第一篇：《操作系统》实验指导书
《操作系统》实验指导书
（适用于计科、网络工程、软件工程、信计专业）
计算机科学与技术学院
2010-5
目录
前言..................................................................................................................................................3 实验
一、进程管理与进程同步.......................................................................................................4 实验
二、存储器管理.......................................................................................................................6 实验
三、磁盘调度算法的设计.......................................................................................................7 实验
四、文件系统原理与模拟实现...............................................................................................8
前言
本课程将系统学习操作系统的基本概念和常用算法以及其发展情况和应用情况。通过本课程的学习，学生应达到如下要求：
1、加深理解操作系统原理。
2、熟悉操作系统的常用算法并完成算法的程序设计。
3、理解当前操作系统的应用前景和新的进展。
本课程主要讲解操作系统的实现原理，如进程管理、进程同步、存储器管理、设备管理和文件系统等。要求学生理解操作系统的基本原理并完成其中多种典型的操作系统的算法的模拟序设计。
学生可以采用任何一种自己熟悉的编程语言完成算法的程序设计，如C/C++、Delphi、VB、VC、C#等。
实验
一、进程管理
实验目的：
理解和掌握进程管理中死锁处理和进程同步的方法。
实验内容：
实现银行家算法、进程调度过程的模拟、读者-写者问题的写者优先算法。
实验步骤：
理解安全性算法和银行家算法的核心机制：
针对3类资源、5个进程的情况，设计相应的数据结构，分别表示每个进程占用各类资源的情况；
编程实现安全性算法函数，编制主函数，动态输入资源的占用情况，进程的资源申请，调用安全性函数，实现银行家算法；
测试：输入可分配和不可分配的请求，测试系统的正确性。
理解进程的三状态调度过程，及各状态间的转换关系；
模拟若干个进程的运行过程，将其存入进程文件中。如：进程1：运行5秒后有3秒的I/O操作，之后有10秒的运行，结束。可以写成：”p1:r5,io3,r3 e;” ；
编程实现调度算法函数，定义时间片大小和并发进程个数，不断从进程文件中读出进程信息，模拟进程的运行及调度过程；
测试：针对进程文件里面的数据为正常、缺项、格式不正确等各种情况，检测程序的执行结果。
设计读者--写者问题的写者优先算法；
学习Windows平台下信号量的API函数的使用；编制读写进程的模拟信息文件，里面包含多个读写进程的运行描述：编制读者--写者问题的写者优先算法，从进程模拟信息文件中取出进程信息，按要求启动对应的进程模拟程序，决定出读者/写者进程的运行次序。
实验结果:
银行家算法程序提供一个用户界面，可以在上边发出资源申请命令，系统应能给出是否可以接受申请，并且有结论输出；
进程调度模拟程序根据一个进程调度文件，模拟进程的各种调度过程，用适合的表达方式表示出来。
写者优先同步控制程序根据一个读写进程模拟信息文件，按照写者优先同步控制过程，用适合的表达方式表示出各读写进程的执行次序。
实验
二、存储器管理
实验目的：
理解各类置换算法的原理和虚拟存储器管理的方法。
实验内容：
编程实现LRU算法或CLOCK/改进算法等置换算法（二选一），模拟实现虚拟存储器的地址变换过程。
实验步骤：
理解LRU或CLOCK改进算法等置换算法；
设计与算法相关的数据结构，如：LRU的堆栈或CLOCK改进算法中的循环结构；
按照最多5块的内存分配情况，编程实现所选算法，动态输入访问内存的块号序列，输出置换结果；
测试：输入合法、非法的访问序列数据，检查程序的正确性和健壮性。
理解虚拟存储器的地址变换过程；
设计用于模拟快表、页表、地址变换所用的寄存器的数据结构； 编制页表的初始信息文件，举例说明文件中具有的信息：共有5块，每块的状态、在内存和外存的起始地址等。
编程实现虚拟存储器地址变换算法程序，动态输入所要访问的逻辑地址，变换过程文字描述以及变换后的物理地址；
测试：输入有效、无效地址，测试程序的正确性和错误处理能力。
实验结果：
置换算法程序提供内存访问序列的输入界面，输出正确的置换过程描述和置换结果；
虚拟地址变换程序提供逻辑地址输入界面，形象地表示出变换成物理地址的过程与最后变换成的物理地址。
实验
三、磁盘调度算法的设计
实验目的：
通过对磁盘调度算法的设计，深入理解提高磁盘访问速度的原理。
实验内容：
模拟实现磁盘调度算法：最短寻道时间优先（SSTF）和扫描（SCAN）算法。
要求：
可以对给出的任意的磁盘请求序列、计算平均寻道长度； 要求可定制磁盘请求序列长度、磁头起始位置、磁头移动方向。
测试：假设磁盘访问序列：98，183，37，122，14，124，65，67；读写头起始位置：53，方向：磁道增加的方向。
实验
四、文件系统原理与模拟实现
实验目的：
了解操作系统中文件系统的结构和管理过程，掌握经典的算法：混合索引与成组链接法等方法。
实验内容：
编程模拟实现混合索引和成组链接法算法；
实验步骤：
模拟混合索引的原理；
假设每个盘块16字节大小，每个盘块号占2字节：
设计支持混合索引算法的索引节点的数据结构；编程模拟实现混合索引算法。
测试：输入一个文件的长度，给出模拟分配占用的磁盘块的情况；输入一个需要访问的地址，计算该地址所在的盘块号。
模拟成组链接法的原理；
设系统具有7个可用磁盘块，每组3块。
编程模拟实现成组链接法。输入请求的磁盘块数，模拟成组链接分配；输入回收的磁盘块号，模拟成组链接回收。
测试：输入请求的磁盘块数，给出分配后的链接情况。输入回收的磁盘块号，给出回收后的链接情况。
第二篇：操作系统实验
操作系统实验
实验一
Linux常用命令实验
一．目的和要求
本实验的目的是熟悉Linux操作系统的命令接口、图形接口和程序接口；了解Linux操作系统的启动过程；了解Linux操作系统的目录结构；用vi编辑器编写简单的C语言程序，并用gcc编译器编译、运行。
二．实验内容
1、实现开机、登录、退出与关机：
(1)如果以root用户登录，则命令窗口的提示符为#；如果以普通用户登录，则命令窗口的提示符为$；登陆用户名：user 密码：123456(2)修改口令（修改口令操作不做）：成功进入系统后，在命令提示符后输入“passwd”并键入回车键
(3)退出帐号：命令方式下：logout(4)关机或重启：
命令方式下：halt或reboot 窗口方式下：“桌面”->“注销”
2、掌握的基本常用命令列表
（1）关于目录的操作命令：cd、ls、mkdir、rmdir、pwd等；
（2）关于文件的操作命令：cat、find、man/help、vi/vim、cp、rm、mv、dd、du、df、chmod、ln等；
（3）关于进程管理的操作命令：ps、kill、top、free 等；
（4）关于系统管理的操作命令：whoami、passwd、adduser/useradd、addgroup、userdel、groupdel、su、who、Ctrl+Alt+Fn(n=1、2、3、4、5、6)（在X-Window界面下切换到字符界面，重新登录，Ctrl+Alt+F7返回图形界面）、Alt+Fn(n=1、2、3、4、5、6)（在6个虚拟终端之间切换）等；
（5）安装和卸载文件系统：mount、umount等；
（6）显示有关计算机系统信息的命令：uname（显示操作系统的名称）、uname –n（显示系统域名）、uname –p（显示系统的CPU名称）
（7）其它命令：time、date、cal 等。
3、阅读/etc/inittab 文本文件，思考问题：如果要求启动Linux系统之后进入字符 1
操作系统实验
界面，应如何修改/etc/inittab文件？用户应具有什么权限？
4、切换到不同的虚拟终端，登录到Linux系统
5、vi 编辑器的使用（1）进入和退出vi（2）利用文本插入方式建立一个文件（3）在新建的文本文件上移动光标。
（4）对文本文件执行删除、复原、修改、替换操作。
6、熟悉gcc编译环境：编写一个C语言程序myfile1.c，求1～100中偶数的和，编译并运行。
（1）编译 gcc myfile1.c 运行./a.out（2）编译 gcc –o myfile1 myfile1.c
运行./myfile1
7、编写一个C语言程序myfile2.c，显示字符串“Hello, Linux!”，并将其反向输出。
8、熟悉Linux系统的目录结构，使用命令或者编写C语言程序报告Linux内核的行为。
报告以下内容： CPU类型和型号 内核版本
从系统最后一次启动以来经历了多长时间?形式为dd:hh:mm:ss 当前配置的内存数量 当前可用内存数量
自系统启动以来，发生的所有的中断的次数 从系统启动开始创建的进程数 内核执行的上下文转换的次数
三．实验提示
1、Linux安装
（1）安装前的准备工作 <1>.基本的硬件配置
由于安装涉及到各种硬件的设置，所以在安装前必须了解机器各种硬件的型号，硬盘的使用情况，内存的大小，鼠标的类型及接口，声卡，网卡，显卡，显示器的型号。
操作系统实验
<2>.有关网络的信息
IP地址，掩码，网关IP地址，域名服务器IP地址，域名，宿主机名。<3>.安装方式的选择
•从CD-ROM安装 •从FTP站点安装 •从NFS服务器安装 •从硬盘安装 硬盘分区
硬盘空间必须和计算机上安装的其他操作系统所使用的硬盘空间分开。特别要注意，如果硬盘空间很大，切忌不能将Linux装在8G以后。安装Red Hat Linux至少需要两个硬盘分区：一个或多个“Linux native”类型的分区，一个“Linux swap”类型的分区
分区命名设计Linux 通过字母和数字的组合来表示硬盘分区。
前两个字母-----分区名的前两个字母表明分区所在设备的类型。hd指IDE硬盘，sd指SCSI硬盘。
下一个字母-----分区在哪个设备。例如，/dev/hda(第一个IDE硬盘)，/dev/sdb(第二个SCSI硬盘)。
数字-----代表分区。前四个分区（主分区或扩展分区）用数字1到4表示。逻辑分区从5开始。例如， 若IDE硬盘在安装Linux前安装了Windows系统并划分了C盘和逻辑分区D盘，那么D盘就是/dev/hda5, /dev/hda5表示第一个硬盘的第一个逻辑分区。
对于Linux初学者来说，为Linux分两个区（根分区和交换分区）是比较简单方便的。
一个交换分区：用来支持虚拟内存。一个根分区：根分区是/（根目录）的所在地，其中包含启动系统所需的文件和系统配置文件。这个分区要足够大。
一个/usr分区： /usr是Linux系统许多软件所在的地方。一个/home分区：这是用户的主目录所在地。（2）开始安装
注意点：我们一般选择的是图形化的安装方式。它的主要部分是相同的。
可能会在安装完成后第一次启动时才进行网卡的检测。
操作系统实验
在选择图形化界面时，有两种方式gnome和kde；它们各有优缺点。 系统会让你选择启动时是图形化方式，还是字符方式。请大家选择字符方式。
在选择防火墙的时候，在安装时请先不用防火墙。
图形化安装方式下，不能选择启动时的开启服务。可在系统安装完成后用setup命令进行修改。
2、进入Linux（1）登录
第一次登录系统，必须作为“root”登录。这个帐号对系统的一切都有完全的访问权限。
在login:提示符处输入root。按[Enter](或[Return]键).会出现Password提示。输入口令，应该看到类似以下的信息：
[root@localhost /root] #（2）退出
输入[Ctrl]-[D]（3）帐号和口令 <1>.帐号
创建新的帐号有几种方法，最基本的方法：useradd命令.[root @ localhost / root] # useradd
Tom
[root @ localhost / root] # <2>.口令
passwd 命令可以用来： 为新创建的用户分配口令。 修改已存在的用户的口令。 修改登录的用户的口令。此时必须以root登录。如：
[root @ localhost / root]# passwd Tom
New UNIX password:
Retype new UNIX password:
passwd:all authentication tokens updated successfully 4
操作系统实验
[root @ localhost / root]#
用新帐户登录：
Red Hat Linux release 7.1(Manhattan)
Kernel 2.0.34 on an i586
login: Tom
Password:
[Tom@ localhost Tom] $ <3>.su 命令
用su，当前的登录段能变成root（或其他用户）的登录段。如：
[Tom@ localhost Tom] $ su
Password:
[root@ localhost Tom] # 也可以用su变成其他用户。这时，必须作为root运行su，给出用户名。<4>.关闭系统
关闭系统时，必须告诉所有的进程结束运行，使用shutdown命令。且只能由root 运行，格式是：
shutdown
-h-------在关闭完成后（Halt）停止系统。
-r--------在关闭完成后重启动(Reboot)系统。
3、vi 编辑器的使用（1）进入和退出vi <1>进入vi 在系统提示符（$）下输入命令vi和想要编辑（建立）的文件名（如example），便可进入vi。
<2>退出vi 在命令方式下可有几种方法退出vi编辑器：
：wq 把编辑缓冲区的内容写到正在编辑的文件中，退出编辑器，回到Linux shell下。
：ZZ 仅当作过修改时才将缓冲区内容写到文件上。
操作系统实验
：x 与 ：ZZ 相同。
：q!强行退出vi。感叹号（!）告诉vi，无条件退出，丢弃缓冲区内容。这样，先前对该文件所做的修改或输入都被抛弃。（2）新建文件
<1>在Linux提示符$之后，输入命令 ：vi myfile，然后按〈Enter〉键。<2>输入插入命令i（屏幕上看不到字符i）。<3>然后，输入以下文本行： To the only book tht I, For mang year you have been my favourite book <4>发现这两行有错，进行改正： 按〈Esc〉键，从插入方式回到命令方式。按光标上移键，使光标移到第一行。
按光标左移键，使光标移到“tht”的第二个“t”处。
输入i（这是插入命令），然后输入a。该行变成如下形式： To the only book that I, 按光标右移键，使光标移到“I”上。
我们想在“I”之后输入一个空格和单词“like”。为此，输入附加命令“a”。结果屏幕显示为：
To the only book that a I，没有出现预期的效果......原来是：我们先前使用了插入命令i，至今并未用〈Esc〉键返回命令方式。所以，输入的所有字符都作为输入文本予以显示。<5>按〈Esc〉键，返回命令方式。
利用x命令删除错误字符。然后，进入插入方式，输入正确字符。<6>最后输入如下所示的文本： To the only book that I like, For many year you have been my favourite book I liveeyou all the time and could not have picked much better.<7>将编辑的文本文件存盘。（利用“：wq”命令，或者“：x”命令）<8>重新进入vi编辑程序，编辑上面的文件。（如：$ vi myfile）
操作系统实验
<9>在屏幕上见到myfile文件的内容。在屏幕底边一行显示出该文件的名称、行数和字符个数：“myfile”4 lines，130 characters 它仍然有错，需进一步修改。
<10>将光标移到第二行的year的r处。输入a命令，添加字符s。
<11>按〈Esc〉，回到命令方式。输入命令10〈Space〉，光标移至何处?---光标右移10个字符位置。
<12>利用取代命令r将liveeyou改为live you。
<13>将光标移至第三行。输入新行命令O（大写字母），屏幕上有什么变化?---光标移至上一行（新加空行）的开头。<14>输入新行的内容： We've been through much together 此时，vi处于哪种工作方式? <15>按〈Esc〉，回到命令方式。将光标移到第四行的live的v字母处。利用替换命令s将v改为k。
<16>在第四行的you之后添加单词very much。<17>修改后的文本是以下内容： To the only book that I like, For many years you have been my favourite book We've been through much together I like you very much all the the time and could not have picked much better.将该文件存盘，退出vi。
<18>重新编辑该文件。并将光标移到最后一行的have的v字母处，使用d$命令将v至行尾的字符都删除。
<19>现在想恢复17步的原状，怎么办?（使用复原命令u）
<20>使用dd命令删除第一行；将光标移至through的u字母处，使用C（大写字母）命令进行修改，随便输入一串字符。将光标移到下一行的开头，执行5x命令；然后执行重复命令（.）。
<21>屏幕内容乱了!现在想恢复17步的原状，怎么办?（不写盘，强行退出vi）
4、Linux内核
操作系统实验
Linux 内核源程序目录结构（/usr/src/redhat/SOURCES）如下： /document ：保存帮助文档
/arch
：包含多个子目录，每个存放与特定体系结构相关的代码。如arch/i386（intel 386 体系结构）,arch/sparc,arch/alpha等。每个子目录下至少又包含三个子目录：
kernel（存放支持该体系结构特有的诸如信号处理和SMP之类特征的实现）；
lib（存放该体系结构特有的诸如Strlen和memcpy之类的高效率函数）； mm（存放该体系结构特有的诸如内存管理程序的实现）
/drivers ：该目录占内核代码一半以上，包括显卡、网卡、SCSI适配器、软驱、PCI设备和其他外设的软件驱动程序。/fs：包含linux支持的文件系统。
/include ：包含源程序中大部分包含（.h）文件。/init: 包含main.c,保存大部分协调内核初始化的代码。/ipc：实现了SYSTEM V的进程间通讯IPC。
/kernel：包含了linux最重要的部分：实现平台独立的基本功能，包括Sched.c、fork.c、exit.c。
/lib :存放字符串和内存操作函数。
/mm：包含与体系结构无关的内存管理代码。/net：包含了linux应用的网络协议代码。/script ：包含用来配置内核的脚本。
5、报告Linux状态（/proc 中的信息）
在终端窗口提示符下，可以使用cat命令显示相关文件的内容，如： cat /proc/cpuinfo 通过编写程序，显示相关文件内容：应用文件操作，将相关 /proc中的文件读入到缓冲区中，可用fgets()函数按行取文件中数据，通过strstr()检验包含所需数据字符串。如存在，用printf()函数输出。（1）CPU类型和型号
/proc/cpuinfo文件提供了有关CPU的多种信息，这些信息是从内核里对CPU的测试代码中得到的。文件列出了CPU个数：processor；CPU制造商：vendor_id；CPU架构：model；CPU名称：model name；CPU时钟频率：cpu MHz；CPU缓存大小： 8
操作系统实验
cache size；CPU包含的指令集：flags。文件还包含了以bogomips表示的处理机速度，而且如果检测到CPU的多种特性或bug，文件还会包含相应的标志。该文件的格式为：文件由多行构成，每行包括一个域名称、一个冒号和一个值。
通过fopen()函数打开包含CPU类型和型号的文件cpuinfo，把内容读入字符数组char_all，然后通过strstr()函数查找CPU类型和型号所在的位置，用strncpy()函数拷贝到字符数组中，通过printf()标准输出函数输出。（2）存储器信息
/proc/meminfo 文件给出了内存状态的信息。它显示出系统中物理内存的总量：MenTotal；未使用的物理内存的总量：MemFree；用做文件缓冲的物理内存的总量：buffers；用做缓冲的物理内存的总量：Cached；活跃的内存大小：Active；不活跃的内存大小：Inactive；交换分区的总量：SwapTotal；交换分区未使用的总量：SwapFree等信息。（3）内核版本
文件/proc/version显示了正在运行的内核版本、编译此内核的gcc版本以及该内核的编译时间。
（4）从系统最后一次启动以来的时间，形式为dd:hh:mm:ss uptime读出的时间是以秒计的，所以根据要求要转换为天：小时：分钟：秒。1天为86400秒，1小时为3600秒，1分钟为60秒。通过两个运算符就可以很好的转换：“/”做除法取整运算，“%”做除法取余运算。举例：86800秒，（86800/86400）=1（天），（86800%86400）=400（余400秒）；400秒，（400/3600）=0小时，（400%3600）=400（余400秒）；400秒，（400/60）=6分钟，（400%60）=40（余40秒）。所以最后结果为：1：0：6：40。（5）其他信息的读取 从/proc/stat中读取信息
CPU花费在用户态、系统态和空闲态的时间——cpu 自系统启动以来，发生的所有的中断的次数——intr 内核执行的上下文转换的次数----ctxt 系统最后启动的时间----btime 从系统启动开始创建的进程数----processes
6、Linux的目录结构
操作系统实验
对于Linux来讲它的树型结构与Windows不同，Windows可以有多个分区，每个分区都有根，但Linux 只有一个根，其他的所有文件、目录或硬盘分区、软盘、光盘、U 盘都必须mount（挂载）到Linux 根下的一个目录中才能被访问和使用。下面列出根目录下的常见系统目录及其用途。
/bin
bin是binary的缩写。这个目录沿袭了UNIX系统的结构，存放着使用者最经常使用的命令。例如cp、ls、cat，等等。
/boot
这里存放的是启动Linux时使用的一些核心文件。
/dev
dev是device（设备）的缩写。这个目录下是所有Linux的外部设备，其功能类似DOS下的.sys和Win下的.vxd。在Linux中设备和文件是用同种方法访问的。例如：/dev/hda代表第一个物理IDE硬盘。
/etc
这个目录用来存放系统管理所需要的配置文件（例如配置文件inittab）和子目录。
/home
用户的主目录，比如说有个用户叫wang，那他的主目录就是/home/wang，也可以用~wang表示。
/lib
这个目录里存放着系统最基本的动态链接共享库，其作用类似于Windows里的.dll文件。几乎所有的应用程序都需要用到这些共享库。
/lost+found
这个目录平时是空的，当系统不正常关机后，这里就成了一些无家可归的文件的避难所，有点类似于DOS下的.chk文件。
/media
用来挂载光盘、U盘等文件系统的目录。/misc
用来挂载NFS 共享目录。
/mnt
用于挂载其他硬盘分区系统的目录（如挂载xp分区）。
/opt
某些第三方软件商软件的安装地点，如国产红旗office就存放于此。/proc
这个目录是一个虚拟的目录，它是系统内存的映射，可以通过直接访问这个目录来获取系统信息。也就是说，这个目录的内容不在硬盘上而是在内存里。
/root
系统管理员（也叫超级用户）的主目录。作为系统的拥有者，总要有些特权，比如单独拥有一个目录。
/sbin
s就是Super User的意思，也就是说这里存放的是系统管理员使用的管理程序。
/tmp
这个目录是用来存放一些临时文件的地方。
/usr
这是最庞大的目录，要用到的应用程序和文件几乎都存放在这个目录 10
操作系统实验
下。其中包含以下子目录：
/usr/X11R6
存放X-Window的目录； /usr/bin
存放着许多应用程序；
/usr/sbin
给超级用户使用的一些管理程序就放在这里；
/usr/include
Linux下开发和编译应用程序需要的头文件，在这里查找； /usr/lib
存放一些常用的动态链接共享库和静态档案库；
/usr/local
这是提供给一般用户的/usr目录，在这里安装软件最适合； /usr/src
Linux开放的源代码就存在这个目录。
/var
这个目录中存放着那些不断在扩充着的东西，为了保持usr的相对稳定，那些经常被修改的目录可以放在这个目录下，实际上许多系统管理员都是这样做的。另外，系统的日志文件就在/var/log目录中。
我们一般日常能经常访问的目录有/home 目录、/mnt目录、/media 目录、/usr 目录。
第三篇：《操作系统》实验教学指导书2.1
天津理工大学华信软件学院 《操作系统》实验教学指导书2.1 课程代码： 课程名称： 适用专业： 指导教师：
1460350
操作系统 / Operating System 软件工程专业 张一鸣 开课院（系）、实验室：华信软件学院C408机房
实验指导书名称： 《操作系统实验教程（Linux版）》第七章
实验二 进程的建立与调度（2.1 进程的建立与控制）
1.实验目的
(1)加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。(2)进一步理解并发的概念，明确并发与并行的异同。(3)分析进程竞争资源现象，学习解决进程互斥的方法。(4)了解Linux系统中进程通信的基本原理。
2.实验内容
(1)进程的创建
编写一段源程序，使用系统调用fork（）创建一个子进程，当此程序运行时，在系统中有一个父进程和一个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符串；父进程显示字符“I am the parent”并显示其进程id和子进程的id；子进程显示字符串“I am the child”，并显示其进程id。
(2)进程的控制
进程并发图，如图1所示。
设有7个进程，其执行次序如图1所示。在Linux下使用C语言利用系统调用命令fork（），execl（），exit（），wait（）进行藐视，调用execl（）函数的时候，模拟调用/bin/echo下的echo命令，向控制台输出一句可鉴别是哪个进程的字符串即可。
3.准备知识
(1)阅读Linux的sched.h源文件，加深对进程管理概念的理解。(2)阅读Linux的fork.c源文件，分析进程的创建过程。
4.实验原理
Linux是一个多用户多任务的操作系统，即在同一个时间内，可以有多个进程同时执行。常用的单CPU单核计算机在同一个时间片内只能执行一条命令，Linux使用了一种称为“进程调度（process scheduling）”的手段来实现。首先，为每个进程分配一定的运行时间片，该时间片通常以毫秒为单位，然后依照某种调度算法，从就绪队列中选择一个进程投入运行，其他的进程暂时等待。当正在运行的进程时间片耗尽，或执行完毕退出，或因某种程度原因暂时被挂起，系统就会重新调度，选择下一个进程投入运行。因为每个进程占用的时间片都很短，对于用户而言，就好像多个进程在同时运行。
在Linux中，系统为每个进程创建一个进程控制块（Process Control Block，简称PCB）。PCB是一个特定的数据结构，包括了很多重要的信息，供系统调度和进程本身执行用。其中进程ID（process ID）被称作进程标识符，用来唯一标识该进程。
5.实验步骤
(1)进程的创建
使用fork（）函数创建进程。返回值：子进程中返回0，父进程中返回子进程ID，出错返回-1.具体流程图如图2所示。
(2)进程的控制
在Linux下使用C语言利用系统调用命令ford（），execl（），exit（），wait（）进行描述。调用execl（）函数的时候，模拟调用/bin/echo下的echo命令，向控制台输出一句可以鉴别是哪个进程的字符串即可。
6.参考代码及运行结果
(1)进程的创建
[源程序] #include
printf(“I am the child, my pid is %d!n”,getpid());} else {
printf(“I am the parent, my pid is %d, my child pid is %d!n”,getpid(),pid);} } [运行结果] I am the child, my pid is 5947!I am the parent, my pid is 5946, my child pid is 5947!(2)进程的控制
[源程序] #include
execl(“/bin/echo”,“echo”,“I am P1”,0);} wait(&status);if((p2=fork())==0){
execl(“/bin/echo”,“echo”,“I am P2”,0);} if((p3=fork())==0){
execl(“/bin/echo”,“echo”,“I am P3”,0);} do {
pid=wait(&status);
if(pid==p2)
end_p2=1;
if(pid==p3)
end_p3=1;}while(end_p3==0);if((p4=fork())==0){
execl(“/bin/echo”,“echo”,“I am P4”,0);} if((p5=fork())==0){
execl(“/bin/echo”,“echo”,“I am P5”,0);} do {
pid=wait(&status);
if(pid==p4)
end_p4=1;
if(pid==p5)
end_p5=1;}while(end_p4==0||end_p5==0);if((p6=fork())==0){
execl(“/bin/echo”,“echo”,“I am P6”,0);} do {
pid=wait(&status);
if(pid==p2)
end_p2=1;
if(pid==p6)
end_p6=1;}while(end_p2==0||end_p6==0);if((p7=fork())==0){
execl(“/bin/echo”,“echo”,“I am P7”,0);} wait(&status);exit(1);} [运行结果] I am P1 I am P2 I am P3 I am P4 I am P5 I am P6 I am P7
第四篇：操作系统实验总结
操作系统实验总结
学号：
姓名：
班级：
在本学期的计算机操作系统这门课学习当中，为了更好的了解操作系统相关知识，我们通过OS Lab平台做了几个实验。在实验室的过程中，我对课堂上学到的操作系统的一些知识有了新的认识，同时还接触到了操作系统的相关源代码，而且通过实验的运行效果了解了平时我们看不到的操作系统的一些状况，收获还是很大的。下面先简要归纳在实验课上我做的几个实验的主要实验内容和实验步骤：
实验一：实验环境的使用
实验步骤：
1.1启动OS Lab
OS Lab每次启动后都会首先弹出一个用于注册用户信息的对话框（可以选择对话框标题栏上的“帮助”按钮获得关于此对话框的帮助信息）。在此对话框中填入学号和姓名后，点击“确定”按钮完成本次注册。观察OS Lab主窗口的布局。OS Lab主要由下面的若干元素组成：菜单栏、工具栏以及停靠在左侧和底部的各种工具窗口，余下的区域用来放置编辑器窗口。
1.2 学习OS Lab的基本使用方法
练习使用OS Lab编写一个Windows控制台应用程序，熟悉OS Lab的基本使用方法（主要包括新建项目、生成项目、调试项目等）。
实验二：操作系统的启动
实验步骤：
2.1 准备实验
启动OS Lab，新建一个EOS Kernel项目，在“项目管理器”窗口中打开boot文件夹中的boot.asm和loader.asm两个汇编文件，按F7生成项目，生成完成后，使用Windows资源管理器打开项目文件夹中的Debug文件夹。找到由boot.asm生成的软盘引导扇区程序boot.bin文件，找到由loader.asm生成的loader程序loader.bin文件，记录下此文件的大小1566字节。
2.2 调试EOS操作系统的启动过程
2.2.1 使用Bochs做为远程目标机
将调试时使用的远程目标机修改为Bochs
2.2.2 调试BIOS程序
按F5启动调试，Bochs在CPU要执行的第一条指令（即BIOS的第一条指令）处中断，从Console窗口显示的内容中，我们可以获得关于BIOS第一条指令的相关信息，然后查看CPU在没有执行任何指令之前主要寄存器中的数据，以及内存中的数据。
2.2.3 调试软盘引导扇区程序
练习从0x7c00处调试软盘引导扇区程序；查看boot.lst文件；调试过程——软盘引导扇区程序的主要任务就是将软盘中的loader.bin文件加载到物理内存的0x1000处，然后跳转到loader程序的第一条指令（物理地址0x1000处的指令）继续执行loader程序；
2.2.4 调试加载程序
调试过程——Loader程序的主要任务是将操作系统内核（kernel.dll文件）加载到内存中，然后让CPU进入保护模式并且启用分页机制，最后进入操作系统内核开始执行（跳转到kernel.dll的入口点执行）；
2.2.5 调试内核
2.2.6 EOS启动后的状态和行为
查看EOS的版本号；查看EOS启动后的进程和线程的信息；查看有应用程序运行时进程和线程的信息
实验三：进程的创建
实验步骤：
3.1 准备实验
启动OS Lab；新建一个EOS Kernel项目；分别使用Debug配置和Release配置生成此项目，从而在该项目文件夹中生成完全版本的EOS SDK文件夹；新建一个EOS应用程序项目；使用在第3步生成的SDK文件夹覆盖EOS应用程序项目文件夹中的SDK文件夹
3.2 练习使用控制台命令创建EOS应用程序的进程
3.3 练习通过编程的方式让应用程序创建另一个应用程序的进程
使用OS Lab打开本实验文件夹中的NewProc.c文件；查看应用程序创建另一个应用程序的进程的执行结果。
3.4 调试CreateProcess函数
调试CreateProcess函数创建进程的过程；分别验证应用程序和操作系统内核在进程的4G虚拟地址空间中所处的位置；
3.5 调试PsCreateProcess函数
调试PspCreateProcessEnvironment函数；调试进程控制块的创建过程；调试初始化进程控制块中各个成员变量的过程。
3.6 练习通过编程的方式创建应用程序的多个进程
使用OS Lab打开本实验文件夹中的参考源代码文件NewTwoProc.c，仔细阅读此文件中的源代码。使用NewTwoProc.c文件中的源代码替换EOS应用程序项目中EOSApp.c文件内的源代码，生成后启动调试，查看多个进程并发执行的结果。
实验四：线程的状态和转换
实验步骤：
4.1 准备实验
启动OS Lab，新建一个EOS Kernel项目
4.2 调试线程状态的转换过程
查看一下loop命令执行的效果；调试线程状态转换的过程；对断点进行一些调整。
4.2.1 线程由阻塞状态进入就绪状态：
将线程从等待队列中移除；将线程的状态由Waiting修改为Zero；将线程插入其优先级对应的就绪队列的队尾；将线程的状态由Zero修改为Ready。
4.2.2 线程由运行状态进入就绪状态：
线程中断运行，将线程中断运行时的上下文保存到线程控制块中；如果处于运行状态的线程被更高优先级的线程抢先，就需要将该线程插入其优先级对应的就绪队列的队首。（注意，如果处于运行状态的线程主动让出处理器，例如时间片用完，就需要将程插入其优先级对应的就绪队列的队尾）；将线程的状态由Running修改为Ready
4.2.3 线程由就绪状态进入运行状态：
将线程从其优先级对应的就绪队列中移除；将线程的状态由Ready修改为Zero；将线程的状态由Zero修改为Running；将线程的上下文从线程控制块（TCB）复制到处理器的各个寄存器中，让线程从上次停止运行的位置继续运行。
4.2.4 线程由运行状态进入阻塞状态：
将线程插入等待队列的队尾；将线程的状态由Running修改为Waiting；将线程中断执行，并将处理器上下文保存到该线程的线程控制块中。
4.3 为线程增加挂起状态
观察loop线程被挂起的情况：删除之前添加的所有断点；按F5启动调试；待EOS启动完
毕，在EOS控制台中输入命令“loop”后按回车。此时可以看到loop线程的执行计数在不停增长，说明loop线程正在执行，记录下loop线程的ID；按Ctrl+F2切换到控制台2，输入命令“suspend 31”（如果loop线程的ID是31）后按回车；按Ctrl+1切换回控制台1，可以看到由于loop线程已经成功被挂起，其执行计数已经停止增长了。
在PsResumThread函数第119行需要添加的代码的流程可以是：首先调用List Remove Entry函数将线程从挂起线程队列中移除，然后调用PspReadyThread函数将线程恢复为就绪状态，最后调用PspThreadSchedule宏函数执行线程调度，让刚刚恢复的线程有机会执行。
实验过程：
做实验时，最开始并不是很了解OS Lab平台的使用，即使对着老师给的实验教程做还是不怎么会，于是请教会做的同学，通过同学的讲解我知道了怎样在OS Lab平台上建立项目，怎样更改路径并找到项目的源文件等等基本操作。
掌握对平台的简单应用后，做后面的实验我是按照实验教程上的步骤一步步的实施，并且每次都认真观察相应的运行结果，每个实验都会建议我们学习实验教程前面的理论部分，我想如果对他的理论不熟悉，就算试验成功了我也不知道为什么，所以我一般在做实验前会对前面的理论部分进行简要的学习和熟悉。做实验的过程中，有时候按照实验教程上的步骤做平台还是会出现一些错误，比如做实验三到调试CreateProcess函数时，出现的调试异常对话框中，本来是要点击“是”的，但做到这里电脑总是会出现像死机一样的状况，关掉平台重做到这里老是出现同样的问题，最后换电脑也是这样，然后我尝试不按照实验步骤点击“是”也不行，最后还是又还了电脑才做成功，问其他同学也有出现同样的问题，我想可能是平台和电脑上有什么地方有冲突吧。
之后做试验是遇到问题我还是选择多问同学，毕竟每个人擅长的是不同的，有些问题这个同学会解决，有些问题则是那个同学才懂解决，通过互相交流和学习，我们通过实验不仅巩固了课堂上学到的相关知识，也对操作系统有了更深的了解。
体会：
其实做完实验我还是不能保证我对OS Lab这个平台有很好的全面的了解，但是对一些基本操作及其快捷键我算是大致掌握了，通过这个平台我也是认识到了“没有做不到的，只有想不到的”，我觉得创建这个平台的人们真的是很了不起，这个平台让我们便动手便了解了平时我们看不到的操作系统的相关知识。要做好实验，得按照实验教程上面的内容一步步落实，要边做变领悟相关原理及运行结果的出现的原因，这样我们才能在试验中学到更多、掌握更多。其次，也遇到问题我们自然是要先自己思考，通过不同的尝试来解决，之后不能解决的我们要多向老师同学请教，通过互相交流得来的知识也是会让我们难忘的。
第五篇：操作系统实验体会
操作系统实验体会
操作系统 2010-04-04 14:38:15 阅读814 评论0 字号：大中小 订阅
每一次课程设计度让我学到了在平时课堂不可能学到的东西。所以我对每一次课程设计的机会都非常珍惜。不一定我的课程设计能够完成得有多么完美，但是我总是很投入的去研究去学习。所以在这两周的课设中，熬了2个通宵，生物钟也严重错乱了。但是每完成一个任务我都兴奋不已。一开始任务是任务，到后面任务就成了自己的作品了。总体而言我的课设算是达到了老师的基本要求。总结一下有以下体会。
1、网络真的很强大，用在学习上将是一个非常高效的助手。几乎所有的资料都能够在网上找到。从linux虚拟机的安装，到linux的各种基本命令操作，再到gtk的图形函数，最后到文件系统的详细解析。这些都能在网上找到。也因为这样，整个课程设计下来，我浏览的相关网页已经超过了100个（不完全统计）。当然网上的东西很乱很杂，自己要能够学会筛选。不能决定对或错的，有个很简单的方法就是去尝试。就拿第二个实验来说，编译内核有很多项小操作，这些小操作错了一项就可能会导致编译的失败，而这又是非常要花时间的，我用的虚拟机，编译一次接近3小时。所以要非常的谨慎，尽量少出差错，节省时间。多找个几个参照资料，相互比较，慢慢研究，最后才能事半功倍。
2、同学间的讨论，这是很重要的。老师毕竟比较忙。对于课程设计最大的讨论伴侣应该是同学了。能和学长学姐讨论当然再好不过了，没有这个机会的话，和自己班上同学讨论也是能够受益匪浅的。大家都在研究同样的问题，讨论起来，更能够把思路理清楚，相互帮助，可以大大提高效率。
3、敢于攻坚，越是难的问题，越是要有挑战的心理。这样就能够达到废寝忘食的境界。当然这也是不提倡熬夜的，毕竟有了精力才能够打持久战。但是做课设一定要有状态，能够在吃饭，睡觉，上厕所都想着要解决的问题，这样你不成功都难。
4、最好在做课设的过程中能够有记录的习惯，这样在写实验报告时能够比较完整的回忆起中间遇到的各种问题。比如当时我遇到我以前从未遇到的段错误的问题，让我都不知道从何下手。在经过大量的资料查阅之后，我对段错误有了一定的了解，并且能够用相应的办法来解决。
在编程中以下几类做法容易导致段错误,基本是是错误地使用指针引起的
1)访问系统数据区，尤其是往系统保护的内存地址写数据，最常见就是给一个指针以0地址 2)内存越界(数组越界，变量类型不一致等)访问到不属于你的内存区域 3）其他 例如：
<1>定义了指针后记得初始化，在使用的时候记得判断是否为NULL <2>在使用数组的时候是否被初始化，数组下标是否越界，数组元素是否存在等 <3>在变量处理的时候变量的格式控制是否合理等
解决方法
1.利用gdb逐步查找段错误: 2.分析Core文件 3.段错误时启动调试: 4.利用backtrace和objdump进行分析: 总而言之，对待课设要像对待自己的作品一样，不要当作任务来完成。
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