操作系统实验：进程控制、调度与分页存储管理

"操作系统实验讲义黑大出版" 本实验讲义是针对黑龙江大学（黑大）计算机科学与技术课程中的操作系统课程编写的，由教师金虎编写，旨在帮助学生通过实践深入理解操作系统的核心概念。实验内容涵盖了操作系统的主要功能模块，包括进程控制、进程调度、分页式存储管理和设备管理以及文件系统管理。 1. 进程控制： 在这一部分，学生将学习如何模拟进程结构和控制。进程控制板（PCB）是模拟进程实体的关键，它包含进程ID、状态和队列指针等信息。实验中，虽然无法实现真实的进程创建，但可以通过创建PCB来代表进程。进程状态转换是通过模拟事件（如创建、结束、阻塞、激活、调度和时间片到）来实现的，这可以是随机数驱动或键盘交互的方式。 2. 进程调度： 实验的第二部分重点在于实现不同的调度算法，包括先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）以及时间片轮转。进程的到达时间和服务时间会随机生成或由用户指定，并记录在PCB中。时间片轮转算法中，若进程在指定时间片内未被阻塞，则自动调度下一个就绪进程。 3. 分页式存储管理： 这部分内容让学生掌握分页式存储地址转换，以及请求分页系统中的地址转换。实验涉及FIFO、LRU和OPT这三种常见的页面替换算法，以模拟缺页情况。学生需要输入物理块大小、作业的页表信息，并计算不同算法下的缺页次数和缺页率。地址转换过程中，页表会扩展为请求式的二维页表，包含存在位等信息。 4. 设备管理： 虽然描述中未详细说明，但在实际操作系统中，设备管理通常涉及I/O缓冲、设备分配策略以及中断处理等，这些可能会在实验中以某种形式出现。 5. 文件系统管理： 文件系统管理涉及文件的创建、删除、读写、查找和目录管理等操作。学生可能需要实现简单的文件系统模型，理解文件的逻辑结构与物理存储之间的映射，以及如何实现文件的高效访问。 这份实验讲义通过实践环节使学生能够深入理解操作系统的理论知识，提高他们分析问题和解决问题的能力，为将来从事相关工作打下坚实基础。