计算机操作系统上机教案

计算机操作系统上机教案学院名称：河北政法职业学院系部名称：计算机系课程名称：计算机操作系统任课教师：张敏丽授课题目：操作系统实训1授课序号：12授课班级：司法信息2003级教学方法：讲授，实训课时：2学时教学目的：通过这一章的学习，使学生掌握该计算机系统的使用方法。教学重点：界面的使用。教学难点：熟悉该系统的操作命令。作业布置：教学内容：一、实习内容选择一个计算机系统，熟悉该系统的操作命令，且掌握该计算机系统的使用方法。二、实习目的配合操作系统课程的学习，模拟实现操作系统的功能，有助于对操作系统的理解。操作系统功能的模拟实现可以在计算机系统的终端上进行，也可以在一台微型计算机上进行。根据您的学习条件，选择一个计算机系统，熟悉对该系统的使用，那么您可以顺利地完成本课程的实习。为了尽快地熟悉计算机系统，可编辑一个源程序，且对编辑好的源程序编译、运行、显示/打印运行结果等。三、实习题目1打开:开始-程序-附件-系统工具,①进行磁盘清理,②进行磁盘碎片整理,③进行磁盘扫描,④进行磁盘维护向导的操作,⑤进行系统信息中启动过程的设置.2浏览控制面板-系统---设备管理器信息的查看及控制面板-网络-的配置信息的作用.在控制面板-电源管理-中修改电源管理选项和,在控制面板-日期/时间-中修改日期和时间.2按大纲模式建立一培训练习文档,文档内容为本本书目录的前三章,每章节只取两个标题,然后在普通视图下输入每节的前两行文字,并在页面视图下排版出满意的文档,最后存于Word文档练习中.4根据简历向导建立一个人建立资料,用文件名简历存于Word文档练习文件夹中.授课题目：操作系统实训2授课序号：14授课班级：司法信息2003级教学方法：讲授，实训课时：2学时教学目的：通过这一章的学习，使学生掌握处理机的调度方法。教学重点：调度算法。教学难点：进程调度。作业布置：教学内容：实验一处理器调度一,实验内容选择一个调度算法,实现处理器调度.二,实验目的在采用多道程序设计的系统中,往往有若干个进程同时处于就绪状态.当就绪状态进程个数大于处理器数时,就必须依照某种策略来决定哪些进程优先占用处理器.本实验模拟在单处理器情况下处理器调度,帮助学生加深了解处理器调度的工作.三,实验题目本实验有两个题目,学生可选择其中的一题.第一题:设计一个按优先数调度算法实现处理器调度的进程.[提示]:假定系统有五个进程,每一个进程用一个进程控制块PCB来代表.进程控制块的格式为:进程名时间要求求运行时间优先数状态其中,进程名----作为进程的标识,假设五个进程的进程名分别是P1,P2,P3,P4,P5.指针----按优先数的大小把五个进程连成队列,用指针指出下一个进程的进程控制块首地址,最后一个进程中的指针为0.要求运行时间----假设进程需要运行的单位时间数.优先数----赋予进程的优先数,调度时总是选取优先数大的进程先执行.状态----可假设有两种状态,就绪状态和结束状态,五个进程的初始状态都为就绪状态,用R表示,当一个进程运行结束后,它的状态变为结束,用E表示.在每次运行你所设计的处理器调度程序之前,为每个进程任意确定它的优先数和要求运行时间.为了调度方便,把五个进程按给定的优先数从大到小连成队列,用一单元指出队首进程,用指针指出队列的连接情况.例:队首标志k1k2k3k4k5PCB1PCB2PCB3PCB4PCB5处理器调度总是选队首进程运行.采用动态改变优先数的办法,进程每运行一次优先数就减1.由于本实验是模拟处理器调度,所以,对被选中的进程并不实际的启动运行,而是执行:优先数-1要求运行时间-1来模拟进程的一次运行.提醒注意的是:在实际的系统中,当一个进程被选中运行时,必须恢复进程的现场,它占有处理器运行,直到出现等待事件或运行结束.在这里省去了这些工作.进程运行一次后,若要求运行时间≠0,则再将它加入队列(按优先数大小插入,且置队首标志);若要求运行时间=0,则把它的状态修改为结束(),且退出队列.若就绪状态的进程队列不为空,则重复上面(4)和(5)的步骤,直到所有进程都成为结束状态.在所设计的称序中应有显示或打印语句,能显示或打印每次被选中进程的进程名以及运行一次后进称对列的变化.为五个进程任意确定一组优先数和要求运行时间,启动所设计的处理器调度程序,显示或打印逐次被选中进程的进程名以及进程控制块的动态变化过程.授课题目：操作系统实训3授课序号：16授课班级：司法信息2003级教学方法：讲授法课时：2学时教学目的：通过这一章的学习，使学生掌握处理机的调度方法。教学重点：调度算法。教学难点：进程调度。作业布置：教学内容：设计一个按时间片轮转法实现处理器调度的程序.[提示]假定系统有五个进程,每一个进程用一个进程控制块PCB来代表.进程控制块的格式为:进程名时间要求求运行时间优先数状态其中,进程名----作为进程的标识,假设五个进程的进程名分别是Q1,Q2,Q3,Q4,Q5.指针----进程按顺序排成循环队列,用指针指出下一个进程的进程控制块首地址,最后一个进程中的指针指出第一个进程的进程控制块首地址.要求运行时间----假设进程需要运行的单位时间数.已运行时间----假设进程已经运行的单位时间数,初始值为0.状态----有两种状态,就绪状态和结束状态,初始状态都为就绪,用R表示,当一个进程运行结束后,它的状态变为结束,用E表示.每次运行你所设计的处理器调度程序之前,为每个进程任意确定它的要求运行时间.把五个进程按顺序排成循环队列,用指针指出队列连接情况.另用一标志单元记录轮到运行的进程.例如,当前轮到Q2执行,则有:标志单元k1k2k3k4k5PCB1PCB2PCB3PCB4PCB5处理器调度总是选择标志单元指示的进程运行.由于本实验是模拟处理器调度的功能,所以,对被选中的进程并不实际启动运行,而是执行:已运行时间-1来模拟进程的一次运行,表示进程已经运行过一个单位的时间.请同学们注意:在实际的系统中,当一个进程被选中运行时,必须置上该进程可以运行的时间片值,以及恢复进程的现场,让它占有处理器运行,直到出现等待事件或运行满一个时间片.在这里省去了这些工作,仅用已运行时间+1来表示进程已经运行满一个时间片.进程运行一次后,应把该进程的进程控制块中的指针值送到标志单元,以指示下一个轮到运行的进程.同时,应判断该进程的要求运行时间与已运行时间,若该进程要求运行时间≠已运行时间,则表示它尚未执行结束,应待到下一轮时再运行.若该进程的要求运行时间=已运行时间,则表示它已经执行结束,应把它的状态修改为结束(E)且退出队列.此时,应把该进程的进程控制块中的指针值送到前面一个进程的指针位置.若就绪状态的进程队列不为空,则重复上面(4)和(5)的步骤,直到所有进程都成为结束状态.在所设计的称序中应有显示或打印语句,能显示或打印每次被选中进程的进程名以及运行一次后进称对列的变化.为五个进程任意确定一组要求运行时间,启动所设计的处理器调度程序,显示或打印逐次被选中进程的进程名以及进程控制块的动态变化过程.授课题目：操作系统实训4授课序号：18授课班级：司法信息2003级教学方法：讲授法课时：2学时教学目的：通过这一章的学习，使学生掌握虚拟存储器的功能。教学重点：虚拟存储器的功能。教学难点：虚拟存储器的功能。作业布置：教学内容：实验二虚拟存储器一,实验内容模拟分页式虚拟存储管理中硬件的地址转换和缺页中断,以及选择页面调度算法处理缺页中断.二,实验目的在计算机系统中,为了提高主存利用率,往往把辅助存储器(如磁盘)作为主存储器的扩充,使多道运行的作业的全部逻辑地址空间总和可以超出主存的绝对地址空间.用这种办法扩充的主存储器称为虚拟存储器.通过本实验帮助同学理解在分页式存储管理中怎样实现虚拟存储器.三,实验题目本实验有三道题目,其中第一题必做,第二,三题中可任选一个.第一题:模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断.[提示]分页式虚拟存储系统是把作业信息的副本存放在磁盘上,当作业被选中时,可把作业的开始几页先装入主存且启动执行.为此,在为作业建立页表时,应说明哪些页已在主存,哪些页尚未装入主存,页表的格式为:页号标志主存块号在磁盘上的位置其中,标志----用来表示对应页是否已经装入主存,标志位=1,则表示该页已经在主存,标志位=0,则表示该页尚未装入主存.主存块号----用来表示已经装入主存的页所占的块号.在磁盘上的位置----用来指出作业副本的每一页被存放在磁盘上的位置.作业执行时,指令中的逻辑地址指出了参加运算的操作存放的页号和单元号,硬件的地址转换机构按页号查页表,若该页对应标志为1,则表示该页已在主存,这时根据关系式:绝对地址=块号×块长+单元号计算出欲访问的主存单元地址.如果块长为2的幂次,则可把块号作为高地址部分,把单元号作为低地址部分,两者拼接而成绝对地址.若访问的页对应标志为0,则表示该页不在主存,这时硬件发缺页中断信号,有操作系统按该页在磁盘上的位置,把该页信息从磁盘读出装入主存后再重新执行这条指令.设计一个地址转换程序来模拟硬件的地址转换工作.当访问的页在主存时,则形成绝对地址,但不去模拟指令的执行,而用输出转换后的地址来代替一条指令的执行.当访问的页不在主存时,则输出*该页页号,表示产生了一次缺页中断.运行设计的地址转换程序,显示或打印运行结果.因仅模拟地址转换,并不模拟指令的执行,故可不考虑上述指令序列中的操作.授课题目：操作系统实训5授课序号：20授课班级：司法信息2003级教学方法：讲授,实训课时：2学时教学目的：通过这一章的学习，使学生掌握页面调度算法。教学重点：掌握页面调度算法。教学难点：最近最少用(LRU)页面调度算法处理缺页中断。作业布置：教学内容：用先进先出(FIFO)页面调度算法处理缺页中断.[提示]:在分页式虚拟存储系统中,当硬件发出缺页中断后,引出操作系统来处理这个中断事件.如果主存中已经没有空闲块,则可用FIFO页面调度算法把该作业中最先进入主存的一页调出,存放到磁盘上,然后再把当前要访问的页装入该块.调出和装入后都要修改页表页表中对应页的标志.FIFO页面调度算法总是淘汰该作业中最先进入主存的那一页,因此可以用一个数组来表示该作业已在主存的页面.假定作业被选中时,把开始的m个页面装入主存,则数组的元素可定为m个.例如:P[0],P[1],….,P[m-1]其中每一个P[i](i=0,1,….,m-1)表示一个在主存中的页面号.它们的初值为:P[0]:=0,P[1]:=1,….,P[m-1]:=m-1用一指针k指示当要装入新页时,应淘汰的页在数组中的位置,k的初值为0.当产生缺页中断后,操作系统选择P[k]所指出的页面调出,然后执行:P[k]:=要装入页的页号k:=(k+1)modm再由装入程序把要访问的一页信息装入到主存中.重新启动刚才那条指令执行.编制一个FIFO页面调度程序,为了提高系统效率,如果应淘汰的页在执行中没有修改过,则可不必把该页调出(因在磁盘上已有副本)而直接装入一个新页将其覆盖.因此在页表中增加是否修改过的标志,为1表示修改过,为0表示未修改过,格式为:由于是模拟调度算法,所以,不实际启动输出一页和装入一页的程序,而用输出调出的页号和装入的页号来代替一次调出和装入的过程.把第一题中程序稍作修改,与本题结合起来,FIFO页面调度模拟算法如p103图2-2.磁盘上,在磁盘上的存放地址以及已装入主存的页和作业依次执行的指令序列都同第一题中(4)所示.于是增加了修改标志后的初始页表为:按依次执行的指令序列,运行你所设计的程序,显示或打印每次调出和装入的页号,以及执行了最后一条指令后的数组P的值.为了检查程序的正确性,可再任意确定一组指令序列,运行设计的程序,核对执行的结果.用最近最少用(LRU)页面调度算法处理缺页中断.[提示]在分页式虚拟存储系统中,当硬件发出缺页中断后,引出操作系统来处理这个中断事件.如果主存中已经没有空闲块,则可用LRU页面调度算法把该作业中最先进入主存的一页调出,存放到磁盘上,然后再把当前要