西安交通大学操作系统课内实验报告(3)

为了协调双方的通信，管道通信机制必须提供以下3方面的协调能力：

? 互斥。当一个进程正在对pipe进程读/写操作时，另一进程必须等待，程序中使用

lock(fd[1],1,0)函数实现对管道的加锁操作，用lock(fd[1],0,0)解除管道的锁定。 ? 同步。当写进程把一定数量的数据写入pipe后，便去睡眠等待，直到读进程取走数

据后，再把它唤醒。当读进程试图从一空管道中读取数据时，也应睡眠等待，直至写进程将数据写入管道后，才将其唤醒。

? 判断对方是否存在。只有确定写进程和读进程都存在的情况下，才能通过管道进行

通信。 5）实验体会：

通过本次实验，我们理解了进程的实质和进程管理的机制。进程是操作系统中最重要的概念，是现代操作系统的关键。实验中我们在Linux 系统下实现进程从创建到终止的全过程，体会了进程的创建过程、父进程和子进程的关系、进程状态的变化、进程之间的同步机制、进程调度的原理和以信号和管道为代表的进程间通信方式的实现。

实验三存储器管理实验 实验目的

1) 理解内存页面调度的机理

2) 掌握几种理论页面置换算法的实现方法 3) 了解HASH数据结构的使用

4) 通过实验比较几种调度算法的性能优劣

页面置换算法是虚拟存储管理实现的关键，通过本次实验理解内存页面调度的机制，在模拟实现FIFO、LRU、NRU和OPT几种经典页面置换算法的基础上，比较各种页面置换算法的效率及优缺点，从而了解虚拟存储实现的过程。

准备知识

（1） C++、指针、结构体（类） （2） HASH表查找方式

（3） 操作系统相关内存交换知识 （4） 用到的LINUX函数

int getpid() 获得当前进程的id

void srand ( int a ) 以a为种子产生随机数 int rand() 根据前面的种子，返回一个随机数

实验内容

程序整体截图：

对比以下几种算法的命中率：

1) 先进先出算法FIFO（First In First Out）

运行结果截图：

2) 最近最少使用算法LRU（Least Recently Used）

运行结果截图：

3) 最佳置换算法OPT（Optimal Replacement）

运行结果截图：

实验四文件系统实验 实验目的

1) 掌握文件系统的工作机理。 2) 理解文件系统的主要数据结构。 3) 学习较为复杂的LINUX下的编程

实验内容

1) 设计并实现一个一级（单用户）文件系统程序 a.提供以下操作： ? ? ?

文件创建/删除接口命令create/delete 目录创建/删除接口命令mkdir/rmdir 显示目录内容命令ls

b.创建的文件不要求格式和内容 2) 设计并实现一个二级文件系统程序 a.提供用户登录； b.文件、目录要有权限 3） 程序设计思想

设计一个简单的文件系统，包括格式化、显示目录（文件）、创建文件、登录等几个简单命令的实现，而且能完成超级块的读写、节点的读写等过程。这是一个比真正的文件系统简单得多、但又能基本体现文件系统理论的程序。在超级块的使用上，采用操作系统关于这方面的经典理论：在节点使用上，主要模仿LINUX的EXT2文件系统。 4）程序截图：

5)实验体会：

通过本次实验，我们理解了内存页面调度的机制，掌握了几种理论页面置换算法的实现

方法，了解了 HASH 数据结构的使用。页面置换算法是虚拟存储管理实现的关键，FIFO、 LRU、NRU 和 OPT 是几种经典页面置换算法，我们通过实现这几种算法，比较了较各种页面置换算法的效率及优缺点，从而了解了虚拟存储实现的过程。

程序源代码：（部分源码截图）

存储器管理实验源代码部分截图：

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