2024年操作系统实验报告-包括实验内容

实验报告试验課程：计算机操作系统學生姓名：學号：专业班级：電气Ⅲ类班12月15曰目录试验一编程实現银行家安全算法…………3试验二存储管理的模拟实現……………6试验三磁盘调度算法的模拟实現………15 南昌大學试验汇报（1）编程实現银行家安全算法學生姓名：學号：专业班级：试验类型：□验证□综合■设计□创新试验曰期：10.25,11.1试验成绩：一、试验目的通過试验加强對银行家安全算法的理解和掌握。二、试验内容熟悉防止死锁发生的措施，死锁与安全序列的关系，编程实現银行家算法，规定输出進程的安全序列。三、试验规定1、需写出设计阐明；2、设计实現代码及阐明3、运行成果；四、重要试验环节根据试验规定设计本次试验流程图，并根据试验流程图编写出试验程序。上机运用C語言進行程序输入，并進行程序检查，找出编程錯误，直到程序运行成功為止。分析本次试验所获得的收获。五、试验数据及处理成果六、试验体會或對改善试验的提议程序基本实現了银行家算法的功能，并在其基础上考虑了输出显示的格式的美观性、输入錯误规定重新输入等几种方面，尽量的使程序完整某些。這段程序算是三個试验中最困难最复杂的一种，由于能力有限，因此在紧张的的编写和调试過程中碰到了許多的問題，通過查询资料、翻阅書本、向同學請教、多次调试等措施逐渐处理了大部分問題，编写的過程中也有比较某些算法的优劣性，找出比很好的算法，收获非常大。七、参照资料《计算机操作系统》汤子瀛等

西安電子科技大學出版社 南昌大學试验汇报（2）存储管理的模拟实現學生姓名：學号：专业班级：试验类型：□验证□综合■设计□创新试验曰期：11.8,11.15,11.22试验成绩：一、试验目的存储管理的重要功能之一是合理地分派空间。祈求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。本试验的目的是通過祈求页式存储管理中页面置换算法模拟设计，理解虚拟存储技术的特點，掌握祈求页式管理的页面置换算法。二、试验内容编程实現页面置换算法，规定输出页面的置换過程，详细可以编程实現OPT、FIFO和LRU算法。三、试验规定1、需写出设计阐明；2、设计实現代码及阐明3、运行成果；四、重要试验环节根据试验规定设计出程序图。根据程序图编写出试验程序。上机進行程序调试，并找出錯误，直至程序通過。分析本次试验所得到的收获。五、试验数据及处理成果#include<stdio.h>#include<malloc.h>#include<stdlib.h>#include<time.h>#defineoverflow-2#definenull0#definecodenum220//指令数#definepagenum20//页数intn=pagenum,m=3;//n為提供的页流数,m為顾客可用的物理块数typedefstructlink{ intdata; intsign;//访問位 structlink*next; structlink*rear;//總是指向链表的最终一种元素}qnode,*qlink;voidmenu(int*str);int*creatstr()//创立页流，并保留在str[n]中{ int*str; time_tt;int count=0,m1,m2,m3; str=(int*)malloc(sizeof(int)*(pagenum+10)); if(!str)exit(overflow); srand((unsigned)time(&t)); while(count<=pagenum) { m1=rand()%codenum; str[++count]=m1/10; //str[++count]=(m1+1)/10; m2=rand()%(m1+1); str[++count]=m2/10; //str[++count]=(m2+1)/10; m3=(codenum-1)-rand()%(m1+2); str[++count]=m3/10; //str[++count]=(m3+1)/10; } returnstr;}//*********************************FIFO算法**********************int**initstring()//初始化保留每個页面進行時的成果的二维数组a[n][m]{ int**a,i,j; a=(int**)malloc(sizeof(int*)*(n+1)); if(!a)exit(overflow); for(i=0;i<=n;i++) { a[i]=(int*)malloc(sizeof(int)*(m+1)); if(!a[i])exit(overflow); } for(i=1;i<=n;i++)//初始化保留成果的数组，使得一開始都為空 for(j=1;j<=m;j++) a[i][j]=-1; returna;}voidprintresult(int**a,int*str){ inti,j; printf("****************************theordersofpages***********************\n"); for(i=1;i<=n;i++) printf("%3d",str[i]); putchar('\n'); for(i=1;i<=m;i++) { for(j=1;j<=n;j++) { if(a[j][i]==-1)printf(""); elseprintf("%3d",a[j][i]); } putchar('\n'); } putchar('\n');} intsearch(int*b,intx){//從物理块中找目前要执行的页面与否已經存在内存中,找到返回1 inti; for(i=1;i<=m;i++) if(b[i]==x)returni; return0;}voidfifo(int*str)//先進先出置换算法{ inti,j=0,flag,k; int**a; intcount=0;//用来计算缺页次数的 a=initstring(); for(i=1;i<=n;i++) { flag=search(a[i],str[i]); //假如没有找到，状况一是没有满，二是當物理块满了就得置换 if(!flag)count++; if(!flag) a[i][j++%m+1]=str[i]; //else假如找到什么也不做 if(i!=n) for(k=1;k<=m;k++) a[i+1][k]=a[i][k]; } printresult(a,str);//输出成果; printf("shortofpages:%d\n",count);}//***********************************LRU算法************************qlinkinitlink(){ //初始化链表，其有M個节點，即可以寄存m個页面 qlinkl,q,s; inti; l=(qlink)malloc(sizeof(qnode)); if(!l)exit(overflow); q=l; for(i=1;i<=m;i++) { s=(qlink)malloc(sizeof(qnode)); if(!s)exit(overflow); s->data=-1; q->next=s; q=s; } l->rear=q;//指向尾部,以便操作 l->rear->next=null; returnl;}qlinklsearch(int**a,qlinkl,intx,int*pagnum){ qlinkstatick=l;//k->next一直指向下一种空的物理块 qlinkq=l,temp,p; intflag=0,tempx,findid,j,reardata,flag2=0; intstatici=1; intstatick1=m; intstaticcount=0;//用来计算缺页数 reardata=l->rear->data; while(q->next) { temp=q; q=q->next; if(q->data==x)//假如新来的页面内存中已經有,则将它压入栈顶,即链表的最终一位 if(q!=l->rear)//假如找到的不是最终一种节點 {//這個循环仅仅在已满的环境下有用 if(l->rear->data==-1){flag=1;break;}//假如没有满且新的页面已存在内存中 temp->next=q->next; l->rear->next=q; q->next=null; l->rear=q; flag2=2; } //else假如已存在的页面在链尾,则不動 }//endwhile if(flag2!=2) { //状况一物理块未填满，状况二满了要置换新的 if(l->rear->data==-1)//物理块没有放满 { if(flag)//新的页面已存在内存中 { temp->next=q->next; q->next=k->next; k->next=q; k=k->next; } else{k=k->next;k->data=x;count++;} } else//假如满了，且新来的页面在内存中也没有,就置换出栈底的元素，即近来最久的 { tempx=l->next->data; l->next->data=x; l->rear->next=l->next; l->rear=l->next; l->next=l->next->next; l->rear->next=null; count++; } }//endifflag2 if(reardata==-1)//當内存中没有满的時候 { //printf("i1=%d\n",i); if(!flag)//假如页本来没有在内存中 for(p=l->next,j=1;j<=m;j++,p=p->next)//将栈的状态保留到二维数组中 a[i][j]=p->data; elseif(flag)//假如已經在内存中裏 { if(i!=n) for(j=1;j<=m;j++) a[i+1][j]=a[i][j]; } }//endif else//假如满了 { if(i<=n) { //printf("i2=%d\n",i); for(j=1;j<=m;j++) a[i][j]=a[i-1][j]; findid=search(a[i],tempx); /*if(findid)*/a[i][findid]=x; } }//endelsei++; *pagnum=count; returnl;}voidlru(int*str){//实現措施：栈 int**a; inti; intcount=0; qlinkl; //其中第一种节點是最久的，而最终一种节點總是最新的 l=initlink(); //初始化特殊的栈a=initstring();//初始化保留成果的二维数组 for(i=1;i<=n;i++) l=lsearch(a,l,str[i],&count);//查找并处理 printresult(a,str); printf("shortofpages:%d\n",count);}//************************clock置换算法**************************intrsearch(qlinkr,intx)//在循环队列中查找，即在内存中找页面与否已存在{ inti; qlinkp; for(p=r->next,i=1;i<=m;i++,p=p->next) if(x==p->data)return1; return0;}voidnru(int*str){ int**a; intflag,i,j; intcount=0; qlinkpt,r,p; r=initlink(); a=initstring(); r->rear->next=r->next;//形成循环队列 pt=r->next; for(i=1;i<=n;i++) { flag=rsearch(r,str[i]); if(!flag)count++; if(!flag)//假如没有找到 { if(r->rear->data==-1)//假如没有满 { pt->data=str[i]; pt->sign=1; pt=pt->next; } else//假如满了 { while(pt->sign!=0) {//找第一种访問位為0的页 pt->sign=0; pt=pt->next; } pt->data=str[i];//置换 pt->sign=1; }//endelse }//endif(!flag) //else假如已存在内存中，就保持不動 for(p=r->next,j=1;j<=m;j++,p=p->next) a[i][j]=p->data; }//endfor printresult(a,str); printf("shortofpages:%d\n",count);}//****************主函数*****************voidmenu(int*str){ intco; printf("1.FIFO\n"); printf("2.LRU\n"); printf("3.LFU\n"); printf("4.NRU\n"); printf("5.exit\n"); printf("choose(1--5):"); scanf("%d",&co); switch(co) { case1:fifo(str);break; case2:lru(str);break; case3:lru(str);break; case4:nru(str);break; case5:exit(-1);break; }}intmain(){ //intstr[]={-1,7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1};//页流 //clrscr();int*str=creatstr();//用随机措施创立页流 //intstr[]={-1,4,7,0,7,1,0,1,2,1,2}; menu(str);}六、试验体會或對改善试验的提议通過本次課程设计,加深了對操作系统的认识,理解了操作系统中多种资源分派算法的实現,尤其是對虚拟存储,页面置换有了深入的理解,并可以用高级語言進行模拟演示。通過查阅有关资料對OPT、FIFO和LRU算法有了一定的理解，基本掌握了C語言编写的基本措施三种页面置换算法的比较，OPT、FIFO和LRU算法，對页面置换有更深一层的理解。使我對操作系统尤其是页面置换這一部分的认识有了很大的加深。七、参照资料《计算机操作系统》汤子瀛等

西安電子科技大學出版社 南昌大學试验汇报（3）磁盘调度算法的模拟实現學生