操作系统课内上机指导书

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1、“操作系统原理”课内上机实验指导书适用专业：计算机科学与技术计算机软件技术电子与信息工程学院计算机系2012年6月前言操作系统原理是计算机专业本科学生的必修课程，它具有较强的理论性和实践性。为了强化实践教学环节，培养学生的实践能力，促进理论与实践的结合，在30学时独立开设的操作系统原理上机实验的基础上，我们又增加了8学时的课内实验。本实验指导通过WindowsAPI提供一些编程实例，使学生熟悉对Windows操作系统编程接口的使用，并了解如何模拟操作系统原理的实现，加深对操作系统设计原理和实现方法的理解，使学生在程序设计和团队合作方面得到基本的训练。本

2、上机实验指导从操作系统基本原理出发，提供了不同类型的上机实验题，每个实验题都有参考源程序代码，同时对实验题的设计进行了必要的讲解和指导。在这些上机实验中，重点放在对Windows的应用程序接口API的使用上。利用这些与操作系统直接相关的API，编写一些实践操作系统基本概念和基本原理的实例，便于学生对抽象概念的理解和感性化；通过阅读本实验指导书提供的实例程序代码，能使学生得到编程方面的体验和训练。为了能比较全面覆盖操作系统课程的知识点，本实验指导书提供了九个上机实验，具体包括如下五个方面的内容：1．进程管理：包括“上机实验一进程的创建”、“上机实验二线程

3、的创建和并发执行”、“上机实验三进程同步”和“上机实验四进程通信”。受课内实验时间的限制，对上述四个题目，每个学生一般可选一个实验题目进行上机实验。2．进程调度和死锁：包括“上机实验五进程调度”和“上机实验六演示银行家算法”。每个学生可任选一题，建议选做进程调度的题目。3．存储器管理：包括“上机实验七模拟页面置换算法”。参考程序提供的是FIFO页面置换算法，有兴趣的学生可以编程实现LRU或Clock算法。4．设备管理：包括“上机实验八磁盘I/O”。5．用户操作接口：包括“上机实验九命令解释程序”。以上5种类型的九个实验题目共22学时(包括每个实验项目的

4、基本要求各2学时，共18学时；“进程调度”和“页面置换算法”的进阶要求各2学时)，每个学生可任选4题(每种类型限选1题)，共完成8学时的课内实验计划。由于操作系统原理课程独立开设的30学时的实验内容是文件系统的设计，故文件系统的实验没有包含在本上机实验指导书中。本上机实验指导的“进程调度”、“磁盘I/O”和“命令解释程序”等实验，主要参考了任爱华等编著的《操作系统实用教程（第三版）实验指导》，但都作了重大修改或重新设计。“进程的创建”、“线程的创建和并发执行”利用MSDN(MicrosoftDevelopetNetwork)提供的函数CreatePro

5、cess和CreateThread实现的；“进程同步”、“进程通信”、“银行家算法”、“页面置换算法”等实验是编者独立设计的，其中“进程同步”所用的信号量对象和“进程通信”所用的Pipe(管道)技术参阅了MSDN的相关资料。本上机实验指导涉及的Win32API函数、数据结构和数据类型，可参阅配套的Word文档“OS课内上机实验使用的相关API函数介绍.doc”、“OS实验涉及的API函数中使用的几个数据结构介绍.doc”和“Win32SimpleDataTypes.doc”。限于编者的水平和编写时间仓促，本实验指导一定有许多错误和不妥之处，恳请读者批评

6、指正。编者2012年6月目录上机实验一进程的创建(2学时)11.1上机实验要求11.2设计方案介绍11.2.1程序的总体框架11.2.2程序所用Win32API函数介绍21.3源程序代码与运行结果分析51.3.1程序参考源代码51.3.2程序运行结果与分析7上机实验二线程的创建和并发执行(2学时)92.1上机实验要求92.2设计方案介绍92.2.1程序总体框架92.2.2程序所用API函数介绍92.3程序源代码和运行结果112.3.1程序源代码112.3.2运行结果和分析142.4进一步要求17上机实验三进程同步（2学时）193.1上机实验要求和目的1

7、93.2Windows2000/XP的同步和互斥机制193.3设计方案介绍203.3.1数据结构203.3.2程序的总体设计思想213.3.3程序中所用API函数介绍213.4源程序与运行结果233.4.1程序源代码233.4.2程序运行输出结果26上机实验四进程通信(2学时)304.1上机实验内容和要求304.2相关知识304.2.1Windows中的pipe304.2.2实验所用的几个Win32API函数介绍304.3实验总体设计334.4源程序与运行结果334.4.1程序源代码33-98-4.4.2程序运行结果43上机实验五进程调度(4学时)44

8、5.1上机实验基本要求(2学时)445.2相关知识445.2.1Windows中的进程和线程4