《操作系统实验》指导书3-5次.doc

操作系统原理及应用实验指导书班 级： 计科11101-02指导老师： 梅 晓 勇时 间 2013年下学期实验三 作业调度 一. 实验目的：本实验要求用高级语言（C语言实验环境）编写和调试多个作业调度执行的模拟程序，了解作业调度在操作系统中的作用，以加深对作业调度算法的理解二. 实验要求分别模拟先来先服务（FCFS），最短作业优先（SJF）、优先级PN，轮转法（rr）、响应比高者优先（HRN）的调度算法。 （1）先来先服务算法：按照作业提交给系统的先后顺序来挑选作业，先提交的先被挑选。 （2）最短作业优先算法：是以进入系统的作业所提出的“执行时间”为标准，总是优先选取执行时间最短的作业。 （3）响应比高者优先算法：是在每次调度前都要计算所有被选作业（在后备队列中）的响应比，然后选择响应比最高的作业执行。三、实验重点掌握PV操作的互斥和同步问题；四、难点用多线程技术实现进程的互斥和同步五 .程序流程图:一.先来先服务算法代替 二.最短作业优先算法代替 三.高响应比算法六源程序:（略） 七.实验结果分析1模拟执行各个调度算法，并记录下相应的运行过程。2. 分析每种算法的调度策略，并比较各个算法的优缺点。八、实验学时：3学时实验四 虚拟存储管理一 实验目的存储管理的主要功能之一是合理地分配空间。请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。本实验的目的是通过请求页式管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换算法。二 实验内容（1） 通过计算不同算法的命中率比较算法的优劣。同时也考虑了用户内存容量对命中率的影响。页面失效次数为每次访问相应指令时，该指令所对应的页不在内存中的次数。在本实验中，假定页面大小为1k，用户虚存容量为32k，用户内存容量为4页到32页。（2） produce_addstream通过随机数产生一个指令序列，共320条指令。A、 指令的地址按下述原则生成：1） 50%的指令是顺序执行的2） 25%的指令是均匀分布在前地址部分3） 25%的指令是均匀分布在后地址部分B、 具体的实施方法是：1） 在0，319的指令地址之间随机选取一起点m；2） 顺序执行一条指令，即执行地址为m+1的指令；3） 在前地址0，m+1中随机选取一条指令并执行，该指令的地址为m；4） 顺序执行一条指令，地址为m+1的指令5） 在后地址m+2，319中随机选取一条指令并执行；6） 重复上述步骤1）5），直到执行320次指令C、 将指令序列变换称为页地址流在用户虚存中，按每k存放10条指令排列虚存地址，即320条指令在虚存中的存放方式为：第0条第9条指令为第0页（对应虚存地址为0，9）；第10条第19条指令为第1页（对应虚存地址为10，19）；。第310条第319条指令为第31页（对应虚存地址为310，319）；按以上方式，用户指令可组成32页。（3） 计算并输出下属算法在不同内存容量下的命中率。1） 先进先出的算法（FIFO）；2） 最近最少使用算法（LRU）；三、实验重点掌握PV操作的互斥和同步问题；四、难点用多线程技术实现进程的互斥和同步开 始生成地址流输入算法号S1S4形成地址页号用户内存空间msize=2Msize32 OPT()FIFO()LRU()LFU()Msize加1S=? 是否用其他算法继续结 束NY1234YN提示出错，重新输入五、系统框图六页面置换算法程序代码：（略）七 操作说明运行程序前先新建一个页面流文件文件（例如a.txt），在文件中存储的是一系列页号（页号用整数表示，用空格作为分隔符），用来模拟程序执行时的页访问次序。八 结果分析1. 对于如下的页面访问序列； 1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5 当内存页面数分别为2、3、4、5时，使用FIFO和LRU置换算法模拟页面调度，并记录实验结果。2.比较FIFO和LRU置换算法的优缺点。九、实验学时：3学时实验五 磁盘调度一、 实验目的：磁盘是高速、大容量、旋转型、可直接存取的存储设备。它作为计算机系统的辅助存储器，担负着繁重的输入输出工作，在现代计算机系统中往往同时会有若干个要求访问磁盘的输入输出要求。系统可采用一种策略，尽可能按最佳次序执行访问磁盘的请求。由于磁盘访问时间主要受寻道时间T的影响，为此需要采用合适的寻道算法，以降低寻道时间。本实验要求模拟设计一个磁盘调度程序，观察调度程序的动态运行过程。通过实验来理解和掌握磁盘调度的职能。二、 实验内容：分别模拟如下电梯调度算法，对磁盘进行移臂操作：l 先来先服务算法l 最短寻道优先算法l 电梯算法三、 实验要求：1、 假设磁盘只有一个盘面，并且磁盘是可移动头磁盘。2、 磁盘是可供多个进程共享的存储设备，但一个磁盘每个时刻只能为一个进程服务。当有进程在访问某个磁盘时，其它想访问该磁盘的进程必须等待，直到磁盘一次工作结束。当有多个进程提出输入输出请求而处于等待状态时，可用磁盘调度算法从若干个等待访问者中选择一个进程，让它访问磁盘。为此设置“驱动调度”进程。3、 由于磁盘与处理器是并行工作的，所以当磁盘在为一个进程服务时，占有处理器的其它进程可以提出使用磁盘（这里我们只要求访问磁道），即动态申请访问磁道，为此设置“接受请求”进程。4、 为了模拟以上两个进程的执行，可以考虑使用随机数来确定二者的允许顺序，参考程序流程图。5、 “接受请求”进程建立一张“进程请求I/O”表，指出等待访问磁盘的进程要求访问的磁道，表的格式如下：进程名要求访问的磁道号6、 磁盘调度的功能是查“请求I/O”表，当有等待访问的进程时，按磁盘调度算法从中选择一个等待访问的进程，按其指定的要求访问磁道。流程图中的“初始化”工作包括：初始化“请求I/O”表，设置当前移臂方向；当前磁道号。并且假设程序运行前“请求I/O”表中已有若干进程（48个）申请访问相应磁道。三、实验重点掌握文件读取和控制问题；四、难点用多线程技术实现进程的互斥和同步五、程序流程图：开始初始化磁盘调度随机数1/2继续？接受请求输入在0，1区间内的随机数结束六参考程序代码：（略）七实验结果分析1. 假