操作系统课程设计(生产者-消费者,存储管理,虚拟存储器

《操作系统原理》实验指导书 实验一 生产者-消费者模型模拟进程调度 一、实验任务 1、在WINDOWS 2000环境下，创建一个控制台进程，此进程包括4个线程:2个生产者线程和2个消费者线程。 2、用信号量机制解决进程(线程)的同步与互斥问题。 二、实验目的 1.掌握基本的同步互斥算法，理解生产者和消费者模型。 2.了解Windows 2000/XP中多线程的并发执行机制，线程间的同步和互斥。 3.学习使用Windows 2000/XP中基本的同步对象，掌握相应的API。 三、实验要求 1.生产者消费者对缓冲区进行互斥操作。 2.缓冲区大小为10，缓冲区满则不允许生产者生产数据，缓冲区空则不允许消费者消费数据。 3.生产者消费者各循环操作50次。 四、设计思路和采取的方案 1.利用windows提供的API函数CreateSemaphore()创建信号量对象； CreateThread()创建线程； WaitForSingleObject()执行P操作； ReleaseSemaphore()执行V操作； WaitForMultipleObjects()主进程等待线程的结束等函数进行设计。 2.在Windows中，常见的同步对象有：信号量(Semaphore)、互斥量(Mutex) 。 使用这些对象都分为三个步骤，一是创建或者初始化； 接着请求该同步对象，随即进入临界区，这一步对应于互斥量的上锁；最后释放该同步对象，这对应于互斥量的解锁。这些同步对象在主进程中创建，在其子线程中都可。 实验二 存储管理 一、目的和要求 1. 实验目的 （1）掌握时间片轮换的进程调度算法； （2）掌握带优先级的进程调度算法； （3）选用面向对象的编程方法。 2、实验学时：2学时 3、实验要求 （1）自定义PCB的数据结构； （2）使用带优先级的时间片轮转法调度进程，每运行一个时间片，优先级减半。 （3）命令集 A）create 随机创建进程，进程的优先级与所需要的时间片随机决定； B）ps 查看当前进程状态 C）sleep 命令将进程挂起 D）kill 命令杀死进程 E）quit命令退出 二、实验内容 根据教师指定的实验课题，完成设计、编码、测试工作。 实验三 虚拟存储器 一、目的和要求 1. 实验目的 （1）掌握先进先出页面置换算法； （2）掌握随机替换页面置换算法； （3）掌握OPT页面置换算法； （4）掌握最近最少使用页面置换算法； （5）熟悉抖动现象及其产生原理； （6）熟悉C/C++编程。 2、实验学时：2学时 3、实验要求 （1）进程占用内存空间共640K，页面大小是1K/2K/4K/8K； （2）随机生成256个页面置换次序； （3）用于分配页面大小的内存总空间是32K； （4）给出四种页面置换算法的换页过程，并计算各自的缺页率。 二、实验内容 编写程序，使用四种不同的页面替换策略算法进行页面替换。分别是先进先出，随机替换，时钟页面替换，最近最久未使用页面替换，并计算缺页率。