操作系统实验指导书教案.doc

操作系统 实 验 指 导 书 教 案目 录 实验一………………………………………………3 实验二………………………………………………8 实验三………………………………………………13 实验四………………………………………………14 实验五………………………………………………16 实验六………………………………………………18 实验一 进程管理与控制 实验目的 进程管理是操作系统多用户与多任务管理的基本重要手段，用户作业与任务进入内存后采用进程模式进行管理，利用不同进程对资源的不同要求实现进程的并发管理是提高系统效率的有效途径。本实验的目的是要求学生通过实验全面了解进程管理与控制的相关内容，并通过Windows 2000系统中管理控制工具观察进程，分析系统性能。 实验要求 应用操作系统原理模拟程序进一步体会进程管理与控制的相关原理，如PCB、进程基本状态及其状态转换、进程控制、进程互斥与进程同步。 启动一个或多个应用程序，通过Windows 2000系统任务管理器，观看程序、进程和性能标签，并完成实验记录。 实验过程 启动操作系统原理模拟程序系统，选择进程管理与控制模块，创建一组进程，完成进程调度、进程阻塞、唤醒、撤销等控制任务。 打开进程互斥模块，体会进程互斥原理及信号量机制。 打开进程同步模块，体会进程同步原理。 关闭操作系统原理模拟程序系统。 启动一个或多个应用程序，鼠标右键点击任务栏，在快捷菜单中选择任务管理器，观察程序、进程和性能标签。 选择任务管理器查看菜单(在进程标签选择后)，单击“选择列”进行添加进程计数器操作。 启动控制面板，点击“管理工具”图标，选择“性能”，启动系统性能监视器。 在属性中为“PROCESS”和“THREAD”对象添加相应的计数器，监视进程工作状态。 通过Windows 2000系统帮助文件，查找相关内容，并完成实验记录。 实验记录 实验练习 选择任务管理器进程标签，添加“页面错误增量”列，并启动应用程序进行观察。 什么是句柄？有什么用途？ 线程与进程有什么区别？ 实验小结 附: Windows NT中的进程知识 一、进程 1、定义：Windows NT中进程被定义为表示操作系统所要做的工作，是操作系统用于组织其必须完成的诸项工作的一种手段。 2、 NT中的进程由以下四个部分组成： （1）一个可执行的程序：它定义了初始代码和数据； （2）一个私用地址空间：即进程的虚拟地址空间； （3）系统资源：由操作系统分给进程，并且是进程执行时所必须的一个资源的集合； （4）至少有一个执行线程。 二、线程 1、定义：进程内的一个执行单元；进程内的一个可调度实体。 2、线程的组成： （1）一个唯一标识符，称之为客户ID； （2）描述处理器状态的一组状态寄存器的内容（相当于“老程序状态字”的意思； （3）两个栈，分别用于用户态和核心态下执行时使用； （4）一个私用存储器。 为什么NT要推出线程来实现并行性呢？问题是因为两进程来实现并行性并不总是有效的。以UNIX为例，当一个进程创建一个子进程时，系统必须将父进程地址空间的所有内容拷贝到新进程的地址空间中去。这对大地址空间来说，这操作很费时，更何况两进程还需要建立共享数据。如果用多线程不实现并行性要有利得多，因为这些线程共享进程的同一地址空间、对象句柄以及其它资源，所以没有用进程来实现并行性所存在的缺点，此外还有如下的优点： （1） 通过线程可方便而有效地实现并行性，进程可创建多个线程来执行同程序的不同部分，如一个编译进程可创建预处理线程和编译线程这样两线程。 （2）创建线程比创建进程要快，而且只需很少的开销，因为所有线程除栈和寄存器内容外共享同一主存，不需特殊的数据传送机制（如发消息），一个线程只需简单地把输出写入主存，另一线程可以读出作为输入。而且进程的资源线程都可用。 （3）创建多线程进程，对多个用户同时提出服务请求时的回答也十分有利，因为服务器程序只被装入主存一次，就可使每个客户的服务请求分别由一个独立的服务器线程，通过执行适当的服务器功能，并行地为客户进行处理。 NT的线程有些什么特点呢？ （1）线程也是作为对象来实现。 （2）每个NT进程创建时只有一个线程，需要时这个线程可以创建其它线程； （3）线程调用系统服务是采用陷阱（trap）方式。 线程对象类 对象类 线程 对象体属性 客户ID 线程描述表 动态优先级 基本优先级 线程处理器表 线程执行时间 报警状态 挂起记数 模仿令牌 终止端口 线程退出状态 服务 创建线程 打开线程 查询线程信息 当前线程 终止线程 取得描述表 置描述表 挂起 重新开始 报警线程 检测线程警报 寄存器终止端口 （4）线程是调度的基本单