操作系统实验er

1、操作系统实验指导书淮阴工学院 计算机科学与工程学院2014.9目 录实验一 熟悉Windows2000/XP中的进程和线程实验二 编程实现进程的控制实验三 Windows中的线程与线程同步现象实验四 操作系统中的经典线程同步问题实验五 死锁避免银行家算法的实现实验六 Windows内存管理实验七 分页内存管理算法模拟实验八 页面置换算法的模拟实现实验九 磁盘调度中的电梯调度算法实现实验十 Windows中的消息机制实验一 熟悉Windows2000/XP中的进程和线程一、实验目的1、熟悉Windows2000/XP中任务管理器的使用。2、通过任务管理器识别操作系统中的进程和线程的相关信息。 3

2、、掌握利用spy+.exe来察看Windows中各个任务的更详细信息。二、实验理论基础及教材对应关系1、实验理论基础：（1） 操作系统中的进程和线程的概念；（2） 进程PCB的各项指标含意；2、本实验内容主要对应于教材第2章。三、实验内容与步骤1、 启动操作系统自带的任务管理器：方法：直接按组合键Ctrl+Alt+Del，或者是在点击任务条上的“开始”“运行”，并输入“taskmgr.exe”。如下图所示：2、 调整任务管理器的“查看”中的相关设置，显示关于进程的以下各项信息，并完成下表（填满即可）：表一：统计进程的各项主要信息序号进程名称进程ID线程数量占用内存优先级占CPU时间虚拟内存1A

3、crobat.exe3744685064k标准0：00：0099828k2WINWORD.EXE3272847180K标准0：00：2481224k3Taskmgr.exe263635348k高0：00：022136k4Csrss.exe756128856k高0：00：022164k5Vmount2.exe103235756k标准0：00：003504k6MATLAB.exe3281356772k标准0：00：0166580k7Sqlservr.exe284261128k标准0：00：0053308k8System483300k标准0：00：0428k3、 从桌面启动办公软件“Word”，在任

4、务管理器中找到该软件的登记，并将其结束掉。再从任务管理器中分别找到下列程序：winlogon.exe、lsass.exe、csrss.exe、smss.exe，试着结束它们，观察到的反应是 任务管理器无法结束进程 ，原因是 该进程是关键系统进程 。4、 在任务管理器中找到进程“explorer.exe”，将之结束掉，并将桌面上你打开的所有窗口最小化，看看你的计算机系统起来什么样的变化 桌面上的图标都不见了，Windows图形界面无法使用，电脑只剩下一张壁纸 、得到的结论是 explorer.exe进程用于管理Windows的图形界面，包括开始菜单、任务栏、桌面和文件管理，对系统的稳定性有很大帮

5、助。 （说出explorer.exe进程的作用）。5、运行“spy+.exe”应用软件，点击按钮“”，切换到进程显示栏上，查看进程“explorer.exe”的各项信息，并填写下表：表二：统计线程的各项信息进程：explorer.exe 中的各个线程序号进程ID线程ID基本优先级当前优先级CPU时间上下文开关1E8EC8100:00:00.43796642E8F48100:00:00.0001213E8FC9130:00:01.3284E88100:00:00.00085E88100:00:00.000186E88100:00:00.00011507E8C48100:00:00.0787113

6、8E8D015150:00:00.000129E8E88110:00:00.156387610E800000AC48100:00:00.0006211E800000D648100:00:00.000431213146、注意某些线程前有“”，如图所示：，说明二者之间的差异是 有无子进程，“+”表示有子进程 。四、实验材料的提交与成绩评定1、本实验的实验报告一份（电子版或纸质版一份，具体形式由任课教师确定，格式参考学院统一实验报告）2、实验源程序一份，请表明题号（电子版）备注：做下一次实验之时提交上一次实验的材料，由各班学习委员以班为单位收集并上交任课教师。3、实验成绩总分为10分，由指导老师根据

7、学生实验表现和实验材料进行评定，本门课程结束后实验平均成绩（实验总成绩/实验次数）按照10的比例记入期末考试总成绩。实验二 编程实现进程的控制一、实验目的1、进一步掌握进程的相关概念2、掌握Windows2000/XP有关进程操作的API函数的使用。3、了解进程的地址空间的含义。二、实验理论基础及教材对应关系1、实验理论基础：（1）操作系统中的进程和线程的概念；（2）进程的各种控制；2、本实验内容主要对应于教材第2章和第3章的内容。三、实验内容与步骤1、启动应用程序“Process Information.exe”，应出现下面的界面：2、依次改变上图中“下拉组合框”的选项，读出界面中显示的各项

8、信息，并完成下表（填满即可）：（统计中要包含winlogon.exe、lsass.exe、csrss.exe、smss.exe等应用程序）表一：统计进程的一些信息序号进程名称进程ID父进程ID优先级线程数Heaps数量模块数量1winlogon.exe516高32lsass.exe580普通83csrss.exe428AC普通94csrss.exe468D4普通125smss.exe272普通26Spoolsv.exe1316普通127Devenv.exe5900C普通218Lsm.exe588C普通103、从上表中观察“进程ID”和“父进程ID”两栏，总结并画出下列程序间的亲缘关系：winl

9、ogon.exe、lsass.exe、csrss.exe、smss.exe。4、打开“ProcessInfo”工程文件，打开文件“ProcessInfo.cpp”，找到函数：CreateProcess（）的使用方法。按下列步骤建立一个工程项目，将记事本应用程序运行起来，即创建了一个新的进程。步骤1、创建一个基于MFC的应用程序。步骤2、在应用程序类型中选取“基于对话框”的选项。步骤3、直接点击完成，系统将为你创建一个工程项目。步骤4、然后在“资源视图”中，打开对话框“IDD_MY_DIALOG”，将出现以下对话框：步骤5、打开界面上的“工具箱”，放置一个“按钮”，如下图：步骤6、双击上面的“B

10、utton1”按钮，切换到代码的编写处：输入以下语句：步骤7、编译并运行此工程项目，看看运行的结果。四、实验材料的提交与成绩评定1、本实验的实验报告一份（电子版或纸质版一份，具体形式由任课教师确定，格式参考学院统一实验报告）2、实验源程序一份，请表明题号（电子版）备注：做下一次实验之时提交上一次实验的材料，由各班学习委员以班为单位收集并上交任课教师。3、实验成绩总分为10分，由指导老师根据学生实验表现和实验材料进行评定，本门课程结束后实验平均成绩（实验总成绩/实验次数）按照10的比例记入期末考试总成绩。实验三 Windows中的线程与线程同步现象一、实验目的1、掌握Windows中线程的操作。

11、2、熟悉线程不同步时的现象及环境因素。3、掌握一种同步对象的使用。二、实验理论基础及教材对应关系1、线程和线程不同步的认识。2、线程间的同步和通信。3、本实验内容主要对应于教材第2章中关于线程的各节。三、实验内容与步骤1、定义全局变量 int i = 0; 初始值置为 0。2、创建两个线程，一个对 i 执行加 1 操作，另一个对 i 执行减 1 操作。两个线程执行相同的次数。显然，正常情况下，i 的仍然保持为 0。#include #include #define MaxCount / 循环次数要很大，可多次尝试一些值DWORD _stdcall fun1( LPVOID p1)for( in

12、t j =0 ;j MaxCount;j+)i+;return 0;DWORD _stdcall fun2( LPVOID p1)for( int j =0 ;j MaxCount;j+)i-;return 0;3、观察两个线程执行后的情况，可以发觉最后 i 的值不一定是 0， 有时是很大的正数，有时是很大的负数，这就是多个线程在操作同一个变量 i时，未同步时带来的严重问题。 还应该了解，在多个线程操作共享的变量时，才需要考虑同步问题。5、 给这两个线程加上同步代码，再来观察对 i 值的影响。步骤2的函数稍微改动即可：CRITICAL_SECTION cs;DWORD _stdcall fun

13、1( LPVOID p1)for( int j =0 ;j MaxCount;j+):EnterCriticalSection(&cs);i+;:LeaveCriticalSection(&cs);DWORD _stdcall fun2( LPVOID p1)for( int j =0 ;j = RequestMatrixk0& AvailResource1 = RequestMatrixk1& AvailResource2 = RequestMatrixk2& AvailResource3 = RequestMatrixk3)/若资源能使进程ProcessID结束 for(int i=0;i

14、22 = (unsigned int)PysicalMemAddrPT1;/ 将第1 个页表的地址填入页目录表中p = (unsigned int *)PysicalMemAddrPT1;/ p 指向第1 个页表p(FirstLinearAddr+4096*IDT)12 & 0x3FF = (unsigned int)PysicalMemAddrIDT;/ 将 IDT 页的起始地址填入页表p(FirstLinearAddr+4096*TSS)12 & 0x3FF = (unsigned int)PysicalMemAddrTSS;/ 将 TSS 页的起始地址填入页表p(FirstLinearA

15、ddr+4096*GDT)12 & 0x3FF = (unsigned int)PysicalMemAddrGDT;/ 将 GDT 页的起始地址填入页表p(FirstLinearAddr+4096*PDT)12 & 0x3FF = (unsigned int)PysicalMemAddrPDT;/ 将 PDT 页的起始地址填入页表p(FirstLinearAddr+4096*PT1)12 & 0x3FF = (unsigned int)PysicalMemAddrPT1;/ 将 PT1 页的起始地址填入页表p(FirstLinearAddr+4096*PT2)12 & 0x3FF = (uns

16、igned int)PysicalMemAddrPT2;/ 将 PT2 页的起始地址填入页表p(FirstLinearAddr+4096*PT3)12 & 0x3FF = (unsigned int)PysicalMemAddrPT3;/ 将 PT3 页的起始地址填入页表p(FirstLinearAddr+4096*PT4)12 & 0x3FF = (unsigned int)PysicalMemAddrPT4;/ 将 PT4 页的起始地址填入页表3、虚拟地址到物理地址的变换linear = 0xC;p = (unsigned int *)PysicalMemAddrPDT;/ p 指向页目录

17、表pTable = (unsigned int *)plinear22;/ pTable 指向页表pChar = (char *)pTablelinear12 & 0x3FF;/ pChar 指向物理内存printf(Linear: 0x%X is in %sn,linear,pChar);自行变换线性地址：CH、CH四、实验材料的提交与成绩评定1、本实验的实验报告一份（电子版或纸质版一份，具体形式由任课教师确定，格式参考学院统一实验报告）2、实验源程序一份，请表明题号（电子版）备注：做下一次实验之时提交上一次实验的材料，由各班学习委员以班为单位收集并上交任课教师。3、实验成绩总分为10分，由

18、指导老师根据学生实验表现和实验材料进行评定，本门课程结束后实验平均成绩（实验总成绩/实验次数）按照10的比例记入期末考试总成绩。实验八 页面置换算法的模拟实现一、实验目的1、熟悉基本分页存储管理。2、掌握FIFO页面置换算法。 3、掌握LRU页面置换算法。二、实验理论基础及教材对应关系1、操作系统中内存管理。2、基本分页内存、分段内存管理。3、常用页面置换算法的实现。三、实验内容与步骤1、定义相关数据#define InitPysiBlocks 4#define MaxPages 16：unsigned int PysicalBlocksInitPysiBlocks = 0 ;unsigned

19、 int PageSequence30 = 1,2,3,6,4,7,3,2,1,4,7,5,6,5,2,1;2、按照教材中FIFO、LRU算法描述进行算法设计unsigned FIFO(unsigned *py,unsigned *pg)unsigned LRU(unsigned *py,unsigned *pg)3、查看运行结果是否与手工计算一致。四、实验材料的提交与成绩评定1、本实验的实验报告一份（电子版或纸质版一份，具体形式由任课教师确定，格式参考学院统一实验报告）2、实验源程序一份，请表明题号（电子版）备注：做下一次实验之时提交上一次实验的材料，由各班学习委员以班为单位收集并上交任课教

20、师。3、实验成绩总分为10分，由指导老师根据学生实验表现和实验材料进行评定，本门课程结束后实验平均成绩（实验总成绩/实验次数）按照10的比例记入期末考试总成绩。实验九 磁盘调度中的电梯调度算法实现一、实验目的1、掌握操作系统中I/O管理。2、理解磁盘的工作原理与各种调用算法。 3、掌握SCAN（电梯调度）算法的实现。二、实验理论基础及教材对应关系1、操作系统中IO管理。2、操作系统的磁盘调度算法。三、实验内容与步骤1、参照教材第5章第6节的相关描述和图5-27的具体数据，进行算法设计并验证是否与手工计算相一致。 其余步骤前述实验（略）。四、实验材料的提交与成绩评定1、本实验的实验报告一份（电子

21、版或纸质版一份，具体形式由任课教师确定，格式参考学院统一实验报告）2、实验源程序一份，请表明题号（电子版）备注：做下一次实验之时提交上一次实验的材料，由各班学习委员以班为单位收集并上交任课教师。3、实验成绩总分为10分，由指导老师根据学生实验表现和实验材料进行评定，本门课程结束后实验平均成绩（实验总成绩/实验次数）按照10的比例记入期末考试总成绩。实验十 Windows中的消息机制一、实验目的1、掌握操作系统中消息的概念。2、理解消息机制的实现。 3、掌握Windows中消息的操作函数。二、实验理论基础及教材对应关系1、操作系统中消息的概念和作用。2、操作系统的内存管理。3、本实验内容主要对应于教材第2、3、4章。三、实验内容与步骤1、通过应用程序观察消息在进程中的传递，同时运行两个“CopyData.exe”应用程序，下面界面所示：图1、进程 A 的运行界面图2、进程 B 的运行界面2、点击进程A的“Send Data1to o