1、操作系统 原理 实验教学大纲 （双语教学） 一、适用范围 大纲适用于 计算机科学与教育专业 本科 实验 教学使用。 二、课程名称 操作系统 原理 三、学时数与学分 总学时： 72 总学分： 3 实验学时： 18 实验学分： 0.5 四、教学目的和基本要求 目的： 掌握操作系统基本原理。 基本要求： 五、实验项目与学时分配 序号 项目名称 学时 实验类型 1 进程 管理 实验 6 设计性实验 2 存储管理实验 6 设计性实验 3 文件系统 设计 实验 6 设计性实验 总计 18 六、教材、讲义及参考书 实验教 材： 计算机 操作系统 教程 （第 2 版）习题解答与实验指导 张尧学编写 清华大学
2、出版社 参考教材： 操作系统实验指导书 候秀萍等编写 长春工业大学校内印刷 七、实验成绩评定办法 本实验课成绩占本课程成绩的 10， 由以下几方面综合给分： 实验预习、实验记录、实验报告、实验作风、实验操作、实验结果。 1、实验预习：学生课前必须预习，教师通过课堂提问等方式检查预习效果。 2、实验表现 ： 根据学生的课堂纪律、实验态度、独立操作能力、编程能力以及保持实验室卫生等方面的表现进行综合考核 。 3、 实验报告：学生实验后应按时完 成实验报告。要求：内容充实、数据处理正确、书面整洁、结构合理、回答思考问题以及在程序实现过程中所遇到的问题等。 八、实验教学大纲说明 本大纲 共安排 18
3、学时实验，要求学生通过编程验证理论知识，做到理论与实际相结合。 九、实验项目 实验 一：进程管理 实验目的 ： （ 1） 加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别 （ 2） 进一步认识并发的本质 （ 3） 分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法 （ 4） 了解 Linux 系统中进程通信的基本原理 实验内容 ： （ 1） 进程的创建 编写一段程序，使用系统调用 fork（）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。让每个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符“ a”，子进程分别显示“ b”、“ c”；观察记录屏幕上显示的结果，并分析原因。 （ 2） 进
4、程的控制 修改已编写的程序，将每一个进程输出的字符改为一句话，观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析原因。如果在程序中使用系统调用 lockf( )来给每一个进程加锁，可以实现进程的互斥，观察并分析出现的现象。 （ 3） 编写一段程序，实现进程的软中断通信 要求：使用系统调用 fork( )创建两个子进程，再调用系统调用 signal( ) 让父进程捕捉键盘上来的中断信号（即按住 DEL 键）；当捕捉到中断信号后，父进程用系统调用 Kill( )向两个子进程发出信号，子进程捕捉到信号后分别输出下列信息后终止： Child Process1 is killed by parent1 Child
5、Process2 is killed by parent1 Parent Process is killed 在上面的程序中增加语句 signal(SIGINT, SIG-IGN)和 signal(SIGQUIT,SIG-IGN),观察执行结果并分析原因。 实验二：存储管理 实验目的： 本实验的目的是通过请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换算法 实验内容： （ 1） 通过随机数产生一个指令序列，共 320 条指令，指令的地址按下述原则生产： 50的指令是顺序执行的； 25的指令是均匀分布在前地址部分； 25的指令是均匀分布在后地址部分。
6、 （ 2）将指令序列变换成为页地址流 设 页面大小为 1K；用户内存容量为 4 页到 32 页；用户虚存容量为 32K。 在用户虚存中，按每 K 存放 10 条指令排列虚存地址，即 320 条指令在虚存中的存放方式为：第 0 条至第 9 条指令为第 0 页；第 10 条至 19 条指令为第 1 页； 第310 条至 319 条指令为第 31 页 。 （ 3）计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率。 1先进先出算法（ FIFO） 2最近最少使用算法（ LRR） 3最佳使用算（ OPT） 4最少访问页面算法（ LFR） 5最近最不经常使用算法（ NUR） 本实验中，页地址流长度为 320，
7、页面失效次数为每次访问相应指令时，该指令所对应的页不在内存的次数。 实验三：文件系统设计 实验目的：通过一个简单多用户文件系统的设计，加深文件系统的内部功能及内部实现。 实验内容： 为 Linux 系统设计一个简单的二级文件系统。要求做到以下几点： （ 1）可以实现下列几条命令（至少 4 条） Login 用户登录 dir 列文件目录 create 创建文件 delete 删除文件 open 打开文件 close 关闭文件 read 读文件 write 写文件 （ 2）列目录时要求列出文件名、物理地址、保护码和文件长度； （ 3）源文件可以进行读写保护。 十、其他 学科说明：本课程是一门以理论为主的学科，是计算机专业应具有的基本素养，加强理论与实践的结合是本课程的特色。
