大學實驗報告

實驗報告實驗課程：學生姓名：學號：專業(yè)班級：2009年1目錄實驗一編程實現(xiàn)銀行家安全算法………………3實驗二存儲管理的模擬實現(xiàn)………13實驗三磁盤調(diào)度算法的模擬實現(xiàn)…20 南昌大學實驗報告（1）編程實現(xiàn)銀行家安全算法學生姓名：學號：專業(yè)班級：實驗類型：□驗證□綜合■設計□創(chuàng)新實驗日期：11.5,11.12實驗成績：一、實驗目的通過實驗加強對銀行家安全算法的理解和掌握。二、實驗內(nèi)容熟悉避免死鎖發(fā)生的方法，死鎖與安全序列的關系，編程實現(xiàn)銀行家算法，要求輸出進程的安全序列。三、實驗要求1、需寫出設計說明；2、設計實現(xiàn)代碼及說明3、運行結(jié)果；四、主要實驗步驟1、學習、理解好課本中銀行家算法的實例；2、根據(jù)課本中銀行家算法的描述，畫出程序流程圖；3、按照程序流程圖，用C語言編程并實現(xiàn)。4、上機運行編寫的程序，檢驗并且修正直至能夠得到正確的結(jié)果。輸出提示：輸入有誤，請從新輸入初始化函數(shù)Init（）開始輸入進程的數(shù)目m輸出資源的種類n輸入每個進程最多所需的各資源數(shù)輸入每個進程已分配的各資源數(shù)輸入各個資源現(xiàn)有的數(shù)目初始化函數(shù)Init（）結(jié)束流程圖：輸出提示：輸入有誤，請從新輸入初始化函數(shù)Init（）開始輸入進程的數(shù)目m輸出資源的種類n輸入每個進程最多所需的各資源數(shù)輸入每個進程已分配的各資源數(shù)輸入各個資源現(xiàn)有的數(shù)目初始化函數(shù)Init（）結(jié)束銀行家算法C語言程序：#include"iostream.h"#include"stdio.h"#define P_NUM 0X03#define MAX_available 0xAstructPCB{charstate;//狀態(tài)intrequest;//請求資源intmax;//最大需求量intneed;//需求量intallocation;//已經(jīng)分配量};voidrandomallocation(structPCBp[],intav);boolsafecheck(structPCBp[],intav);voidbankallocation(structPCBp[],intav);voidshow(structPCBp[],intav);voidmain(){structPCBprocess[P_NUM];//分配3個進程空間inti;intj;intk;intavailable=MAX_available;//可利用資源向量; printf("\t\t銀行家調(diào)度算法\n");printf("初始狀態(tài)最大的可利用資源MAX_available為:\n",MAX_available);for(i=0;i<5;i++)//為每個進程分配最大需求量{ printf("p%d->max:",i); scanf("%d",&process[i].max);if(process[i].max>MAX_available){printf("錯誤!最大需求量超過了可利用資源總量,請重新輸入!\n");i--;}else{do{ printf("\np%d->allocation:\n",i); scanf("%d",&process[i].allocation);}while((process[i].allocation>process[i].max)||(available-process[i].allocation<0));available=available-process[i].allocation;process[i].need=process[i].max-process[i].allocation;process[i].request=0;process[i].state='R';}//else}//forshow(process,available);printf("\n1--隨機分配算法2--銀行家算法\n");do{printf("請選擇:\n"); scanf("%d",&i);}while(!((i==1)||(i==2)));if(i==1)randomallocation(process,available);else{do{if(safecheck(process,available)==false){printf("\n當前為不安全狀態(tài)!\n");printf("1--退出2--重置");do{printf("\n請選擇:\n");cin>>k;}while((k!=1)&&(k!=2));if(k==2){available=MAX_available;for(j=0;j<5;j++){ printf("p%d->allocation:\n",j);//cin>>process[j].allocation; scanf("%d",&process[j].allocation);available=available-process[j].allocation;}//for(j=0;j<5;j++)}//if(k==2)}//if(safecheck(process,available)==false)else{k=0;break;}}while(k==2);//doif(k==1)return;elseif(k==0)bankallocation(process,available);}//else}//endmainvoidshow(structPCBp[],intav){inti;printf("\navailable=",av);printf("\nnumbermaxneedallocationstate\n");for(i=0;i<5;i++){printf("%d\t%d\t%d\t%d\t%d\n",i,p[i].max,p[i].need,p[i].allocation,p[i].state);}}voidrandomallocation(structPCBp[],intav){inti=0;intj=0;intw;inte;while(1){if(i==5)i=i-5;while(1){if(i==5)i=i-5;elseif(p[i].state=='R'){do{ printf("\np%d->request:\n",i); scanf("%d",&p[i].request);}while(p[i].request>(p[i].max-p[i].allocation));break;}elsei++;}if(p[i].request<=av){av=av-p[i].request;p[i].allocation=p[i].allocation+p[i].request;p[i].request=0;if(p[i].max==p[i].allocation){av=av+p[i].allocation;p[i].state='E';p[i].allocation=0;p[i].request=0;}j=0;while(j<5){if((p[j].request<=av)&&(p[j].state=='W')){av=av+p[j].allocation;p[j].request=0;p[j].state='E';p[j].allocation=0;}if((p[j].max<av+p[j].allocation)&&(p[j].state=='W')){p[j].state='R';}j++;}show(p,av);}else{p[i].state='W';show(p,av);}w=0;e=0;for(j=0;j<5;j++){if(p[j].state=='W')w++;elseif(p[j].state=='E')e++;elsebreak;}if(((w+e)==5)&&(w!=0)){printf("發(fā)生死鎖!\n");return;}elseif(e==5){printf("三個進程順利執(zhí)行完!\n");return;}i++;}}voidbankallocation(structPCBp[],intav)//銀行家算法函數(shù){ intorder[5];intk; intj=0;intrequest;intf;inti;show(p,av);while(1){request=0;k=-1;do{if(k!=-1) printf("不是安全狀態(tài)!\n");av=av+request;p[k].allocation=p[k].allocation-request;do{ printf("p->NO.:"); scanf("%d",&k);}while(p[k].state!='R');do{ printf("p->request:"); scanf("%d",&request);}while(request>(p[k].need));if(request>av){p[k].request=request;p[k].state='W';break;}p[k].allocation=p[k].allocation+request;av=av-request;}while(safecheck(p,av)!=true);if(p[k].allocation==p[k].max){p[k].state='E';av=av+p[k].allocation;p[k].allocation=0;p[k].need=0; order[j]=k;}for(i=0;i<5;i++){if((p[i].state=='W')&&(p[i].request<=av)){if(safecheck(p,av)==true){p[i].allocation=p[i].request+p[i].allocation;av=av-p[i].request;p[i].request=0;p[i].state='R';if(p[i].max==p[i].allocation){p[i].state='E';av=av+p[i].allocation;p[i].allocation=0;}}else{printf("\n不是安全狀態(tài)！原請求資源量無效。\n");p[i].request=0;p[i].state='R';}}}show(p,av);f=0;for(i=0;i<5;i++){if(p[i].state=='E')f++;}if(f==5){printf("**********所有進程順利執(zhí)行完!**********\n");printf("安全序列為:");for(i=0;i<5;i++) { inttemp; temp=order[i]; //cout<<"p"<<temp<<""; printf("p%d",temp); }//for printf("\n");break;}//if j++;}}boolsafecheck(structPCBp[],intav){boolfinish[5];intorder[5];inti;intj=0;intf=0;intk=0;intwork;inttemp;work=av;for(i=0;i<5;i++){order[i]=0;if(p[i].state=='E') {finish[i]=true;}else {finish[i]=false;}}//forwhile(k<5){for(i=0;i<5;i++){if((p[i].state=='W')&&(p[i].request<=work)&&(finish[i]==false)){temp=p[i].allocation;p[i].allocation=p[i].request+p[i].allocation;}//ifif(((p[i].allocation+work)>=p[i].max)&&(finish[i]==false)){work=p[i].allocation+work;finish[i]=true;order[j]=i;j++;if(p[i].state=='W') {p[i].allocation=temp;}}//if}//fork++;}//whilefor(i=0;i<5;i++){if(finish[i]==true) {f++;} }//for(i=0;i<5;i++)if(f==3) { returntrue; }elsereturnfalse;}五、實驗數(shù)據(jù)及處理結(jié)果六、實驗體會或?qū)Ω倪M實驗的建議通過這次實驗我對用銀行家算法實現(xiàn)資源分配有了一定的熟悉，對銀行家算法的步驟和相關數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用法有了更深的理解，加深了解了死鎖產(chǎn)生的條件和原因。通過編程實現(xiàn)銀行家算法來預防死鎖，加深了對課堂上所授內(nèi)容的理解。在此實驗中為了便于檢驗算法正確與否，采取的數(shù)據(jù)為課本上所用到的數(shù)據(jù)，在程序中也可以手動輸入資源，并且所有數(shù)據(jù)都放在外部文件中，這樣就不用每次都需要輸入數(shù)據(jù)，減少了麻煩，同時也提高了程序的安全性，也提高了自己再次使用文件、寫文件的能力。七、參考資料《計算機操作系統(tǒng)》 南昌大學實驗報告（2）存儲管理的模擬實現(xiàn)學生姓名：學號：實驗類型：□驗證□綜合■設計□創(chuàng)新實驗日期：11.19,11.26,12.3實驗成績：一、實驗目的存儲管理的主要功能之一是合理地分配空間。請求頁式管理是一種常用的虛擬存儲管理技術(shù)。本實驗的目的是通過請求頁式存儲管理中頁面置換算法模擬設計，了解虛擬存儲技術(shù)的特點，掌握請求頁式管理的頁面置換算法。二、實驗內(nèi)容編程實現(xiàn)頁面置換算法，要求輸出頁面的置換過程，具體可以編程實現(xiàn)OPT、FIFO和LRU算法。三、實驗要求1、需寫出設計說明；2、設計實現(xiàn)代碼及說明3、運行結(jié)果；四、主要實驗步驟1、學習、理解好課本中頁式存儲管理中頁面置換算法的實例；2、根據(jù)課本中頁式存儲管理中頁面置換算法的描述，畫出程序流程圖；3、按照程序流程圖，用C語言編程并實現(xiàn)。4、上機運行編寫的程序，檢驗并且修正直至能夠得到正確的結(jié)果。流程圖C語言程序：

main()

{

intcunchufangwenyemian[4];/*存儲訪問的頁面*/

intcunchujisuanguocheng[3][4];/*存儲計算過程;*/

intcunchushifoumingzhong[4];/*存儲是否被命中*/

intlie,hang;/*循環(huán)變量列,行*/

intshifoumingzhong;/*在前一列的位置,沒有則為0;*/

intwenmenyemiangeshu=4;/*訪問頁面的個數(shù)*/

/*第一步，初始化*/

/*輸入訪問的頁面，存到存儲訪問的頁面的數(shù)組中*/

for(lie=0;lie<4;lie++)

{

printf("\n請輸入第%d個頁面:",lie);

scanf("%d",&cunchufangwenyemian[lie]);

}

/*初始化計算過程數(shù)組*/

for(lie=0;lie<4;lie++)

{

for(hang=0;hang<3;hang++)

{

cunchujisuanguocheng[hang][lie]=-1;

}

}

/*初始化是否沒有命中的數(shù)組*/

for(lie=0;lie<4;lie++)

{

cunchushifoumingzhong[lie]=0;

}

/*第二步，計算*/

/*察看是否命中*/

for

(wenmenyemiangeshu=0;wenmenyemiangeshu<4;wenmenyemiangeshu++)

{

/*對于某一列進行處理*/

lie=wenmenyemiangeshu;

if(lie==0)/*如果為第一列*/

{

cunchujisuanguocheng[0][lie]=cunchufangwenyemian[lie];

/*將頁面落下來*/

cunchushifoumingzhong[0]=0;

/*是否命中為0,不命中*/

}else

{/*如果不為第一列*/

shifoumingzhong=0;

/*假設沒命中*/

for(hang=0;hang<3;hang++)

{

if(

cunchujisuanguocheng[hang][lie-1]==cunchufangwenyemian[lie])

{

shifoumingzhong=hang+1;/*如果相同,則是否命中為命中的位置*/

}

}

cunchushifoumingzhong[lie]=shifoumingzhong;/*存儲命中位置*/

}

if(lie!=0)

{

if((shifoumingzhong!=0))/*是否命中*/

{/*如果命中，則不變*/

for(hang=0;hang<3;hang++)

{

cunchujisuanguocheng[hang][lie]=cunchujisuanguocheng[hang][lie-1];/*將上一列復制過來*/

}

}else

{/*如果沒有命中，則向下移一位，新的進來*/

for(hang=2;hang>0;hang--)

{

cunchujisuanguocheng[hang][lie]=cunchujisuanguocheng[hang-1][lie-1];/*將上一列逐個下移復制過來*/

}

cunchujisuanguocheng[0][lie]=cunchufangwenyemian[lie];/*最上面的等于新進來的*/

}

}

}

/*第三步，輸出*//*輸出訪問序列*/

for(lie=0;lie<4;lie++)

{

printf("%d

",cunchufangwenyemian[lie]);

}

printf("\n");/*輸出計算過程*/

for(hang=0;hang<3;hang++)

{

for(lie=0;lie<4;lie++)

{

printf("%d

",cunchujisuanguocheng[hang][lie]);

}

printf("\n");

}/*輸出是否命中*/

for(lie=0;lie<4;lie++)

{

printf("%d

",cunchushifoumingzhong[lie]);

}

}五、實驗數(shù)據(jù)及處理結(jié)果六、實驗體會或?qū)Ω倪M實驗的建議通過這次實驗，對請求頁式存儲管理中頁面置換算法有了一定的熟悉，對通過請求頁式存儲管理中頁面置換算法模擬設計有了更深的了解，對虛擬存儲技術(shù)的特點，請求頁式管理的頁面置換算法等有了更加深刻的了解。加深了對課堂上所講授的OPT、FIFO和LRU三種算法的理解。七、參考資料《計算機操作系統(tǒng)》南昌大學實驗報告（3）磁盤調(diào)度算法的模擬實現(xiàn)學生姓名：學號：專業(yè)班級：實驗類型：□驗證□綜合■設計□創(chuàng)新實驗日期：12.10,12.17,12.24實驗成績：一、實驗目的通過實驗加強對磁盤調(diào)度算法的理解和掌握。二、實驗內(nèi)容編寫程序?qū)崿F(xiàn)磁盤調(diào)度算法，具體可以編寫程序?qū)崿F(xiàn)FCFS算法、SSTF算法、SCAN算法和CSCAN算法之二。三、實驗要求1、需寫出設計說明；2、設計實現(xiàn)代碼及說明3、運行結(jié)果；四、主要實驗步驟1、學習、理解好課本中FCFS算法、SSTF算法、SCAN算法和CSCAN算法的實例；2、根據(jù)課本中FCFS算法、SSTF算法、SCAN算法和CSCAN算法的描述，畫出程序流程圖；3、按照程序流程圖，用C語言編程并實現(xiàn)。4、上機運行編寫的程序，檢驗并且修正直至能夠得到正確的結(jié)果。流程圖C語言程序：//

t1.cpp

:

定義控制臺應用程序的入口點。

#include

"stdafx.h"

#include"math.h"

#include"stdlib.h"

#include"string.h"

struct

Head

{

int

nPosition;

bool

bVisited;

};

void

Visit(struct

Head

*pHead)

{

printf("visite

cy:%d\n",pHead->nPosition);

pHead->bVisited=true;

}

int

ReadInputKeyboard(struct

Head

*pHead,int

*pCurrentPosition,int

nMaxNumber)

{

int

i;

printf("please

input

Current

position:");

scanf("%d",pCurrentPosition);

printf("please

input

will

visit

position:");

for(i=0;i<nMaxNumber;i++)

{

scanf("%d",&pHead[i].nPosition);

pHead[i].bVisited=false;

if(pHead[i].nPosition<0)

break;

}

return

i;

}

int

ReadInputFile(struct

Head

*pHead,int

*pCurrentPosition,int

nMaxNumber)

{

int

i;

char

szFileName[256],*q,*p,szTemp[20];

printf("please

input

filename:");

scanf("%s",szFileName);

FILE

*pFile=fopen(szFileName,"r");

if(pFile==NULL)

{

printf("open

file

%s

error",szFileName);

return

-1;

}

for(i=0;!feof(pFile)

&&i<nMaxNumber;)

{

p=szFileName;

fgets(p,256,pFile);

while(q=strchr(p,','))

{

memset(szTemp,0,sizeof(szTemp)*sizeof(char));

strncpy(szTemp,p,q-p);

p=q+1;

if(i==0)

*pCurrentPosition=atoi(szTemp);

else

{

pHead[i-1].nPosition=atoi(szTemp);

pHead[i-1].bVisited=false;

}

i++;

}

memset(szTemp,0,sizeof(szTemp)*sizeof(char));

pHead[i-1].nPosition=atoi(p);

pHead[i-1].bVisited=false;

//i++;

}

fclose(pFile);

return

i;

}

int

FifoVisit(int

nCurrentPosition,struct

Head

*pHead,int

nNumber)

{

//FCFS算法

int

nHaveVisited=0;

int

nMoveDistance=0;

int

i;

while(nHaveVisited<nNumber)

{

for(i=0;i<nNumber;i++)

{

if(pHead[i].bVisited)

continue;

Visit(&pHead[i]);

nHaveVisited++;

nMoveDistance+=abs(nCurrentPosition-pHead[i].nPosition);

nCurrentPosition=pHead[i].nPosition;

}

}

printf("the

sum

of

move

distance:%d\n",nMoveDistance);

return

nMoveDistance;

}

int

SsfoVisit(int

nCurrentPosition,struct

Head

*pHead,int

nNumber)

{

//

SSTF算法

int

nHaveVisited=0;

int

nMoveDistance=0;

int

nMinDistance=0;

int

nMinIndex=0;

int

i;

while(nHaveVisited<nNumber)

{

nMinDistance=0xffff;

nMinIndex=0;

//找最小值

for(i=0;i<nNumber;i++)

{

if(pHead[i].bVisited)

continue;

if(nMinDistance>abs(pHead[i].nPosition-nCurrentPosition))

{

nMinDistance=abs(pHead[i].nPosition-nCurrentPosition);

nMinIndex=i;

}

}

//訪問

Visit(&pHead[nMinIndex]);

nHaveVisited++;

nMoveDistance+=nMinDistance;

nCurrentPosition=pHead[nMinIndex].nPosition;

}

printf("the

sum

of

move

distance:%d\n",nMoveDistance);

return

nMoveDistance;

}

int

DtVisit(int

nCurrentPosition,bool

bOut,struct

Head

*pHead,int

nNumber)

{

//SCAN算法

int

nHaveVisited=0;

int

nMoveDistance=0;

int

nMinDistance=0;

int

nMinIndex=