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首页计算机操作系统(第3版)实验用书
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《操作系统》
实验指导书
适用专业: 通信工程、网络工程
二 OO七年八月
1
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前言
操作系统是一门理论性和时间性都很强的课程。要学好操作系统的设计原
理,除了听课、看书、做习题外,最好的方法就是在实践中进行,包括使用操
作系统、阅读和分析已有操作系统的源代码、自己设计小型系统模块或模拟算
法等。
本教材安排的实验内容按深度可分为五个层次,即:使用级、观察级、系
统管理级、源码阅读级和实现级。
( ) 使 用 级 : 是 指 如 何 使 用 操 作 系 统 , 包 括 对 命 令 ( 以 及 菜 单 和
)、系统调用和系统文件的使用。
()观察级:是指通过使用级的接口,从外部观察操作系统的内部工作过
程和结构。
()系统管理级:是指系统或设备的安装、配置和性能调整。
()源码阅读级:是指对现有操作系统部分内核源代码的阅读。
()实现级:是指编程模拟实现操作系统某些功能模块。
实 验 的 操 作 平 台 是 和
,其中前者是主要的实验平台,因为源码阅读级等实验都是在
平台上进行的,当然,在 上进行的实验基本上也都可在 !" 平
台上直接进行。根据专业特点及自己的需要以及实验条件等选择相应的实验内
容。
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(目录 #
实验一 安装 Linux 操作系统..............................................................................................3
实验二 Linux 系统用户接口和编程界面.......................................................... ................4
实验三 进程的创建.............................................................................................................5
PC..........................................................................................................................................................6
PC..........................................................................................................................................................7
实验四 进程的控制.............................................................................................................8
实验五 进程间通信................................................................................................... ........11
实验六 进程的管道通信...................................................................................................15
实验七 存储管理常用页面置换算法模拟.......................................................................17
实验一 安装 Linux 操作系统
实验学时:
实验类型:(验证)
实验要求:(必做)
一、实验目的
在供实验的微机上安装 操作系统,后续实验都将在此环境上进行。通过实验,要求:
了解硬件资源要求。
学会安装 系统。
学会启动 系统。
了解 多引导器的配置。
二、实验内容
把 安装到本地硬盘。
主要安装步骤提示:
如果 $!%& 支持光盘启动,则插入 安装光盘,重新启动计算机。
如果从 '%& 环境启动,则在 '%& 提示符下执行批处理命令,如 (。
)或者,准备启动软盘,插入并重新启动计算机。
对硬盘分区,留出交换空间和文件系统的空间。
按提示分阶段装入系统。
配置系统。
三、实验原理、方法和手段
独立完成 操作系统的安装。
四、实验组织运行要求
3
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课堂上集中授课,学生独立完成实验。
五、实验条件
* 机或工作站一台;
安装介质+
六、实验步骤
按 安装步骤完成+
七、思考题
的分区与 分区有什么不同?
八、实验报告
参见实验报告要求;
九、其它说明
课后可以在虚拟机上完成 的安装工作,并完成相关实验。
实验二 系统用户接口和编程界面
实验学时:
实验类型:(验证)
实验要求:(必做)
一、实验目的
.熟悉使用 字符界面、窗口系统的常用命令。
.熟悉运用 常用的编程工具。
.熟悉运用 的在线求助系统。
.掌握在 操作系统环境上编辑、编译、调试、运行一个 * 语言程序的全过程。
二、实验内容
.熟悉开机后登录 系统和退出系统的过程;
.熟悉 字符界面——虚拟终端窗口和 ,以及图形界面——",-如
./ 或 0'1# : 练 习 并 掌 握 常 用 的 操 作 命 令 , 如
、2、3、、4、.3、2、/、23、/、5、、6、22、/、
3、272、等;熟悉常用 的提示符;熟悉字符窗口与图形界面之间的
切换。
.学习使用 的在线求助系统,如 / 和 3 命令等。
.掌握一种 的编辑器,特别是字符界面的 6 工具的使用。
.用 6 编辑一个打印“8!/*3./9字串的 * 语言程序,然后编译并运
行它,记下整个过程。熟悉 .22、.( 等编译器、调试器的使用。
三、实验原理、方法和手段
操作系统环境下完成相关命令的使用;
四、实验组织运行要求
课堂上集中授课,学生独立完成实验。
五、实验条件
* 机或工作站一台;
操作系统;
六、实验步骤
按 安装步骤完成+
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七、思考题
的命令与 命令有什么不同?
八、实验报告
参见实验报告要求;
九、其它说明
课后可以在 虚拟机上并完成相关实验。
实验三 进程的创建
实验学时:
实验类型:(验证)
实验要求:(必做)
一、实验目的
、掌握进程的概念,明确进程的含义
、认识并了解并发执行的实质
二、实验内容
、编写一段程序,使用系统调用 5-#创建两个子进程。当此程序运行时,在系统中有
一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符:父进程显示::,子
进程分别显示字符:(:和字符:2:。试观察记录屏幕上的显示结果,并分析原因。
、修改上述程序,每一个进程循环显示一句话。子进程显示 :.;:及:
;;:,父进程显示 :3;;:,观察结果,分析原因。
三、实验原理、方法和手段
实验手段:编程验证原理;
四、实验组织运行要求
课堂集中授课参考程序和学生编程实现、并回答相关疑问;
五、实验条件
()阅读 ! " 的 52 源码文件,分析进程的创建过程。
()阅读 ! " 的 22 源码文件,加深对进程管理概念的认识。
六、实验步骤
一、进程
!" 中,进程既是一个独立拥有资源的基本单位,又是一个独立调度的基本单位。
一个进程实体由若干个区(段)组成,包括程序区、数据区、栈区、共享存储区等。每个
区又分为若干页,每个进程配置有唯一的进程控制块 *$,用于控制和管理进程。
*$ 的数据结构如下:
、进程表项(2<(1=)。包括一些最常用的核心数据:
进程标识符 !'、用户标识符 !'、进程状态、事件描述符、进程和 区在内存或外
存的地址、软中断信号、计时域、进程的大小、偏置值 2、指向就绪队列中下一个
*$ 的指针 >5、指向 区进程正文、数据及栈在内存区域的指针。
、 区(?)。用于存放进程表项的一些扩充信息。
每一个进程都有一个私用的 区,其中含有:进程表项指针、真正用户标识符 ,
-!'#、有效用户标识符 ,-@26!'#、用户文件描
述符表、计时器、内部 !% 参数、限制字段、差错字段、返回值、信号处理数组。
由于 !" 系统采用段页式存储管理,为了把段的起始虚地址变换为段在系统中的物
理地址,便于实现区的共享,所以还有:
、系统区表项。以存放各个段在物理存储器中的位置等信息。
系统把一个进程的虚地址空间划分为若干个连续的逻辑区,有正文区、数据区、栈区
等。这些区是可被共享和保护的独立实体,多个进程可共享一个区。为了对区进行管理,
核心中设置一个系统区表,各表项中记录了以下有关描述活动区的信息:
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