实验一、进程调度算法的设计.pdf

操作系统实验设计 操作系统是计算机科学中的一门重要课程，涉及到计算机系统的管理和优化。操作系统实验设计是学习操作系统原理的重要环节，本文介绍四个实验设计：进程调度算法设计、死锁避免算法设计、内存页面置换算法设计和磁盘调度算法设计。 实验一、进程调度算法的设计 进程调度是操作系统中最重要的部分之一，它决定了系统的性能和效率。进程调度算法的设计是学习操作系统原理的重要步骤。本实验的目的是通过设计短进程优先调度算法（SPF）和时间片轮转调度算法（RR），深入理解进程调度的原理。 在本实验中，学生需要实现一个进程控制块（PCB）的数据结构，以表示进程的信息。每个进程都需要赋予唯一的进程 ID、进程到达时间和进程需要运行的总时间的属性。在实现 RR 算法时，以 1 为时间片单位。学生需要输入 5 个进程序列，并按照进程的 ID 输出其执行序列。 实验二、死锁避免算法设计 死锁是操作系统中的一种特殊情况，可能会导致系统崩溃。银行家算法是避免死锁的常用算法。本实验的目的是通过设计银行家算法，深入理解避免死锁的原理。 在本实验中，学生需要实现银行家避免死锁算法。学生可以自定义进程数目、资源类型和每种类型资源的数目，并输入每个进程对每种资源的最大需求和已经获得的数量。当某进程发起某种资源请求时，学生需要计算系统状态是否安全。 实验三、内存页面置换算法的设计 虚拟存储管理是操作系统中的一项重要技术，用于提高系统的性能。本实验的目的是通过设计内存页面置换算法，深入理解虚拟存储管理的原理。 在本实验中，学生需要实现最近最久未使用（LRU）置换算法。学生需要假设系统采用固定分配局部置换策略，某进程的总页面数为 8，分别以数字 0－7 来代表。在运行时，学生需要输入分配给该进程的页块数和一个 20 位长的页面访问序列，输出缺页次数和缺页率。 实验四、磁盘调度算法的设计 磁盘调度算法是操作系统中的一项重要技术，用于提高磁盘访问速度。本实验的目的是通过设计磁盘调度算法，深入理解提高磁盘访问速度的原理。 在本实验中，学生需要实现最短寻道时间优先（SSTF）和扫描（SCAN）算法。学生需要给出任意的输入流，计算平均寻道长度，并且可以定制输入流长度和磁头移动方向。 本文介绍了四个操作系统实验设计，涉及到进程调度、死锁避免、内存页面置换和磁盘调度四个方面。这些实验设计可以帮助学生深入理解操作系统原理，并提高他们的编程能力和分析能力。