操作系统实验指导书

《操作系统》实验指导书

实验在教学培养计划中地位、作用：

《操作系统》是计算机科学与技术及相关专业的专业课，其内容原理性实践性较强，该特点决定了本课程的实验应以掌握操作系统原理为基础，开展相关的验证和设计实验。因此，基于上述要求本实验课程拟对学生进行如下训练：

1.加深学生对操作系统涉及的概念、算法、数据结构的理解； 2.在原理验证的基础上开展适当的综合设计实验； 3.培养系统程序设计的能力。

实验一 进程管理（2学时）

1、实验目的：

通过本实验，掌握进程的有关概念，理解进程在生命周期各状态中的切换和管理过程。 2、实验内容：

（1）定义进程控制块（PCB）数据结构中的适当项目内容，以便记载和查询进程运行过程中所需的

重要信息， （2）模拟实现进程创建、进程撤销、进程阻塞、进程挂起等进程运行过程，并将相关状态记录到PCB

中，（PCB定义时应考虑到进程后续活动的查询之需）；

实验二 进程的通信 （2学时）

1、实验目的：

通过本实验，掌握进程通信的基本原理和思想，理解进程通信过程中需要考虑的因素和实现方法。 2、实验内容：

模拟实现两个进程的通信，将一个进程创建的消息内容挂到另一个进程的消息队列上，然后，后一个进程在适当的时候从消息队列上摘下有关内容并复制到本进程的相关内存空间中使用；利用信号量机制模拟生产者进程和消费者进程之间的同步控制或对某一临界资源实现互斥访问。

实验三 存储器的换入换出管理模拟 （2学时）

1、实验目的：

通过本实验，掌握存储器管理中进程在内存中的使用情况，并根据内存中进程的实际情况将暂不执行的进程换出到外存，或在内存使用宽松的情况下换入已经具备条件的被挂起的进程。 2、实验内容：

模拟实现进程在内存和外存间的调入调出（即“换入”和“换出”操作，用相关算法实现，例如

考虑在外存的驻留时间和动态优先级因素、未来需求等情况，运用相关调度算法）；模拟对内存空间中的小的零散空间（“零头”）的合并和紧凑处理，以生成较大的连续空闲区。

（提示：可以利用定义数组空间的方法来模拟内存空间或外存空间，如’空闲队列”可以用某种类型一定大小的数组元素的“结点”组成的链表来模拟表达）

实验四 分段管理模拟 （2学时）

1、实验目的：

通过本实验，掌握多个进程对共同用到的代码段的共享管理原理和操作的模拟。 2、实验内容：

模拟分段管理中的段表和“快表”的作用和使用过程调入某个程序段或调出某个程序段；模拟建立可共享的程序段被多个进程所共用。

实验五 外存储器管理模拟 （2学时）

1、实验目的：

通过本实验，掌握外存储器中文件使用的磁盘块的分配管理回收使用，并结合文件的原理对每个文件进行分配以及文件的打开、读写等操作的原理。

2、实验内容：

用内存模拟外存管理，实现数据块的分配与回收，获得超级块后进行文件的创建、文件读和文件写的操作。

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