"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。