14-15-2操作系统原理实验报告(计131、132)(新)

1、操作系统原理实验报告 2014-2015学年 第2学期操作系统原理实验报告学 院： 信息与电子工程学院 专 业： 计算机科学与技术 班 级： 计算机130班 学 号： 1130299000 姓 名： 某某某 浙江科技学院2014-2015学年 第2学期实验1 进程管理一、实验目的1. 弄清进程和程序的区别，加深对进程概念的理解。2. 了解并发进程的执行过程，进一步认识并发执行的实质。3. 掌握解决进程互斥使用资源的方法。二、实验内容1. 管道通信使用系统调用pipe( )建立一个管道，然后使用系统调用fork( )创建2个子进程p1和p2。这2个子进程分别向管道中写入字符串：“Child pr

2、ocess p1 is sending message！”和“Child process p2 is sending message！”，而父进程则从管道中读出来自两个子进程的信息，并显示在屏幕上。2. 软中断通信使用系统调用fork( )创建2个子进程p1和p2，在父进程中使用系统调用signal( )捕捉来自键盘上的软中断信号SIGINT(即按Ctrl-C)，当捕捉到软中断信号SIGINT后，父进程使用系统调用kill( )分别向2个子进程发出软中断信号SIGUSR1和SIGUSR2，子进程捕捉到信号后分别输出信息“Child process p1 is killed by parent！

3、”和“Child process p2 is killed by parent！”后终止。而父进程等待2个子进程终止后，输出信息“Parent process is killed！”后终止。三、实验要求1. 根据实验内容编写C程序。2. 上机调试程序。3. 记录并分析程序运行结果。四、程序说明和程序流程图五、程序代码六、程序运行结果及分析实验2 线程管理一、实验目的1. 弄清线程与进程的区别，加深对线程概念的理解。2. 了解并发线程的调度和执行过程，进一步理解线程同步机制。3. 掌握多线程编程的基本方法。二、实验内容生产者与消费者问题(Producer-consumer problem)，或称

4、有限缓冲区问题(Bounded-buffer problem)，是一个多线程/进程同步问题的经典案例。该问题描述了共享固定大小缓冲区的两类线程：即“生产者”线程和“消费者”线程在实际运行时会发生的问题。生产者的主要作用是生成一定量的数据(产品)放入缓冲区中，然后重复此过程。与此同时，消费者从缓冲区中取出数据并消耗。解决该问题的关键是如何保证生产者不会在缓冲区满时放入数据，而消费者也不会在缓冲区中空时消耗数据。使用POSIX thread库函数pthread_create创建若干个(至少2个)生产者线程和1个或若干个消费者线程，利用POSIX线程同步机制互斥锁和条件变量实现生产者线程和消费者线程

5、的同步。三、实验要求1. 根据实验内容编写C程序。2. 上机调试程序。3. 记录并分析程序运行结果。四、程序说明和程序流程图五、程序代码六、程序运行结果及分析实验3 进程通信一、实验目的1. 了解进程间通信IPC的三种方式：消息队列、共享内存和信号量。2. 掌握使用消息队列进行进程间通信的有关系统调用和编程方法。3. 掌握使用共享内存进行进程间通信的有关系统调用和编程方法。二、实验内容1. 消息队列使用系统调用msgget( )、msgsnd( )、msgrcv( )和msgctl( )，用消息队列机制实现客户进程和服务器进程间的通信。客户进程首先建立一个描述符为msgqid的消息队列，接着向

6、服务器进程发送一个消息正文为自己的进程标识pid且类型为1的消息，然后接收来自服务器进程的消息，并在屏幕上显示：“Client receives a message from xxxx！”，其中“xxxx”为服务器进程的进程标识。服务器进程首先捕捉软中断信号(除不能捕捉的SIGKILL)，若捕捉到时则调用函数cleanup( )删除消息队列，终止服务器进程。否则重复下列操作：接收所有类型为1的消息，并在屏幕上显示：“Server receives a message from xxxx！”，其中“xxxx”为客户进程的进程标识；然后服务器进程将客户进程的进程标识作为返回消息的类型，而将自己的进

7、程标识作为消息正文发送给客户进程。2. 共享内存使用系统调用shmget( )、shmat( )和shmctl( )，用共享内存机制实现进程间的通信。其中一个进程向共享内存中写入数据，另一个进程从共享内存中读出数据并显示在屏幕上。三、实验要求1. 根据实验内容编写C程序。2. 上机调试程序。3. 记录并分析程序运行结果。四、程序说明和程序流程图五、程序代码六、程序运行结果及分析实验4 存储管理一、实验目的1. 了解虚拟存储管理技术的原理与特点。2. 掌握请求页式存储管理的页面置换算法。二、实验内容1. 通过随机数产生一个指令序列，共320条指令。指令的地址按下述原则生成：(1) 50%的指令是

8、顺序执行的；(2) 25%的指令均匀分布在前地址部分；(3) 25%的指令均匀分布在后地址部分。实现方法：(1) 在0，319的指令地址中随机选取一起点s；(2) 执行指令s；(3) 顺序执行一条指令，即执行地址为s+1的指令；(4) 在前地址0，s中随机选取一条地址为m的指令执行；(5) 顺序执行一条指令，即执行地址为m+1的指令；(6) 在后地址m+2，319中随机选取一条指令s；(7) 重复(2)(6)，直到执行320次指令。2. 将指令序列变换为页地址流，设：(1) 页面大小为1K；(2) 用户内存容量为432页面(page frame)；(3) 用户虚存容量为32K(即32页)。若10条指令为1页，则320条指令在虚存中的存放方式为：第0页(虚存地址0，9)第0条第9条指令；第1页(虚存地址10，19)第10条第19条指令； 第31页(虚存地址310，319)第310条第319条指令。3. 计算并输出下列算法在不同内存容量下的命中率(命中率=1-缺页率)。(1) FIFOFirst In First Out Page Replacement Algorithm(2) L