《操作系統原理》實驗指導書 實驗一 生產者-消費者模型模擬進程調度 一、實驗任務 1、在WINDOWS 2000環境下，創建一個控制臺進程，此進程包括4個線程:2個生產者線程和2個消費者線程。 2、用信號量機制解決進程(線程)的同步與互斥問題。 二、實驗目的 1.掌握基本的同步互斥算法，理解生產者和消費者模型。 2.了解Windows 2000/XP中多線程的并發執行機制，線程間的同步和互斥。 3.學習使用Windows 2000/XP中基本的同步對象，掌握相應的API。 三、實驗要求 1.生產者消費者對緩沖區進行互斥操作。 2.緩沖區大小為10，緩沖區滿則不允許生產者生產數據，緩沖區空則不允許消費者消費數據。 3.生產者消費者各循環操作50次。 四、設計思路和采取的方案 1.利用windows提供的API函數CreateSemaphore()創建信號量對象； CreateThread()創建線程； WaitForSingleObject()執行P操作； ReleaseSemaphore()執行V操作； WaitForMultipleObjects()主進程等待線程的結束等函數進行設計。 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，一是創建或者初始化； 接著請求該同步對象，隨即進入臨界區，這一步對應于互斥量的上鎖；最后釋放該同步對象，這對應于互斥量的解鎖。這些同步對象在主進程中創建，在其子線程中都可。 實驗二 存儲管理 一、目的和要求 1. 實驗目的 （1）掌握時間片輪換的進程調度算法； （2）掌握帶優先級的進程調度算法； （3）選用面向對象的編程方法。 2、實驗學時：2學時 3、實驗要求 （1）自定義PCB的數據結構； （2）使用帶優先級的時間片輪轉法調度進程，每運行一個時間片，優先級減半。 （3）命令集 A）create 隨機創建進程，進程的優先級與所需要的時間片隨機決定； B）ps 查看當前進程狀態 C）sleep 命令將進程掛起 D）kill 命令殺死進程 E）quit命令退出 二、實驗內容 根據教師指定的實驗課題，完成設計、編碼、測試工作。 實驗三 虛擬存儲器 一、目的和要求 1. 實驗目的 （1）掌握先進先出頁面置換算法； （2）掌握隨機替換頁面置換算法； （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）熟悉抖動現象及其產生原理； （6）熟悉C/C++編程。 2、實驗學時：2學時 3、實驗要求 （1）進程占用內存空間共640K，頁面大小是1K/2K/4K/8K； （2）隨機生成256個頁面置換次序； （3）用于分配頁面大小的內存總空間是32K； （4）給出四種頁面置換算法的換頁過程，并計算各自的缺頁率。 二、實驗內容 編寫程序，使用四種不同的頁面替換策略算法進行頁面替換。分別是先進先出，隨機替換，時鐘頁面替換，最近最久未使用頁面替換，并計算缺頁率。