操作系统实验答案Word格式文档下载.docx
- 文档编号:21415751
- 上传时间:2023-01-30
- 格式:DOCX
- 页数:38
- 大小:268.47KB
操作系统实验答案Word格式文档下载.docx
《操作系统实验答案Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《操作系统实验答案Word格式文档下载.docx(38页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
exit(O);
else
if(p2=fork())(
fbr(i=O;
i++)printf("
son%d\n"
i);
/*保证在子进程终止前,父进程不会终止*/
/*向父进程信号0且该进程推出*/
)
printf^grandchild%d\n\i);
}
〈运行结果)
parent---.
son…
grandcliild---
或grandcliild
••,son
•••grandcliild
•••parent
由于函数printfO输出的字符串之间不会被中断,因此,每个字符串内部的字符顺序输出时不变。
但是,由于进程并发执行时的调度顺序和父子进程的抢占处理机问题,输出字符串的顺序和先后随着执行的不同而发生变化。
这与打印单字符的结果相同。
〈程序2)
intpLp2j;
lockf(1,1,0);
for(i=0;
i-H-)printf(nparent%d\n”,i);
lockf(1,0.0);
wait(0);
/*保证在子进程终止前,父进程不会终止*/exit(O);
if(p2=fork())
{
lockf(1,1.0);
i++)
pnntf(Mson%d\n”,i);
lockf(l,0.0);
}else(lockf(l,LO);
i++)printf(Hdaughter%d\n*\i);
lockf(1,0,0);
exit(O);
})
<运行结果〉
输出parent块,son块,grandchild块的顺序可能不同,但是每个块的输出过程不会被打断。
因为上述程序执行时,lockf(l1,0)锁定标准输出设备,lockf(l,0,0)解锁标准输出设备,在lockf(l,l,0)与lockf(l,0,0)中间的f。
[循环输出不会被中断,加锁与不加锁效果不相同。
3.软中断通信
〈任务1〉
编制一段程序,使用系统调用fork。
创建两个子进程,再用系统调用signal。
让父进程捕捉键盘上来的中断信号(即按ctrl+c键),当捕捉到中断信号后,父进程用系统调用kill。
向两个子进程发出信号,子进程捕捉到信号后,分别输出下列信息后终止:
childprocessliskilledbyparent!
childprocess2iskilledbyparent!
父进程等待两个子进程终止后,输出以下信息后终止:
parentprocessiskilled!
<程序流程图)
#iiiclude<
signal.h>
#mclude<
unistd.h>
voidwaitmg(),stop(),alainungQ;
intwait_maik;
intpLp2;
if(pl=fork())/*创建子进程pl*/
if(p2=fork())/*创建子进程p2*/
{wait_niark=l;
signal(SIGINTstop);
/*接收到八c信号,转stop*/
signal(SIGALRM,alaimmg);
/*接受SIGALRMwaitmgQ;
kUl(pl,16);
/*向pl发软中断信号16*/
kUl(p2,17);
/*向p2发软中断信号17sl7
/*同步*/
printf(npaientprocessiskilled!
\nn);
(wait_niark=l;
signal。
7,stop);
signal(SIGINT,SIG」GN);
/*忽略八c信号*/while(wait_maik!
=O);
lockf(l,L0);
piiiitff'
childprocess2iskilledbypaient!
wait_mark=l;
signal。
6,stop);
signal(SIGINT.SIGJGN);
/*忽略八c信号*/
while(wait_inark!
=0)lockf(1,1,0);
piintff'
childprocess1iskilledbyparent?
\iiM);
}voidwaiting。
sleep(5);
if(wait_mark!
=O)
kill(getpidQ,SIGALRM);
voidalainungQ
wait_niaik=O;
voidstopQ
运行结果》
不做任何操作等待五秒钟父进程回在子进程县推出后退出,并打印退出的顺序;
或者点击ctrl+C后程序退出并打印退出的顺序。
(任务2)
在上面的任务1中,增加语句signal(SIGINT,SIG_IGN)和语句signal(SIGQUIT,SIG_IGN),观察执行结果,并分析原因。
这里,signal(SIGINT,SIG_IGX)和signal(SIGQUIT,SIG_IGN)分别为忽略键信号以及忽略中断信号。
程序)
#include〈unistd.h>
intpidl,pid2;
intEndFlag=0;
intpfl=O;
intpf2=O;
voidIiitDeleteQ
kill(pidlJ6);
kill(pid2J7);
voidlilt1()
pnntf(Hcliildprocess1iskilled!
byparent\nH);
voidInt2Q
printf(Hcliildprocess2iskilled!
main。
intexitpid;
if(pidl=fork())
if(pid2=fbrk())
signal(SIGINTIiitDelete);
waitpid(-l,&
exitpid.O);
piintff'
parentprocessiskilledhi"
);
}else{signal(SIGINT,SIG_IGN);
signal(17,Iiit2);
pause。
;
}}else(
signal(16,hitl);
pause。
〈运行结果〉
请读者将上述程序输入计算机后,执行并观察。
3.进程的管道通信
编制一段程序,实现进程的管道通信。
使用系统调用pipe。
建立一条管道线。
两个子进程P1和P2分别向通道个写一句话:
childlprocessissendingmessage!
child2processissendingmessage!
而父进程则从管道中读出来自两个进程的信息,显示在屏幕上。
#include<
sigiial.h>
main()intfd[2];
charoutpipe[100],mpipe[100];
pipe(fd);
/*创建一个管道*/
wliile((pidl=fbrk())=-1);
if(pidl=O)
lockf(fd[l],LO);
sptin氓outpipujchild1processissendingmessage!
'
*);
/*把串放入数组outpipe中*/
write(fd[l],outpipe,50);
/*向管道写长为50字节的串*/
/*自我阻塞5秒*/
lockf(fd[l]A0);
exit(0);
wliile((pid2=fbrk())=-1);
if(pid2=0)
lockf(fd[l]J,0);
芦互斥*/
spiiiitf(outpipe/cluld2processissendingmessage!
H);
lockf(fd[l].0,0);
read(fd[0],mpipe,50);
/*从管道中读长为50字节的串*/
printf(n%s\n,\mpipe);
read(fd[0],inpipe,50);
延迟5秒后显不:
再延迟5秒:
〈分析〉
请读者自行完成O
〈思考)
1、程序中的sleep(5)起什么作用?
2、子进程1和2为什么也能对管道进行操作?
实验4指导
1消息的创建,发送和接收
(任务〉
使用系统调用msgget(),megsnd(),msgrev()及msgctl()编制一长度为1K的消息发送和接收的程序。
〈程序设计)
(1)为了便于操作和观察结果,用一个程序为“引子”,先后fork。
两个子进程,SERVER和CLIENT,进行通信。
(2)SERVER端建立一个Key为75的消息队列,等待其他进程发来的消息。
当遇到类型为1的消息,则作为结束信号,取消该队列,并退出SERVER。
SERVER每接收到一个消息后显示一句”(server)received”。
(3)CLIENT端使用Key为75的消息队列,先后发送类型从10到1的消息,然后退出。
最后的一个消息,既是SERVER端需要的结束信号。
CLIENT每发送一条消息后显示一句“(client)sent”。
(4)父进程在SERVER和CLIENT均退出后结束。
〈程序)
#iiiclude<
sys/types.h>
sys/nisg.h>
sys/ipc.h>
/*定义关键词MEGKEY*/
/*消息结构*/
/*文本长度*/
#defuieMSGKEY75stiuctmsgfbim(
longmtype;
charmtexe[100];
}msg;
mtnisgqidj;
voidCLIENT()(
inti;
msgqid=msgget(MSGKEY0777|IPC_CREAT);
msg.mtype=i;
prmtf(n(client)sent\iin);
msgsnd(nisgqid.&
msg,1030,0);
/*发送消息msg入msgid消息队列*/
}exit(O);
}voidSERVER()
msgqid=msgget(MSGKEY,0777|IPC_CREAr);
/*由关键字获得消息队列*/do
msgicv(msgqid,&
nisg,1030,0,0);
/*从队列msgid接受消息msg*/
p】intfV'
(servei)[eceive\n"
)while(nisg.mtype!
=1);
/*消息类型为1时,释放队列*/
msgctl(msgqid,IPC_RMID.O);
ifgkO)
SERVERQ;
elseCLIENTO;
结果)
从理想的结果来说,应当是每当Client发送一个消息后,server接收该消息,Client再发送下一条。
也就是说"
(Client)sentM和“(server)received”的字样应该在屏幕上交替出现。
实际的结果大多是,先由Client发送两条消息,然后Server接收一条消息。
此后Client
Server交替发送和接收消息.最后一次接收两条消息.Client和Server分别发送和接收了10条消息,与预期设想一致
〈分析)
message的传送和控制并不保证完全同步,当一个程序不再激活状态的时候,它完全可能继续睡眠,造成上面现象,在多次sendmessage后才receivemessage.这一点有助于理解消息转送的实现机理.
2.共享存储区的创建,附接和断接
〈任务》
使用系统调用shmget(),sgmat(),smgdt(),shmctl0编制一个与上述功能相同的程序.
程序设计)
(1)为了便于操作和观察结果,用一个程序为“引子”,先后fork()两个子进程,SERVER和CLIENT,进行通信。
⑵SERVER端建立一个KEY为75的共享区,并将第一个字节置为-1.作为数据空的标志.等待其他进程发来的消息.当该字节的值发生变化时,表示收到了该消息,进行处理.然后再次把它的值设为-L如果遇到
的值为0,则视为结束信号,取消该队列,并退出SERVER.SERVER每接收到一次数据后显不”(server)received"
.
(3)CLIENT端建立一个为75的共享区,当共享取得第一个字节为-1时,Server端空闲,可发送请求.CLIENT随即填入9到0.期间等待Server端再次空闲.进行完这些操作后,CLIENT退出.CLIENT每发送一次数据后显示“(client)sent”.
(4)父进程在SERVER和CLIENT均退出后结束.
sys/insg.h>
并defineSHMKEY75/*定义共享区关键词*/
intsluiudj;
int*addr;
CLIENT。
shmid=shmget(SHMKEY,1024,0777|ZPC_CREAT);
尸获取共享区,长度1024,关键词SHMKEY*/
fbi(i=9;
i>
=0;
i-)
wliile(*addr!
=-1);
产打印(client)sent*/
/*把i赋给addr*/
/*服务进程使用共享区*/
printf('
(client)sent\nH);
*addr=i;
SERVERQ
do
wliile(*addi==-l);
Xserver)received\n%d'
\*addr);
if(*addr!
*addr=-l;
}while(*addr);
shmctl(shmid,IPC_RMID.0);
maiu0
shmid=shmget(SHMKEY,1024.0777|IPC_CREAT);
/*创建共享区*/
addi=shmat(shmid,O,O);
/*共享区起始地址为addr*/
*addi--l;
if(fork())
}else
(CLIENT。
<结果)
运行的结果和预想的完全一样。
但在运行的过程中,发现每当client发送一次数据后,server要等大约0.1秒才有响应。
同样,之后client又需要等待大约0.1秒才发送下一个数据。
出现上述的应答延迟的现象是程序设计的问题。
当client端发送了数据后,并没有任何措施通知server端数据已经发出,需要由client的查询才能感知。
此时,client端并没有放弃系统的控制权,仍然占用CPU的时间片。
只有当系统进行调度时,切换到了server进程,再进行应答。
这个问题,也同样存在于server端到client的应答过程之中。
3比较两种消息通信机制中的数据传输的时间
由于两种机制实现的机理和用处都不一样,难以直接进行时间上的比较。
如果比较其性能,应更加全面的分析。
(1)消息队列的建立比共享区的设立消耗的资源少.前者只是一个软件上设定的问题,后者需要对硬件操作,实现内存的映像,当然控制起来比前者更杂.如果每次都重新进行队列或共享的建立,共享区的设立没有什么优势。
(2)当消息队列和共享区建立好后,共享区的数据传输,受到了系统硬件的支持,不耗费多余的资源;
而消息传递,由软件进行控制和实现,需要消耗一定的CPU资源.从这个意义上讲,共享区更适合频繁和大量的数据传输.
(3)消息的传递,自身就带存.同步的控制.当等到消息的时候,进程进入睡眠状态,不再消耗CPU资源.而共享队列如果不借助其他机制进行同步,接受数据的一方必须进行不断的查询,白白浪费了大量的CPU资源.可见消息方式的使用更加灵活.
实验5指导
[实验内容]
<任务)
设计一个虚拟存储区和内存工作区,并使用下列算法计算访问命中率.
(1)进先出的算法(FIFO)
(2)最近最少使用的算法(LRU)
(3)最佳淘汰算法(OPT)
(4)最少访问页面算法(LFU)
(5)最近最不经常使用算法(NUR)
命中率=(1-页面失效次数)/页地址流长度
<程序设计〉
本实验的程序设计基本上按照实验内容进行。
即首先用srandO和rand()函数定义和产生指令序列,然后将指令序列变换成相应的页地址流,并针对不同的算法计算出相应的命中率。
相关定义如下:
1数据结构
(1)页面类型
typedefstruct(
intpn,pfn,counter,time;
}pl-type;
其中pn为页号,pfn为面号,counter为一个周期内访问该页面的次数,time为访问时间.
(2)页面控制结构pfc-struct{
intpn,pfn;
structpfc_struct*next;
typedefstructpfobstructpfc_type;
pfjtypepfc_struct[total_vp],*freepf_head,*busypf_head;
pfc_type*busypf_tail;
其中pfc[total_vp]定义用户进程虚页控制结构,
*freepf_head为空页面头的指针,
*busypf_head为忙页面头的指针,
*busypf_tail为忙页面尾的指针.
2.函数定义
(1)Voidinitialize():
初始化函数,给每个相关的页面赋值.
(2)VoidFIF0():
计算使用FIFO算法时的命中率.
(3)VoidLRU():
计算使用LRU算法时的命中率.
(4)Void0PT():
计算使用OPT算法时的命中率.
(5)VoidLFU():
计算使用LFU算法时的命中率.
(6)VoidNUR():
计算使用NUR算法时的命中率.
3.变量定义
(1)inta[total_instruction]:
指令流数据组.
(2)intpageltotal_instruction]:
每条指令所属的页号.
(3)intoffsetLtotal_instruction]:
每页装入10条指令后取模运算页号偏移值.
(4)inttotal_pf:
用户进程的内存页面数.
(5)intdisaffect:
页面失效次数.
4.程序参考源码及结果
<程序)
^defineTRUE1
#defineFALSE0
#defineINVALID-1
^defineNULL0
#
/*指令流长*/
/*虚页长*/
/*清0周期*/
definetotal_instruction320
#definetotal_vp32
#defineclear_period50
typedefstruct/*页面结构*/
intpn;
〃页号logicnumber
intpfn;
〃页面框架号physicalframenumber
intcounter;
〃计数器
inttime;
〃时间
}pl_type;
/*页面线性结构--指令序列需要使用地址*/
/*页面控制结构,调度算法的控制结构*/
pl_typepl[total_vp];
typedefstructpfc_struct{
}pfc_type;
pfjtypepfc[total_vp],*freepf_head,*busypf_head,*busypf_tail;
intdiseffect,a[total_instruction];
/*a□为指令序列*/intpage[total_instruction],off
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 操作系统 实验 答案