操作系统实验：进程管理和LRU/FIFO置换算法

"操作系统实验上机准备及进程管理和处理器调度" 在操作系统的学习中，上机实验是深入理解概念和实际操作的重要环节。2019年的操作系统上机实验1主要涉及了进程管理和处理器调度两个核心主题，通过模拟LRU（最近最少使用）和FIFO（先进先出）两种页面替换算法，帮助学生直观地理解内存管理和多进程的交互。 在实验的准备阶段，学生需要熟悉Cygwin环境，这是一个在Windows平台上模拟Linux环境的工具，使得用户能够在Windows系统中使用Linux命令行工具。此外，掌握C语言语法是必不可少的，因为实验程序将用C语言编写。实验过程中，学生需要学会使用gcc进行编译，例如`gcc 源程序名 –o 目标文件名`，以及使用vi编辑器来编写和修改源代码。同时，对Linux系统的基本命令和父子进程间的控制关系的理解也是关键。 在进程管理部分，实验目标是让学生加深对并发执行概念的理解，掌握进程的创建、控制和协作。这里重点介绍了几个关键的系统调用： 1. `fork()`：创建子进程，返回值是子进程的PID，若失败则返回-1。子进程的初始状态是父进程的副本，但它们各自拥有独立的执行空间。 2. `execve()`：用于替换当前进程的执行映像，加载新的程序执行。参数包括新程序的路径、命令参数列表和环境变量列表。成功执行后，原进程被新程序替换，不会返回。 3. `wait()` 和 `waitpid()`：用于父进程等待子进程的结束，收集并清理子进程的退出状态，以便资源回收。 实验中，学生需要编写程序，使用这些系统调用来实现父子进程间的通信和协作，例如打印各自PID、处理特定的命令等。 处理器调度部分，实验旨在让学生熟悉单处理机中的调度策略。虽然具体细节未给出，但通常会涉及不同调度算法的实现，如FCFS（先来先服务）、SJF（短作业优先）和优先级调度等。通过模拟这些算法，学生可以分析和比较它们的性能，例如周转时间、响应时间和CPU利用率等指标。 这个实验旨在通过实际操作，帮助学生巩固操作系统理论知识，提高他们的编程和问题解决能力，为后续深入学习操作系统原理和实践奠定坚实基础。