《MIS系统软件》实验教学大纲

课程编号 ：

课程名称 ：MIS系统软件 / Operation System

实验总学时数：18

适应专业：信息管理与信息系统

承担实验室：管理学院实验中心

一、实验教学的目的与任务

依据边学习、边实践的原则，让学生在学习过程中通过实验进一步巩固所学的理论与思想，培养学生的实际动手能力。

通过使用高级语言编写程序，加深对高级语言掌握和使用；通过用高级语言实现操作系统中的加密解密和进程管理的程序设计，从而加深对操作操作系统的理解和使用。

二、实验项目及学时分配

三、每项实验的内容和要求

实验一、 加密解密算法

1、实验设备及耗材

实验室提供的计算机设备和基本的网络环境，并安装实验中所要使用的应用软件（Turbo C for Windows 集成实验与学习环境，或者Turboc++3.1 for Windows）。

2、目的要求

通过选取一种加密解密思想，用C语言编写和调试实现其加密解密过程的算法，熟悉和回顾C语言实验环境，以加深对该加密解密算法的理解。

3、实验分析

加密包含两个元素：加密算法和密钥。

加密算法就是用基于数学计算方法与一串数字（密钥）对普通的文本（信息）进行编码，产生不可理解的密文的一系列步骤。

密钥是用来对文本进行编码和解码的数字。将这些文字（称为明文）转成密文的程序称作加密程序。发送方将消息在发送到公共网络或互联网之前进行加密，接收方收到消息后对其解码或称为解密，所用的程序称为解密程序。

将自然语言格式转换成密文的基本加密方法有:替换加密和转换加密。

替换加密：原文的顺序没有改变，通过各种字母映射关系把原文隐藏起来。

转换加密：原文的顺序打乱，重新排列。

4、实验题：（任选一题）

①单字母替换加密方法——恺撒密码

加密方法是把英文字母按字母表的顺序编号作为明文，将密钥定为m，加密算法为将明文加上密钥m，得到密码表，通过相反的过程由密文得到明文。

②单字母替换加密方法——单表置换密码

由密钥Key构造字符置换表，完成加密和解密过程。

③多字母替换加密方法——维吉利亚密码

假设明文m=m1 m2 m3 … mn；密钥k=k1k2 k3 … kn，对应密文c=c1 c2 c3 … cn，密文为：ci=（mi+ki ）mod 26 ，26个字母的序号依次为0~25，ci , mi ,,ki是分别是密文明文密钥中第i个字母的序号。

④转换加密方法

通过将明文每m个字符一组按顺序分为若干个字符串，再按照先列后行形成密文，并分析给出解密的方法。

或者通过给出一个密钥字符串，将明文按密钥字符串长度按顺序分为若干组字符串，再按照密钥字符串各个字符的顺序形成密文，并分析给出解密的方法。

实验二、进程管理实验

1、实验设备及耗材

实验室提供的计算机设备和基本的网络环境，安装实验中所要使用的应用软件（Turbo C for Windows 集成实验与学习环境，或者Turboc++3.1 for Windows）。

2、目的要求

用高级语言编写和调试一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解。

3、实验分析： 设计一个有 N个进程共行的进程调度程序。

进程调度算法：采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）和先来先服务算法。

每个进程有一个进程控制块（ PCB）表示。进程控制块可以包含如下信息：进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。

进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为地指定（也可以由随机数产生）。进程的到达时间为进程输入的时间。

每个进程的状态可以是就绪 W（Wait）、运行R（Run）、或完成F（Finish）三种状态之一。

就绪进程获得 CPU后都只能运行一个时间片。用已占用CPU时间加1来表示。

进程的运行时间以时间片为单位进行计算。如果运行一个时间片后，进程的已占用 CPU时间已达到所需要的运行时间，则撤消该进程，如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时应将进程的优先数减1（即降低一级），然后把它插入就绪队列等待CPU。

每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的 PCB，以便进行检查。

重复以上过程，直到所要进程都完成为止。

4、实验题：（任选一题）

①编写并调试一个模拟的进程调度程序，采用“最高优先数优先”调度算法对五个进程进行调度。

“最高优先数优先”调度算法的基本思想是把CPU分配给就绪队列中优先数最高的进程。

静态优先数是在创建进程时确定的，并在整个进程运行期间不再改变。

动态优先数是指进程的优先数在创建进程时可以给定一个初始值，并且可以按一定原则修改优先数。例如：在进程获得一次CPU后就将其优先数减少1。或者，进程等待的时间超过某一时限时增加其优先数的值，等等

②编写并调试一个模拟的进程调度程序，采用“轮转法”调度算法对五个进程进行调度。

轮转法可以是简单轮转法、可变时间片轮转法，或多队列轮转法。

简单轮转法的基本思想是：所有就绪进程按 FCFS排成一个队列，总是把处理机分配给队首的进程，各进程占用CPU的时间片相同。如果运行进程用完它的时间片后还为完成，就把它送回到就绪队列的末尾，把处理机重新分配给队首的进程。直至所有的进程运行完毕。

四、实验改革与特色

本课程实验相对其他信息专业的课程实验而言，相对比较抽象，实现的难度也较大。但是通过以上两个实验可以加深大家对操作系统进程管理、作业管理和存储管理的理解。

五、教材及实验指导书

教材及参考书：

实验指导书：

自编《MIS系统软件》实验指导书。