操作系统实验报告书.docx
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操作系统实验报告书.docx
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操作系统实验报告书
《操作系统原理》
实验报告书
班级:
学号:
姓名:
指导教师:
2013-2014学年第一学期
实验名称:
LINUX用户界面
实验时间:
年月日第周星期
一、实验目的
1.熟悉Linux字符操作界面,熟练掌握常用Shell命令。
2.熟悉Linux中文本编辑方法,学会编辑软件vi的使用。
3.了解Linux编绎器gcc的功能,掌握基于Linux平台的C程序开发。
二、实验预习(预备知识的问题及回答)
1.为什么在Linux系统中,诸如光盘、U盘等要先挂载而后才能使用?
如何获得U盘的设备名?
装载点在文件系统中的位置是什么?
由于文件系统的差异,Linux在默认情况下并不支持软盘,光盘,U盘,所以需要通过装在相应盘片才可以访问其中的数据
装载点是挂载文件系统的目录位置
2.从虚拟机界面退出进入WindowsOS界面的操作是Ctrl+Alt,从WindowsOS界面进入虚拟机界面的方法是鼠标点击虚拟机界面。
3.权限的含义是什么?
如何使用数字法设定文件的权限?
Linux系统中的每个文件和目录都有相应的访问许可权限,访问权限分为只读(r),可写(w)和可执行三种,有三种不同类型的用户可以对文件或者目录进行访问,分别是文件所有者(u),同组用户(g)和其它用户(o)。
所有的文件和目录都被创建他们的人所拥有。
只要你是这个文件的所有者或者你登陆为用户,你就拥有了改变所有者,群组和其他人权限的权利。
使用数字法改变权限:
命令格式chmod权限数值文件名
说明给指定文件赋予数值所规定的权限
在数字设定法中,每种权限设置均可以用数值来代表,其中0表示没有权限,1表示可执行权限,2表示可写权限,4表示可读权限,这些值之和便可以用来设定特定权限。
4.什么过滤操作?
在Linux中如何实现?
过滤操作:
将一个命令的输出作为一个命令的输入Linux实现的命令格式:
命令|命令
5.在Linux中挂载u盘并能显示其文档的中文信息,所使用的挂载命令是:
Mount/dev/sdal/mnt/usb。
6.什么是vi?
其三种操作模式的含义是什么?
给出三种工作模式间的转换图。
命令模式:
vi启动后的默认模式,控制光标的移动,复制删除文字,进入输入模式和末行模式
输入模式:
进行文字输入
末行模式:
保存文件,退出VI
三、实验内容(包含实验所用命令或相关程序源代码)
1.shell操作命令(给出每题所用的Shell命令或命令结果)
(1)创建名为stu1、stu2的2个用户,设置密码分别为student1和student2,并将它们设为组group1中的成员。
#groupaddgroup1
#useraddstu1–ggroup1
#sustu1
Spasswdstu1回车后敲入密码student1
$exit
#useraddstud2–ggroup1
#sustu2
$passwdstu2
$exit
(2)在每个用户的主目录下建立2个目录,分别命名为dir1和dir2。
#sustu1
$cd~
$mkdirdir1
$exit
#sustu2
$cd~
$mkdirdir2
$exit
(3)查找stu1用户主目录、下属各子目录的默认存取权限,并给出结论。
#sustu1
$cd..
$ls-1
用户主目录权限为:
drwx--------,即目录的用户可读,写,执行,同组和其它的用户无任何权限
#sustu`
$cd~
$ls-1
Dir1目录权限为:
drwxr-xr-x,即目录的用户可读,写,执行
(4)调试pwd和cd命令,回答下列关于Linux文件系统中目录的有关问题。
用户主目录的绝对路径如何表示?
/home/stu1/home/stu2
根目录如何表示?
/root
.和..分别表示什么目录?
子目录,父目录
~表示什么目录?
用户主目录
⑤当前目录如何表示?
Cd~
(5)新建用户stu3,设置其密码为student3,并将其设置为group2中成员。
尔后,以stu3登录,在其主目录下建立名为text的目录,在text目录下再建立名为dir1的子目录,并使其成为当前目录。
#groupaddgroup2
#useraddstu3–ggroup2
#sustu3
$passwd回车后敲入密码student3
$cd~
$mkdirtext
$mkdirdir1
$cdtext/dir1
(6)使用cat>sneakers.txt命令,分析命令行catsneakers.txt的显示结果。
$cat>sneakers.txt
buysomesneakers
thengotothecoffeeshop
thenbuysomecoff
^D
$catsneakers.txt
从键盘中创建一个名为sncakers.txt文件,文件内容为:
buysomesncakers
Thengotothecoffeeshop
Thenbuysomecoff
(7)使用上题的方法,在dir1目录中建立home.txt文件,其内容为:
bringthecoffeehome
takeoffshoes
putonsneakers
makesomecoffee
relax!
$cd/home/stu1/dir1
$cat>home.txt
Bringthecoffeehome
Takeoffshoes
Putonsneakers
Makesomecoffee
Relax!
[ctrl+d]
(8)试写出实现下列功能的shell命令:
将home.txt文件移至其上级目录中(即text目录下)。
$mv/home.txt
将home.txt添加到sneakers.txt尾部形成新的文件saturday.txt。
$catcneakers.txt>asturday.txt
$cathome.txt>>Saturday.txt
将text目录树从stu3用户主目录下移至stu2主目录下。
【使用特权用户方法】
su
mv/home/stu3/text/home/stu2
【修改目录权限方法】
#cp/home/stu3/text/home/stu2
(9)试画出上述命令后,用户stu1、stu2和stu3主目录中的目录树(3棵子树)。
2.LinuxC程序开发
(1)编写LinuxC程序,把一个文件的内容复制到另一个文件中,即实现简单的copy功能。
要求:
程序输入的第一个参数是源文件,第二个参数是目标文件。
【源程序】
#include
#include
#include
#include
Intmain(intargc,char*argv[])
{
FILE*in,*out;
Charch;
If(argc!
=3)
{
Printf(“youforgottoenterafilename\n”);
Exit(0);
}
If(in=fopen(argv[1],”r”))==NULL
{
Printf(“cannitopenoutfile\n”);
Exit(0);
}
If(out=fopen(argv[2],”w”))==NULL
{
Prntf(“cannotopenoutfile”);
Exit(0);
}
While(!
feof(in))fputc(in),out);
Fclose(in);
Fclose(out);
}
【运行命令】
#gcc–otestcopy.c
#./testfile1.cfile2.c
(2)编写LinuxC程序,列出stu2主目录中的文件信息,并将其中saturday.txt文件的权限设置为文件所有者可读可写、同组用户只读、其他用户无权限。
【源程序】
#include
#include
#include
#include
Intmain(intargc,char*argv[])
{
DIR*dp;
Structdirent*dirp;
Intn=0;
If(arge!
=2)
{
Printf(“asignleargementisrequired”);
Exit(0);
}
If(dp=opendir(argv[1])==NULL)
{
Printf(“cannotopen%s”,args[1]);
Exit(0);
}
While(((dirp=readdir(dp))!
=NULL)&&(n<=50))
{
If(n%1==0)printf(“”);
N++;
Printf(“%10s\n”,dirp->d_name);
}
System(“chmod640/home/stu2/text/dir1/Saturday.txt”)
}
【运行命令】
#gcc–otestlist.c
#./test.home/stu2
实验名称:
SHELL程序设计
实验时间:
年月日第周星期
一、实验目的
熟悉SHELL脚本编程的步骤,掌握基于Bash的Shell脚本开发。
二、实验预习(预备知识的问题及回答)
1.Linux系统默认的shell语言是什么?
欲查看该shell的版本,应使用什么命令?
Bashshell
$echo$BASH_VERSION
2.预习shell有关变量和参数的相关知识,回答下列问题。
(1)假设用户进行了如下的赋值操作:
$person=jenny
试给出下面命令的输出结果。
1)echopersonperson
2)echo$personjenny
3)echo‘$person’$person
4)echo“$person”jenny
(2)填充下列与环境变量、位置变量和预定义变量相关的表格。
Shell变量
定义
HOME
保存用户注册目录的绝对路径
PATH
保存用冒号分割的目录路径
PWD
当前工作目录的据对路径名
PS1
主提示符,特权用户为#,普通用户为$
$0
当前shell程序的文件名
$#
位置参数的个数
$?
前一个命令执行后返回的状态
$$
当前进程的PID
3.写出下列expr命令的输出:
(1)exprindex“value”‘a’
(2)expr“value”:
‘v.*u’
(3)expr“aaa”:
‘a\+’
(4)expr“aaa”:
‘a\?
’
(5)expr2+3
(6)expr2+3
(7)expr2\*3
(8)expr5+`expr2+3`
(9)exprlength“operatingsystem”
(10)exprsubstrlinux23
24312+3
56mon-numericargument16inu
三、实验内容
1.编写Shell脚本,从命令行中接收一个二元算术表达式并计算其结果。
【源程序】
#!
/bin/bash
Iftest$#=3
Then
Cases2in
+)letz=$1+$3;;
-)letz=$1-$3;;
/)letz=$1/$3;;
x|x)letz=$1*$3;;
*)echo”warning-$2invalidoperator!
”exit;;
Esac
Echo”answerissz”
Else
Echo”usage-$0value1operatorvalue2”
fi
【运行】
Chmoda+xjisuan
./jisuan2+3
2.编写一个以文件列表作为输入的过滤器程序,要求文件名含有以句点“.”分隔的后缀,过滤器输出每个文件的不带句点和后缀的文件名。
【源程序】
Readflag
Whiletest“$flag”
Do
Location=’expr$location=1’
Basename=’exprsubstr=”$flag”1$location’
Echo$basecname
Readflag
done
【运行】
Chmoda+xletter
./letter
3.将下面的shell脚本命名为myscript,分析其功能:
count=$#
cmd=echo
while[$count–gt0]
do
cmd="$cmd\$$count"
count=`expr$count-1`
done
eval$cmd
【命令行输入】
chmoda+xmyscript
./myscriptfirstsecondthird
【运行结果】
Thirdsecondfirst
【脚本功能分析】
将命令行输入的参数倒叙显示
4.设计一个程序cuts,它从标准输入读入数据,获取由第一个参数n和第二个参数m所限定范围的数据(包括这两个字符),n和m都是整数。
例如:
$cuts1114
Thisisatestofcutsprogram(输入)
test(显示结果)
【源程序】
#!
/bin/bash
Readbline
Echo$aline|cut-c$1-$2
实验名称:
进程控制与通信
实验时间:
年月日第周星期
一、实验目的
1加深进程的概念理解,体会进程创建过程,经一部认识进程的异步并发特征
2,了解Linux进程通信原理
3,掌握Linux进程控制和进程通信相关的系统调用
二、实验预习(预备知识的问题及回答)
1.写出下列系统调用功能:
(1)fork()用于创建进程
(2)getpid()用于获取当前的进程ID号
(3)wait()用于等待子进程结束
(4)exit()用于进程自我终止
(5)pipe()用于常见无名管道
(6)signal()用于在信号和信号处理函数之间建对应关系
(7)kill()用于发送信号给指定进程
2.阅读fork系统调用,用伪码写出其实现流程。
Pid=fork()
Ifpid为负
Print当前进程是子进程
Elseifpid为0
Print当前进程是父进程
3.图示pipe系统调用生成无名管道时所涉及的数据结构。
4.在UNIX系统中运行下面程序,最多可以产生多少个进程?
画出进程家族树。
main()
{fork();
fork();
fork();
}
8个
5.下列程序运行后,a的值是多少?
main()
{inta,pid;
a=55;
pid=fork();
if (pid< 0) { printf("error in fork!
");exit(0);}
elseif(pid==0){sleep(5);a=99;printf(“a=%d\n”,a);sleep(5);exit(0);}
else{sleep(7);
printf(“a=%d\n”,a);
wait(0);
}
}
a=99a=55;最终a=55
三、实验内容
1.调试下面的程序,观察可能的并发结果,给出简要分析,并画出进程家族树。
#include
#include
#include
main ()
{intstatus;
int pid1=-1,pid2=-1,pid3=-1;
pid1=fork();
if (pid1 == 0)
printf("pid1=0,my process id is %d\n",getpid());
else if (pid1 > 0)
{printf("pid1>0,my process id is %d\n",getpid());
pid2=fork();
if (pid2 == 0)
printf("pid2=0,my process id is %d\n",getpid());
else if (pid2 > 0)
printf(" pid2>0,my process id is %d\n",getpid());
}
pid3=fork();
if (pid3 == 0)
printf("pid3=0,pid1=%d,pid2=%d, my process id is %d\n",pid1,pid2,getpid());
else if (pid3 > 0)
printf("pid3>0,pid1=%d,pid2=%d,my process id is%d\n",pid1,pid2,getpid());
wait(&status);
exit(0);
}
2.编程实现进程间管道通信。
要求:
父子进程共享一无名管道,两个子进程作为发送方分别向管道发送一行信息,父进程先读出子进程P1发来的信息行,将其转换为大写字母输出;再读出子进程P2发来的信息行,将其转换为小写字母输出。
【源程序】
Intfiledes[2];
Charbuffer[80];
Main()
{
Pipe(filedes);
Charstr1[80];
Charstr2[80];
Intpid1,pid2,I;
While((pid=fork())==-1);
If(pid1==0)
{
Lockf(filedes[1],1,0);
Printf(“child1inputString1\n”);
Scanf(“%s”,str1);
Write(filedes[1],str,sizeof(str1));
Lockf(filedes[1],0,0);
Exit(0);
}
Else{
While((pid=fork())==-1)
If(pid2==0)
{
Lockf(filedes[1],1,0)
Printf(“child2inputstring2\n”);
Scanf(“%s”,str2);
Write(filedes[1],str2,sizeof(stru2));
Lockf(fildes[1],0,0);
Exit(0);
}
Else
{
If(waitpid(pid1,null,0)==pid1){
Read(filedes[0],buffer,80);
For(i=0;i Printf(“parent==child1: %s\n”,buffer); } Else Printf(“waitpid1error! ”); If(waitpid(pid2,NULL,0)==pid2) { Read(filees[0],bufferm80); For(i=0;i Buffer[i]=tolower(buffer[i]); Printf(“parent==child2: %s\n”,buffer); } Else Printf(“waitpid2error! ”); } } } 【运行与测试】 附加题 3.学习下面共享存储区的内容,并用共享存储区的方式实现“观察者——报告者”问题(共享的count变量存于共享存储区),并验证“与时间有关的错误”。 共享存储操作使得两个或两个以上的进程可以共用一段物理内存(一般情况下,两个进程的数据区是完全独立的,父进程用fork创建子进程后,子进程会复制父进程数据到自己的数据区)。 (1)创建共享内存 #include intshmget(key_tkey,size_tsize,intpermflags); 参数key是共享内存的标识,size是共享内存段的最小字节数,permflags是访问权限,值的设置同semget一样。 (2)共享内存的控制 #include intshmctl(intshmid,intcommand,structshmid_ds*shm_stat); command可设为IPC_STAT,IPC_SET,IPC_RMID。 参数shm_stat指向存放属性的结构体,具体内容请参考手册。 (3)共享内存的附接和断开 #include void*shmat(intshmid,constvoid*addr,intshmflags); intshmdt(constvoid*addr); 由于两个函数需指出进程地址空间中的地址,因此比较复杂。 简化的方法是将shmat中的地址设为NULL。 【源程序】 【运行与测试】 实验名称: 虚拟存储 实验时间: 年月日第周星期 一、实验目的 1.掌握虚拟存储器的概念,理解实现虚拟存储器的基本方法 2.体会分页存储器管理中,页面置换的过程 3.进一步认识多种页面置换算法的实现机制 二、实验预习(预备知识的问题及回答) 1.描述请求分页的地址转换过程。 2.解释FIFO页面置换算法所产生的Belady现象。 Belady现象是指当进程分配的内存块数增加时,进程缺页率反而上升的现象。 FIFO算法在页面置换时,总是淘汰先进入主存的页面,而先进入主存的页面并不一定是以后用不到的页面,如果这些页面以后需要访问,则将产生缺页,因此即使分配的内存块数增加,缺页率依然有可能上升,这是由于使用的页面置换算法不合理导致的 三、实验内容 1.计算并输出下列页面置换算法在不同内存容量(4页至32页)下的命中率. (1)最佳置换算法(OPT) (2)先进先出算法(FIFO) (3)最近最久未用页面置换算法(LRU) 具体要求如下: (1)通过随机函数产生一个指令序列,共320条指令.指令地
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