По дисциплине. Учебно-методическое пособие

К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

«ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ»

Учебно-методическое пособие

Специальность: 230105 Програм-

мное обеспечение вычислитель-

ной техники и автоматизирован-

ных систем

Череповец

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Операционные системы»: Учеб.-метод. пособие. Череповец: ГОУ ВПО ЧГУ, 2006.- с.

Рассмотрено на заседании кафедры программного обеспечения ЭВМ, протокол № _ от __.__.2006 г.

Одобрено редакционно-издательской комиссией Инженерно-экономического института ГОУ ВПО ЧГУ, протокол №__ от __.__.2006 г.

Составители: Н.К.Сухомлинов – канд.техн. наук, доцент

Рецензенты: А.Н. Зуев, канд. техн. наук, доцент (ГОУ ВПО ЧГУ);
Е.В. Королева, канд. техн. наук (ЗАО «Фирма Стоик», г. Череповец)

Научный редактор: Е.В. Ершов – канд. техн. наук, профессор

© ГОУ ВПО Череповецкий

государственный университет, 2006

Введение

Настоящее учебно-методическое пособие содержит программу дисциплины, описание и порядок выполнения десяти лабораторных работ по дисциплине "Операционные системы": «программа мониторинга работы вычислительной системы»; «программа визуализации работы системных и пользовательских процессов»; «программы реализации алгоритмов планирования FIFO и RR»; «программы реализации алгоритмов планирования Multilevel Queue, Multilevel Feedback Queue»; «программа реализации алгоритма взаимоисключения»; «программа синхронизации на основе семафоров и мьютексов»; «программа реализации задачи производитель-потребитель»; «программа реализации задачи об обедающих философах»; «программы реализации алгоритмов работы с виртуальной памятью»; «программа визуализации характеристик файловой системы»; «программа работы с менеджером ввода-вывода».

Пособие предназначено для изучения и практического освоения студентами специальности 230105 следующих разделов учебной программы: назначение и функции OC, понятие процесса, реализация мультипрограммирования, структура ядра ОС, планирование и диспетчеризация, взаимодействие процессов, монопольный доступ и взаимоисключение, тупики, иерархия памяти, виртуальная память, файловая система ОС, управление устройствами.

Задания к лабораторным работам выполняются на персональных ЭВМ типа IBM PC. Программные особенности выполнения лабораторных работ указаны в тексте заданий.

Порядок выполнения лабораторной работы следующий: ознакомиться с целью, теоретическим материалом и заданиями к работе, выполнить часть задания в компьютерном классе – в соответствии с расписанием. Вторая часть задания (самостоятельная работа) может быть выполнена на домашнем компьютере или в публичных компьютерных классах университета. Ответить на контрольные вопросы. После окончания работы результаты расчетов необходимо представить преподавателю.

Отчет по лабораторной работе должен содержать: титульный лист, цель работы, исходные данные, перечень используемых команд и операторов с комментариями, полученные результаты и выводы по работе. Отчет по работе представляется преподавателю для защиты.

При выполнении практических заданий в компьютерном классе необходимо соблюдать общие правила техники безопасности.

Функции библиотеки Win32 API входят в состав электронной базы данных для разработчиков продуктов Microsoft – Microsoft Developers Network (MSDN) и описаны в ней применительно к языкам С/С++, но их можно исполнять, вызывая в средах и других языков высокого уровня, например Delphi. Для решения задач лабораторных работ можно использовать любую удобную программную среду, а для изучения кода примеров нужно адаптировать его к программной среде.

Библиотека Win32 API имеет следующие функции управления процессами, потоками, семафорами, событиями, “критическими секциями”: СreateProcess – создает новый процесс; ExitProcess или TerminateProcess – завершает процесс; ResumThread – запускает “спящий” процесс; СreateThread – создает поток; ExitTerminate или TerminateThread – завершает поток (последняя используется, если поток “завис”); СreatSemaphore – создает семафор; OpenSemaphore – открывает заведомо созданный семафор; ReleaseSemaphore – освобождает семафор; СreatEvent – создает события; SetEvent – сигнализирует о наступлении события в потоке; WaitForSingleObject – информирует программу о наступлении события; ResetEvent – сбрасывает событие в занятое состояние (если после SetEvent сразу следует ResetEvent, то следует использовать функцию PulseEvent); InitializeCriticalSection – создает объект “критическая секция”; LeaveCriticalSection – покидает “критическую секцию”; DeleteCriticalSection – удаляет объект “критическая секция”; СreateMutex - создает объект синхронизации по принципу взаимоисключения (обычно используется для проверки; запущено приложение или нет).

Функции Win32 API, имеющие отношение к работе с файловой системой: создание и открытие файла – СreateFile; закрытие файла – CloseHandle; копирование файла – CopyFile; перемещение файла – MoveFile и MoveFileEx; удаление файла – DeleteFile; установка текущей файловой позиции – SetFilePointer; расширение и уменьшение файла – SetEndOfFile; чтение и запись – ReadFile и WriteFile соответственно; получение и изменение атребутов файлов – GetFileAttributes и SetFileAttributes соответственно; определение размера файла – GetFileSize; считывание времени создания, доступа, модификации - GetFileTime. Существуют также: функция, определяющая любую информацию о файле по его дискриптору, – GetFileInformationByHandle; функции, информирующие о перечне логических дисков в системе, – GetLogicalDriveStrings и GetLogicalDrives; получение информации о логическом диске – GetVolumeInformation; смена метки диска – SetVolumeLabel; получение информации о свободном пространстве на диске - GetDiskFreeSpace; создание каталога – CreatDirectory; удаление файла – RemoveDirectory; определение текущего каталога – GetCurrentDirectory; смена текущего каталога - SetCurrentDirectory; определение системного каталога – GetSystemDirectory; определение основного каталога – GetWindowDirectory; получение спецификации файла по его имени – GetFullPathName; поиск файлов – SearchPath.

При выполнении ряда лабораторных работ потребуется графическая нотация теории сетей Петри, позволяющая визуализировать в динамике особенности применения ряда методов, алгоритмов и механизмов, реализованных в ОС.

Структура сети представляет собой совокупность позиций и переходов. В соответствии с этим граф сети Петри обладает двумя типами узлов. Кружок является позицией, а планка | - переходом. Ориентированные дуги соединяют позиции и переходы. Они могут быть кратными. Маркировка сети осуществляется присвоением фишек (точек) позициям сети. Сеть Петри выполняется посредством запусков переходов. Переход запускается удалением фишек из его входных позиций и образованием новых фишек, помещаемых в его выходные позиции.

При реализации заданий, сформулированных в настоящем методическом пособии, приведены минимальные требования к средствам и способам визуализации методов, алгоритмов и механизмов работы ОС.

Приведена программа дисциплины.

Р а з д е л I

Дата добавления: 2014-12-07