《操作系統(tǒng)原理》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 實(shí)驗(yàn)一 生產(chǎn)者-消費(fèi)者模型模擬進(jìn)程調(diào)度 一、實(shí)驗(yàn)任務(wù) 1、在WINDOWS 2000環(huán)境下，創(chuàng)建一個控制臺進(jìn)程，此進(jìn)程包括4個線程:2個生產(chǎn)者線程和2個消費(fèi)者線程。 2、用信號量機(jī)制解決進(jìn)程(線程)的同步與互斥問題。 二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.掌握基本的同步互斥算法，理解生產(chǎn)者和消費(fèi)者模型。 2.了解Windows 2000/XP中多線程的并發(fā)執(zhí)行機(jī)制，線程間的同步和互斥。 3.學(xué)習(xí)使用Windows 2000/XP中基本的同步對象，掌握相應(yīng)的API。 三、實(shí)驗(yàn)要求 1.生產(chǎn)者消費(fèi)者對緩沖區(qū)進(jìn)行互斥操作。 2.緩沖區(qū)大小為10，緩沖區(qū)滿則不允許生產(chǎn)者生產(chǎn)數(shù)據(jù)，緩沖區(qū)空則不允許消費(fèi)者消費(fèi)數(shù)據(jù)。 3.生產(chǎn)者消費(fèi)者各循環(huán)操作50次。 四、設(shè)計(jì)思路和采取的方案 1.利用windows提供的API函數(shù)CreateSemaphore()創(chuàng)建信號量對象； CreateThread()創(chuàng)建線程； WaitForSingleObject()執(zhí)行P操作； ReleaseSemaphore()執(zhí)行V操作； WaitForMultipleObjects()主進(jìn)程等待線程的結(jié)束等函數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 2.在Windows中，常見的同步對象有：信號量(Semaphore)、互斥量(Mutex) 。 使用這些對象都分為三個步驟，一是創(chuàng)建或者初始化； 接著請求該同步對象，隨即進(jìn)入臨界區(qū)，這一步對應(yīng)于互斥量的上鎖；最后釋放該同步對象，這對應(yīng)于互斥量的解鎖。這些同步對象在主進(jìn)程中創(chuàng)建，在其子線程中都可。 實(shí)驗(yàn)二 存儲管理 一、目的和要求 1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? （1）掌握時間片輪換的進(jìn)程調(diào)度算法； （2）掌握帶優(yōu)先級的進(jìn)程調(diào)度算法； （3）選用面向?qū)ο蟮木幊谭椒ā? 2、實(shí)驗(yàn)學(xué)時：2學(xué)時 3、實(shí)驗(yàn)要求 （1）自定義PCB的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； （2）使用帶優(yōu)先級的時間片輪轉(zhuǎn)法調(diào)度進(jìn)程，每運(yùn)行一個時間片，優(yōu)先級減半。 （3）命令集 A）create 隨機(jī)創(chuàng)建進(jìn)程，進(jìn)程的優(yōu)先級與所需要的時間片隨機(jī)決定； B）ps 查看當(dāng)前進(jìn)程狀態(tài) C）sleep 命令將進(jìn)程掛起 D）kill 命令殺死進(jìn)程 E）quit命令退出 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 根據(jù)教師指定的實(shí)驗(yàn)課題，完成設(shè)計(jì)、編碼、測試工作。 實(shí)驗(yàn)三 虛擬存儲器 一、目的和要求 1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? （1）掌握先進(jìn)先出頁面置換算法； （2）掌握隨機(jī)替換頁面置換算法； （3）掌握OPT頁面置換算法； （4）掌握最近最少使用頁面置換算法； （5）熟悉抖動現(xiàn)象及其產(chǎn)生原理； （6）熟悉C/C++編程。 2、實(shí)驗(yàn)學(xué)時：2學(xué)時 3、實(shí)驗(yàn)要求 （1）進(jìn)程占用內(nèi)存空間共640K，頁面大小是1K/2K/4K/8K； （2）隨機(jī)生成256個頁面置換次序； （3）用于分配頁面大小的內(nèi)存總空間是32K； （4）給出四種頁面置換算法的換頁過程，并計(jì)算各自的缺頁率。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 編寫程序，使用四種不同的頁面替換策略算法進(jìn)行頁面替換。分別是先進(jìn)先出，隨機(jī)替換，時鐘頁面替換，最近最久未使用頁面替換，并計(jì)算缺頁率。