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计算机操作系统实验四

计算机操作系统实验四

一、实验目的

本实验旨在通过实践，让学生熟悉并理解操作系统中进程调度

和死锁的相关概念、算法和解决方法。

二、实验要求

1.学习理解进程调度的基本概念和相关算法，包括先来先服务

（FCFS）、短作业优先（SJF）、高响应比优先（HRRN）以及时间片

轮转等算法。

2.掌握进程调度算法的实现原理和代码实现方法。

3.学习理解死锁的概念、产生原因以及解决方法，包括资源分

配图法、银行家算法等。

4.掌握死锁相关算法的实现原理和代码实现方法。

5.进行相关实验操作，并记录实验结果和分析。

三、实验步骤

1.进程调度实验

1.1实验环境配置

在操作系统中配置相关环境，创建进程调度实验所需的实

验环境，包括进程控制块（PCB）、进程队列、进程状态等。

1.2先来先服务（FCFS）算法实现

阐述先来先服务算法的实现原理，包括就绪队列、完成队

列的管理和进程状态的切换。

1.3短作业优先（SJF）算法实现

阐述短作业优先算法的实现原理，包括作业调度表、就绪

队列、完成队列的管理和进程状态的切换。

1.4高响应比优先（HRRN）算法实现

阐述高响应比优先算法的实现原理，包括计算响应比、优

先级比较和进程状态的切换。

1.5时间片轮转算法实现

阐述时间片轮转算法的实现原理，包括设置时间片长度、

就绪队列的管理和进程状态的切换。

1.6实验结果分析

运行各种进程调度算法，并记录实验结果，分析每种算法

的优缺点和适用场景。

2.死锁实验

2.1死锁概念和产生原因

阐述死锁的概念、产生原因，包括资源竞争、进程互斥、

不可抢占和循环等。

2.2资源分配图法实现

阐述资源分配图法解决死锁的实现原理，包括资源分配图

的构建和死锁检测算法的应用。

2.3银行家算法实现

阐述银行家算法解决死锁的实现原理，包括安全序列的判

断和资源分配的策略。

2.4实验结果分析

运行资源分配图法和银行家算法，记录实验结果，分析算

法的效果和应用场景。

四、实验结果及分析

经过实验，我们得到了以下结果和分析：

1.进程调度实验结果分析

在不同的进程调度算法下，记录了各个进程在不同时刻的执

行情况、等待时间和周转时间等指标。根据实验结果进行分析，先

来先服务算法适合任务执行时间相差较大的情况下，短作业优先算

法适合任务执行时间相差较小的情况下，高响应比优先算法适合优

先级高的任务，时间片轮转算法适合实时任务等。

2.死锁实验结果分析

通过资源分配图法和银行家算法，实验结果显示了死锁的检

测和解除过程。资源分配图法可以发现并解决潜在的死锁问题，而

银行家算法则可以确保系统能够执行安全的资源分配，避免死锁的

发生。

五、本文档涉及附件

1.实验代码

附件中包含了本实验的所有代码，包括进程调度算法和死锁解

决算法的实现。

六、本文所涉及的法律名词及注释

1.进程控制块（PCB）：用于描述和管理操作系统中的进程，包

括进程标识符、状态、优先级、调度信息等。

2.进程队列：用于存储和管理处于不同状态的进程，包括就绪

队列、完成队列等。

3.资源分配图法：一种通过构建资源分配图来检测和解除死锁

的方法。

4.银行家算法：一种根据资源分配状态来判断系统是否处于安

全状态并避免死锁的算法。

七、全文结束