10進程告u時間運行時間.優(yōu)先破.,狀志P120r

16、*adv進程名兒叫時間 運行時間 優(yōu)先如狀態(tài)P2602il-isb進程S &u時間，運行時間優(yōu)先初狀態(tài)P31a2finish進程名fcpu時間迂行時間優(yōu)先如狀態(tài)P4&02finish進程名u時間/運行時間.，優(yōu)先繳3狀態(tài)Pi 4- run-TIME11后程名：邛u時間.，運行時間.優(yōu)先圾，狀態(tài)PL 3 a- finish進程名/QiRl同店:亍時用優(yōu)先球狀態(tài)P2.602 finish進程名,W時間，足行時間.優(yōu)先繃狀態(tài)P3102finish進程名/CPUH1間運行時間/優(yōu)先豺狀態(tài)P4302fin jsh進程暫cpu時間遷有時間優(yōu)先初狀態(tài)Pi 5- ready孱授任意裙奉段.思考題:(1)處理機

17、調(diào)度的目的？答：主要還是為了優(yōu)化軟件的運行。(2)你實現(xiàn)優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法的思想？答：遍歷一次.取出優(yōu)先權(quán)最高的.判斷該進程是否還要運行.要允許就運行它。實驗三存儲管理實驗題目：模擬分頁式存儲管理中硬件的地址轉(zhuǎn)換和產(chǎn)生缺頁中斷。 用先進先出下0）頁面調(diào)度算法處理缺頁中斷。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及符號說明：int paper_table75 char *oper_char12 int oper_table122 int fifo_table4int static count = 0;/7乘5的頁表每次操作/指令序列的單元號和操作存儲/先進先出表.記錄那幾個在內(nèi)存中/記下哪個先來的流程設(shè)計:核心代碼：void sc

18、heduler(void)(int i, page, page_block, page_move;for (i = 0; ic&in3kZcm(l esie在內(nèi)存口-決號;馬保巷步二70；物理地址F：F口謂皮簞法頁需排序F 123710在內(nèi)存口-央號：B：偏巷步: 50：物理地址FIFO調(diào)度算法頁表排序力12 J1074在內(nèi)存中，塊號：制偏存Hj 15：物理地址FIFO調(diào)度算法頁表排序:。12 31167在內(nèi)存Q-決號:I.偏卷#:2：;將理地址FIFO例度算法頁表排序:。123149在內(nèi)存中.塊號 5：偏程置 56；物理地址FIF 0調(diào)度算法頁表排序:。123猊四口妹-版哲弟的四號為:標至倍

19、強存快顯 換入內(nèi)存成功.塊號 5一偏移髭 4口:的理地址：680. FlFCli尋度篁法班志排序節(jié)L 2 3坡更o游-娘.音投的頁號.為：L頁權(quán)宜超普企換入內(nèi)存成功，表號 S.Mgfti 53：狗建地址：1酬7.FIF口詢度算法貝方排序6i 2 J31 2AWmdciiA*5,L5Y5tern22Vcmd-exe!1得春成功，塊號：8：: 53：樹理地址：1077；FIFO遁境具法Jil怠排于6 42 J斷春曳 內(nèi)遍 頁入西 尿換FI.裱音報衿頁號為：J頁拔直接替換 成功.塊號：9:偏移通EM:物理地址:算法網(wǎng)云徘字6 45 J1177：走頁中喻，被昔掛前頁號為：3一頁被直接苦方地 3門由,i

20、.塊導1節(jié)移什：:：:1,理地電1砧;F 可遁境真法Jil怠排于6451威頁中喻，裱音報衿頁號為：6一頁被直接替或 換人內(nèi)在成功，塊爭譏1B移: 7冊捌理地由718;HF。遍里算日網(wǎng)云徘序2 4 6 1在內(nèi)存中,塊號亂侑林L物理地址 1期5F【K詼度算法頁定排44 ?、 1走頁口至，被普掛前頁號為: 三頁被直接苦企提入內(nèi)存成功.塊號 3：偏移起叫：物理地址 1108：FIFO詼度莫法貝定排序26 三1酎HU*U CAWmdow5)teni22jcm(l.exe1- X最后運行完的貝表貝號匚|許志 0主存塊號 0遇盆位置11修改徐志 0111121151300021000220-19230112

21、10仔同田瓦衣tiT下耳一但移量0701502153210弼640營位4535S3存13772?8416S4請按任意鍵婁建.思考題：（1）先進先出頁面調(diào)度算法的思想？答：基本思想：先進入內(nèi)存的頁面先淘汰.后進入 內(nèi)存的后淘汰（2）最近最少用（LRU）頁面調(diào)度算法思想？答：基本思想：最近用的最少的最先淘汰。（3）比較兩種調(diào)度算法的效率（哪種調(diào)度算法使產(chǎn)生缺頁中斷的次數(shù)少）？答：從作業(yè)題我感覺最近最少使用優(yōu)于先進先出。（4）分析在什么情況下采用哪種調(diào)度算法更有利？答：如果頁訪問高度隨機的話.不見得LRU好.LRU是根據(jù)最近最少使用的來決定哪個 頁表被替換.但過去很多時候不能代表未來。/主文件目錄/

22、文件名/是否可讀可寫可執(zhí)行/文件長度/用戶文件目錄/用戶名/打開文件目錄.即運行文件目錄/文件ID實驗四文件系統(tǒng)實驗題目:用高級語言編寫和調(diào)試一個簡單的文件系統(tǒng).模擬文件管理的工作過程。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及符號說明：struct TYPE_UFD (string File_Name;bool Read;bool Write;bool Execute;int Length_File;);struct TYPE_MFD (string User_Name;TYPE_UFD *Pointer;);struct TYPE_AFD (int File_ID;bool Read;bool Write;bool Ex

23、ecute;int Pointer;);class TYPE_FILE_SYSTEM文件系統(tǒng)類( public:void Initial(void); void Start(void);private:int_Number_Users;/用戶數(shù)int_Number_Files;/文件數(shù)int_MaxNumber_Open_Files;/最大打開文件數(shù)TYPEMFD*_MFD;TYPEUFD*_UFD;TYPEAFD*_AFD;);流程設(shè)計:關(guān)鍵代碼:void TYPE_FILE_SYSTEM:Start(void) (int User_ID;int i, temp_int;string tem

24、p;char choice;int Number_Open_Files;string User_Name;string Command;TYPE_UFD *UFD;do(do(cout 已創(chuàng)建指令有：create delete open dir diropen write read logout shutdown nn;cout User_Name;for (User_ID = 0; User_ID_Number_Users; User_ID+) (if (_MFDUser_ID.User_Name = User_Name) break;)if (User_ID = _Number_Users

25、)cout 用戶名錯誤.請再次輸入. endl; while (User_ID = _Number_Users);cout 歡迎登錄， User_Name ! endl;UFD = _MFDUser_ID.Pointer;for (i = 0; i_MaxNumber_Open_Files; i+)(_AFDi.File_ID =-1;)Number_Open_Files = 0;do(cout C: User_Name ;cin Command;if (Command = dir)(cout endl;cout 打開用戶 User_Name 的文件 endl;cout t Statet Le

26、ngtht File name endl;for (i = 0; i_Number_Files; i+) (if (UFDi.Length_File != -1) (cout t;if (UFDi.Read 二二 true) cout R;elsecout -;if (UFDi.Write = true) cout W;elsecout -;if (UFDi.Execute 二二 true)cout E;elsecout -;cout t;cout UFDi.Length_File;cout t;cout UFDi.File_Name endl;)cout endl;)else if (Com

27、mand 二=diropen)(cout endl;cout 打開用戶 User_Name 的文件 endl;cout t Statet Open File name endl; for (i = 0; i_MaxNumber_Open_Files; i+) (if (_AFDi.File_ID != -1) (cout t;if (_AFDi.Read = true)cout R;elsecout -;if (_AFDi.Write 二二 true)cout W;elsecout -;if (_AFDi.Execute = true)cout E;elsecout -;cout t;cout

28、 UFD_AFDi.File_ID.File_Name endl; )cout endl;)else if (Command 二=create)(for (i = 0; i_Number_Files; i+)if (UFDi.Length_File =二-1)break;if (i 二二 _Number_Files)cout Error:已有名為 _Number_Files 的文件. endl; else (cout 請輸入新文件信息： endl;cout temp;UFDi.File_Name = temp;cout 文件權(quán)限:;cout Read (y/n):;do(choice = ge

29、tch(); while (choice != y & choice != n);if (choice 二二y)UFDi.Read = true;elseUFDi.Read = false;cout endl;cout Write (y/n):;do(choice = getch(); while (choice != y & choice != n);if (choice =y)UFDi.Write = true;elseUFDi.Write = false;cout endl;cout Execute (y/n):;do(choice = getch(); while (choice !=

30、 y & choice != n);if (choice =y)UFDi.Execute = true;elseUFDi.Execute = false;cout endl;cout temp_int;if (temp_int 0)UFDi.Length_File = temp_int;cout 新文件 UFDi.File_Name 已建立！ endl;)else if (Command 二=delete)(cout temp;for (i = 0; i_Number_Files; i+)if (UFDi.Length_File != -1) & (UFDi.File_Name 二二 temp

31、) break;if (i 二二 _Number_Files)cout 文件名錯誤.請再次輸入. endl;else(UFDi.Length_File =-1;cout 文件 UFDi.File_Name 已刪除. endl;)else if (Command 二=open)(if (Number_Open_Files =二 _MaxNumber_Open_Files)cout Error:你已經(jīng)打開了 Number_Open_Files 文件. endl;else(cout temp;for (i = 0; i_Number_Files; i+)if (UFDi.Length_File !=

32、 -1) & (UFDi.File_Name = temp) break;if (i = _Number_Files)cout 文件名錯誤.請再次輸入. endl;else(Number_Open_Files+;for (temp_int = 0; temp_int_MaxNumber_Open_Files; temp_int+) if (_AFDtemp_int.File_ID 二二-1)break;_AFDtemp_int.File_ID = i;_AFDtemp_int.Pointer = 0;cout 請定義打開方式: endl;if (UFDi.Read 二二 true)cout R

33、ead (y/n):;do( choice = getch(); while (choice != y & choice != n);if (choice 二二y)_AFDtemp_int.Read = true;else_AFDtemp_int.Read = false;cout endl;)else_AFDtemp_int.Read = false;if (UFDi.Write = true)(cout Write (y/n):;do( choice = getch(); while (choice != y & choice != n);if (choice =y)_AFDtemp_in

34、t.Write = true;else_AFDtemp_int.Write = false;cout endl;)else_AFDtemp_int.Write = false;if (UFDi.Execute 二二 true)(cout Execute (y/n):;do( choice = getch(); while (choice != y & choice != n);if (choice =y)_AFDtemp_int.Execute = true;else_AFDtemp_int.Execute = false;cout endl;)elseAFDtemp_int.Execute;

35、cout 文件 temp 已打開. endl;)else if (Command 二=logout)(cout 再見， User_Name ! endl;break;)else if (Command 二=close)(cout temp;for (i = 0; i_Number_Files; i+)if (UFDi.Length_File != -1) & (UFDi.File_Name 二二 temp) break;if (i 二二 _Number_Files)cout 文件名錯誤.請再次輸入. endl;else(for (temp_int = 0; temp_int_MaxNumber

36、_Open_Files; temp_int+) if (_AFDtemp_int.File_ID 二二 i)break;if (temp_int = _MaxNumber_Open_Files)cout 文件 temp 未打開. endl;else(_AFDtemp_int.File_ID = -1;Number_Open_Files-;cout 文件 temp 已關(guān)閉. endl;)else if (Command 二=read)(cout temp;for (i = 0; i_Number_Files; i+)if (UFDi.Length_File != -1) & (UFDi.File_Name 二二 temp) break;if (i 二二 _Number_Files)cout 文件名錯誤.請再次輸入. endl;else(for (temp_int = 0; temp_int_MaxNumber_Open_Files; temp_int+) if (_AFDtemp_int.File_ID 二二 i)break;if (temp_in