操作系统对处理机的管理采用进程管理

操作系统 实验报告

学 号 专 业 姓 名 班 级 时 间 2011年12月16日 网络工程 5班

实验题目： 处理机调度 实验目的： （1）通过编写程序实现进程或作业先来先服务、高优先权、按时间片轮转调度算法，进一步掌握进程调度的概念和算法，加深对处理机分配的理解。 （2）了解Linux中进程（线程）的调度机制。 （3）学习使用Linux中进程（线程）调度算法，掌握相应的与调度有关的函数。 实验内容与步骤： 程序说明: 1)先来先服务算法：如果早就绪的进程排在就绪队列的前面，迟就绪的进程排在就绪队列的后面，那么先来先服务（FCFS：first come first service）总是把当前处于就绪队列之首的那个进程调度到运行状态。 2)轮转法就是按一定时间片(记为q)轮番运行各个进程。如果q是一个定值，则轮转法是一种对各进程机会均等的调度方法。 3)优先级调度的基本思想是，把当前处于就绪队列中优先级最高的进程投入运行，而不管各进程的下一个CPU周期的长短和其他因素。 具体步骤: 分析问题

********实验报告纸

计算机科学与工程学院 （院、系） 网络工程 专业 083 班 组 操作系统 课

学号************ 姓名 **** 实验日期 2011.05.20 教师评定 实验一、进程管理(3学时、必做)

一、实验目的

通过实验使学生进一步了解进程、进程状态、进程控制等基本概念。基本能达到下列具体的目标：

1、 理解进程 PCB 的概念，以及 PCB 如何实现、如何组织以及管理。

2、 复习数据结构中如何对链的操作，包括建链、删除、插入结点等，来实现进程的管

理。

二、实验内容

1、 建立一个结点，即 PCB 块包括用户标识域、状态域（执行、等待、就绪）、 link 域。 2、 建立三个队列（执行队列、就绪队列、等待队列）。

3、 根据进程状态转换实现对三个队列的具体操作。具体的驱动可以采用时间片算法或

手动调度的形式完成三个状态之间的转换 4、 用 switch 选择语句选择状态。

5、 按照自己的设定能完成所有的状态转换的运行（包括创建和运行结束）。

三、实验步骤

1、 复习进程管理三状态模型部分内容。

2、 预习C++ Builder或VC++、Delphi、J

习题集 - 2 - 进程管理

1. 在优先级调度中，__________类进程可能被“饿死”，即长时间得不到调度。 A． 短进程 B． 长进程 C． 低优先级进程 D． 大内存进程

解： C。优先级调度算法（PRI）的基本思想是：内核为每个进程赋予一个优先级，进程按照优先级的大小顺序在就绪队列中排队，内核将CPU分配给就绪队列头部的第一个进程——优先级最大的进程。因此，进程的优先级越低，在就绪队列中的排队位置就越靠近队列尾，获得运行之前的等待时间就越长。低优先级的进程必须等待所有高优先级进程运行结束后才会被调度运行。如果不断有高优先级的进程加入就绪队列，那么低优先级进程就会一直等待下去。这就是所谓的“饿死”现象。

2. 在下面的系统调用中，__________不会导致进程阻塞。

A． 读/写文件 B． 获得进程PID C． 申请内存 D． 发送消息

解： B。当正在执行的进程需要使用某种资源或等待某个事件时，如果资源已被其他进程占用或事件尚未出现，该进程不能获得所需的资源而无法继续运行，于是，进程将被阻塞。进程在阻塞状态中等待资源被释放，或等待事件的发生。所以，进程在执行系统调用时，如果需要使用某种资源

第2章 进程管理

本章内容提要 什么是进程 进程的状态和组成 进程间的同步与互斥 进程通信 对进程的管理 线程和管程概念 死锁概念2

2.1 进程概念2.1.1 程序顺序执行的特征 ■顺序程序设计

■顺序程序活动特点●顺序性 ●封闭性 ●可再现性3

2.1.2程序并发执行及其特征

■程序并发执行概念▲非多道技术下作业执行过程

▲多道技术下作业执行过程

●作业吞吐量是指在给定时间间隔内所完成作业的数量5

■程序并发执行的特征

① 失去封闭性:多个程序共享系统中的各种资源， 因而这些程序都可改变系统资源的状态。因为 共享资源，程序在执行时可能会走走停停。(执 行—暂停执行—执行) ② 程序与计算不再一一对应：一个共享程序可 被多个用户作业调用，从而形成多个计算。 ③ 并发程序在执行期间相互制约：各程序活动 的工作状态与系统环境密切相关。如程序A使用 独占性质的打印机，则程序B就不能使用。6

2.1.3 进程概念的引入和定义 ■引入进程概念多道程序并发执行所引发的一系列新情况，必 须引入新的概念来描述程序动态执行过程的性质。

■进程概念定义 定义：程序在并发环境中的执行过程 ●进程最根本的属性是动态性和并发性“进程”是操作系统的最基本、最重要

实验二 Windows任务管理器的进程管理

一 实验目的

1）在Windows 任务管理器中对程序进程进行响应的管理操作； 2）熟悉操作系统进程管理的概念； 3）学习观察操作系统运行的动态性能。

二 实验环境

需要准备一台运行Windows XP操作系统的计算机。

三 背景知识

Windows XP的任务管理器提供了用户计算机上正在运行的程序和进程的相关信息，也显示了最常用的度量进程性能的单位。使用任务管理器，可以打开监视计算机性能的关键指示器，快速查看正在运行的程序的状态，或者终止已停止响应的程序。也可以使用多个参数评估正在运行的进程的活动，以及查看CPU 和内存使用情况的图形和数据。

四 实验内容与步骤

启动并进入Windows环境，单击Ctrl + Alt + Del键，或者右键单击任务栏，在快捷菜单中单击“任务管理器”命令，打开“任务管理器”窗口。

当前机器中由你打开，正在运行的应用程序有： 1) 实验二 Windows 任务管理器的进程管理 2) 管理工具 3) 可移动磁盘(I:) Windows“任务管理器”的窗口由 5 个选项卡组成，分别是： 1) 应用程序 2) 进程 3) 性能 4）联网

习题集 - 2 - 进程管理

1. 在优先级调度中，__________类进程可能被“饿死”，即长时间得不到调度。 A． 短进程 B． 长进程 C． 低优先级进程 D． 大内存进程

解： C。优先级调度算法（PRI）的基本思想是：内核为每个进程赋予一个优先级，进程按照优先级的大小顺序在就绪队列中排队，内核将CPU分配给就绪队列头部的第一个进程——优先级最大的进程。因此，进程的优先级越低，在就绪队列中的排队位置就越靠近队列尾，获得运行之前的等待时间就越长。低优先级的进程必须等待所有高优先级进程运行结束后才会被调度运行。如果不断有高优先级的进程加入就绪队列，那么低优先级进程就会一直等待下去。这就是所谓的“饿死”现象。

2. 在下面的系统调用中，__________不会导致进程阻塞。

A． 读/写文件 B． 获得进程PID C． 申请内存 D． 发送消息

解： B。当正在执行的进程需要使用某种资源或等待某个事件时，如果资源已被其他进程占用或事件尚未出现，该进程不能获得所需的资源而无法继续运行，于是，进程将被阻塞。进程在阻塞状态中等待资源被释放，或等待事件的发生。所以，进程在执行系统调用时，如果需要使用某种资源

操作系统实验一 Linux基本环境及进程管理

实验一 Linux基本环境

一、实验目的

（1）熟悉Linux下的基本操作，学会使用各种Shell命令去操作Linux，对Linux有一个感性认识。

（2）学会使用vi编辑器编辑简单的C语言程序，并能对其编译和调试。

二、实验学时

1学时

三、实验内容

（1） 以root用户身份登陆，并使用“ls”,“cat”“cd”等命令来实现基本的文件操作并观察Linux文件系统的特点；

（2） 使用vi编辑器编写一C程序，并用gcc命令进行编译和链接，并用a.out来进行输出结果。

四、背景知识

常用命令练习：

用root账号（超级用户）注册，注册成功出现#号（超级用户系统提示符,普通用户的系统提示符为$）。

1． 注销（退出）系统：logout 或exit

2．练习使用命令ls（注意Linux命令区分大小写。）

使用ls 按字母顺序列出当前目录中所有非隐藏文件；

使用ls –a按字母顺序列出当前目录中所有文件，包括隐藏文件

使用ls –l 查看当前目录所有文件包括当前目录和父目录，包括长度、拥有者和权限； 使用dir 查看当前目录内容

3．使用cd改变当前目录

cd .. 回到上层目录；

cd /home/mj 移动到用户mj的主目录；

cd –

操作系统实验一 Linux基本环境及进程管理

实验一 Linux基本环境

一、实验目的

（1）熟悉Linux下的基本操作，学会使用各种Shell命令去操作Linux，对Linux有一个感性认识。

（2）学会使用vi编辑器编辑简单的C语言程序，并能对其编译和调试。

二、实验学时

1学时

三、实验内容

（1） 以root用户身份登陆，并使用“ls”,“cat”“cd”等命令来实现基本的文件操作并观察Linux文件系统的特点；

（2） 使用vi编辑器编写一C程序，并用gcc命令进行编译和链接，并用a.out来进行输出结果。

四、背景知识

常用命令练习：

用root账号（超级用户）注册，注册成功出现#号（超级用户系统提示符,普通用户的系统提示符为$）。

1． 注销（退出）系统：logout 或exit

2．练习使用命令ls（注意Linux命令区分大小写。）

使用ls 按字母顺序列出当前目录中所有非隐藏文件；

使用ls –a按字母顺序列出当前目录中所有文件，包括隐藏文件

使用ls –l 查看当前目录所有文件包括当前目录和父目录，包括长度、拥有者和权限； 使用dir 查看当前目录内容

3．使用cd改变当前目录

cd .. 回到上层目录；

cd /home/mj 移动到用户mj的主目录；

cd –

进程部分的习题

1. 在公共汽车上，司机进程和售票员进程各司其职。司机在正常行车中售票员售票，两者之间没有制约关系，可以任意并发。但是在其他环节，司机和售票员进程之间存在着如下同步关系：

1）司机停车后等待售票员关门后才能启动车辆。

2） 售票员售完票后，等待司机到站停车，停车后才能打开车门。 var door,stop:semaphore:=0,0begin

parbegin

司机进程： begin while(true){

wait(door); //等待售票员发送关门信息 启动车辆； 正常行车； 到站停车；

signal(stop)； //给售票员发送到站信息 } end;

售票员进程： begin while(true){

关车门;

signal(door); //给司机发送关门信息 售票；

wait(stop)； //等待司机发送到站信息 开车门； 上下乘客； } end

parend end.

2.某寺庙，有小和尚，老和尚若干。有一水缸，由小和尚提水入缸供老和尚饮用。水缸可容10桶水，水取自同一井中。水井径窄，每次中能容下一

进程调度习题

1.有5个进程P1、P2、P3、P4、P5，它们同时依次进入就绪队列，它们的优先数和需要的处理器时间如表所示：

进程 P1 P2 P3 P4 P5 处理器时间 10 1 2 1 5 优先数 4 1 3 4 2 忽略进行调度等所花费的时间，请回答下列问题： （1）写出分别采用“先来先服务”和“非抢占式的优先数”调度算法选中进程执行的次序。

（2）分别计算出上述两种算法中各进程在就绪队列中的等待时间以及两种算法下的平均等待时间，假设优先数越大优先级越高。

2. 在单处理器环境中，有4道作业，其进入系统的时间和所需要的执行时间如下表所示：

作业 1 2 3 4 进入时间（小时） 要求运行时间（小时） 初始优先数 8.00 8.50 9.00 9.50 2.00 0.50 0.10 0.21 1 2 3 1 试分别计算在以下调度算法下，每个作业的周转时间和平均周转时间，其中周转时间是指作业从进入系统开始到作业完成离开系统所花费的时间。

（1）先来先服务调度算法；

（2）可剥夺的优先数调度算法，优先数采用动态优先数（假设优先数改变时机是在新进程进入系统时，优先数越大优先级越高），其计算方法如下：

作业已等待时间

优先数=