1、操作系統(tǒng)原理實驗報告書班級： 軟件1102學號：姓名：指導教師： 徐向英2012-2013學年第二學期實驗名稱： LINUX用戶界面實驗時間： 2013年_4_月_9_日 第_6_周星期 二一、實驗目的1, 熟悉Linux字符操作界面，熟練掌握常用Shell命令。2, 熟悉Linux文本編輯方法，學會編輯軟件 VI的使 用。3, 了解Linux編譯器gcc的功能，掌握基于Linux平 臺的C程序的開發(fā)二、實驗預習（預備知識的問題及回答）1. 為什么在Linux系統(tǒng)中，諸如光盤、 U盤等要先掛載而后才能使用？如何獲得U盤的 設備名？裝載點在文件系統(tǒng)中的位置是什么？由于文件系統(tǒng)的差異， Linux

2、在默認情況下并不支持軟盤，光盤，U盤，所以需要通過裝在相應盤片才可以訪問其中的數(shù)據(jù)裝載點是掛載文件系統(tǒng)的目錄位置2. 從虛擬機界面退出進入 Windows OS界面的操作是 Ctrl+Alt，從 Windows OS界面進入虛擬機界面的方法是 鼠標點擊虛擬機界面。3權限的含義是什么？如何使用數(shù)字法設定文件的權限？Linux系統(tǒng)中的每個文件和目錄都有相應的訪問許可權限，訪問權限分為只讀（r），可寫（w）和可執(zhí)行三種，有三種不同類型的用戶可以對文件或者目錄進行訪問，分別是文件所有 者（u），同組用戶（g）和其它用戶（0）。所有的文件和目錄都被創(chuàng)建他們的人所擁有。只要 你是這個文件的所有者或者你登陸

3、為用戶，你就擁有了改變所有者，群組和其他人權限的權利。使用數(shù)字法改變權限：命令格式chmod權限數(shù)值文件名說明給指定文件賦予數(shù)值所規(guī)定的權限在數(shù)字設定法中，每種權限設置均可以用數(shù)值來代表，其中0表示沒有權限，1表示可執(zhí)行權限，2表示可寫權限，4表示可讀權限，這些值之和便可以用來設定特定權 限。4.什么過濾操作？在 Linux中如何實現(xiàn)？過濾操作：將一個命令的輸出作為一個命令的輸入Linux實現(xiàn)的命令格式：命令|命令5在Linux中掛載u盤并能顯示其文檔的中文信息，所使用的掛載命令是：Moun t/dev/sdal/m nt/usb 6.什么是vi?其三種操作模式的含義是什么？給出三種工作模式間

4、的轉換圖。命令模式：vi啟動后的默認模式，控制光標的移動，復制刪除文字，進入輸入模式和末行 模式輸入模式：進行文字輸入末行模式：保存文件，退出VI三、實驗內(nèi)容（包含實驗所用命令或相關程序源代碼）1. shelI操作命令（給出每題所用的 Shell命令或命令結果）（1 ）創(chuàng)建名為stu1、stu2的2個用戶，設置密碼分別為 student1和student2，并將它們設為組group1中的成員。#groupadd group1#useradd stu1 -g group1#su stu1Spasswd stu1回車后敲入密碼 stude nt1$exit#useradd stud2 - grou

5、pl#su stu2$passwd stu2$exit（2） 在每個用戶的主目錄下建立2個目錄，分別命名為dirl和dir2。#su stul$cd$mkdir dirl$exit#su stu2$ cd$mkdir dir2$exit（3）查找stul用戶主目錄、下屬各子目錄的默認存取權限，并給出結論。#su stul$cd.$ls-1用戶主目錄權限為：drwx,即目錄的用戶可讀，寫，執(zhí)行，同組和其它的用戶無任何權限#su Stu$cd$ls-1Dirl目錄權限為：drwxr-xr-x,即目錄的用戶可讀，寫，執(zhí)行（4） 調(diào)試pwd和cd命令，回答下列關于Linux文件系統(tǒng)中目錄的有關問題。

6、用戶主目錄的絕對路徑如何表示？/home/stu1/home/stu2 根目錄如何表示？ root 和分別表示什么目錄？子目錄，父目錄 表示什么目錄？ 用戶主目錄當前目錄如何表示?Cd(5)新建用戶stu3,設置其密碼為student3,并將其設置為group2中成員。爾后，以stu3登 錄，在其主目錄下建立名為 text的目錄，在text目錄下再建立名為 dirl的子目錄，并使 其成為當前目錄。#groupadd group2#useradd stu3 -g group2#su stu3$passwd回車后敲入密碼 student3$cd$mkdir text$mkdir dirl$cd t

7、ext/dirl(6)使用catsneakers.txt命令，分析命令行 cat sneakers.txt的顯示結果。$ cats neakers.txtbuy some sn eakersthe n go to the coffee shopthe n buy some coffAD$cat sn eakers.txt從鍵盤中創(chuàng)建一個名為sneakers.txt文件，文件內(nèi)容為：buy some sncakersThen go to the coffee shopThen buy some coff(7)使用上題的方法，在dirl目錄中建立home.txt文件，其內(nèi)容為: bring the

8、 coffee home take off shoes put on sn eakers make some coffee relax!$cd /home/stul/dirl $cathome.txt Bring the coffee home Take off shoes Put on sn eakers Make some coffee Relax!ctrl+d(8)試寫出實現(xiàn)下列功能的shell命令： 將home.txt文件移至其上級目錄中(即 text目錄下)。$mv/home.txt將home.txt添加到sneakers.txt尾部形成新的文件saturday.txt $cat c

9、n eakers.txtasturday.txt$cat home.txtSaturday.txt 將text目錄樹從stu3用戶主目錄下移至 stu2主目錄下。 【使用特權用戶方法】su mv/home/stu3/text/home/stu2【修改目錄權限方法】#cp/home/stu3/text/home/stu23棵子樹)。(9)試畫出上述命令后，用戶stu1、stu2和stu3主目錄中的目錄樹(332. Linux C程序開發(fā)copy功能。(1)編寫Linux C程序，把一個文件的內(nèi)容復制到另一個文件中，即實現(xiàn)簡單的要求：程序輸入的第一個參數(shù)是源文件，第二個參數(shù)是目標文件。【源程序】#

10、in clude#in clude#in clude#in cludeInt main (i nt argc,char *argv)FILE *in, *out;Char ch;lf(argc!=3)Printf( you forgot to en ter a file name n ”；Exit(O);lf(in=fopen(argv1, ”)=NULLPrintf( “an nit open outfilen ”; Exit(O);If(out=fopen(argv2, w”)=NULLPrntf( “an not open outfile ”； Exit(0);While(!feof(i

11、 n)fputc(i n),out);Fclose(i n);Fclose(out);【運行命令】#gcc -o test copy.c#./test file1.c file2.csaturday.txt文件的權限(2)編寫Linux C程序，列出stu2主目錄中的文件信息，并將其中設置為文件所有者可讀可寫、同組用戶只讀、其他用戶無權限。【源程序】#in clude#in clude#in clude #in cludeInt main (i nt argc,char *argv)DIR *dp;Struct dire nt *dirp;Int n=0;lf(arge!=2)Printf(

12、a signle argement is required);Exit(O);If(dp=ope ndir(argv1)=NULL)Printf( cannot open%s,args1);Exit(0);While(dirp=readdir(dp)!=NULL)&(*=50)lf(n%仁=O)pri ntf(N+;Printf( %10sn,dirp-d_name);System( chmod 640/home/stu2/text/dir1/Saturday.txt ” 【運行命令】#gcc -o test list.c#./test.home/stu2實驗名稱:SHELL程序設計實驗時間:

13、2013 年4 月11 日 第 6 周 星、實驗目的熟悉SHELL腳本編程的步驟，掌握基于Bash的Shell腳本開發(fā)。1、實驗預習(預備知識的問題及回答)1. Linux系統(tǒng)默認的shell語言是什么？欲查看該shell的版本，應使用什么命令?Bash shell$echo $BASH VERSION2. 預習shell有關變量和參數(shù)的相關知識，回答下列問題。(1)假設用戶進行了如下的賦值操作:$ pers on=jenny試給出下面命令的輸出結果。1) echo pers onpers on2) echo $pers onjenny3) echo $person$pers on4) ech

14、o $person”iennyShell變量定義HOME保存用戶注冊目錄的絕對路徑PATH保存用冒號分割的目錄路徑PWD當前工作目錄的據(jù)對路徑名PS1主提示符，特權用戶為 #，普通用戶為$位置變量和預定義變量相關的表格。(2 )填充下列與環(huán)境變量、$0當前shell程序的文件名$#位置參數(shù)的個數(shù)$?前一個命令執(zhí)行后返回的狀態(tài)$當前進程的PID3. 寫出下列expr命令的輸出:(1)exprin dexvaluea(2)exprvaluec *v.*u(3)expra ?aaa:a+(4)expra ?aaa:a?(5)expr2+3(6)expr2 +3(7)expr2 *3(8)expr5

15、+expr 2 + 3(9)exprlen gthoperati ng system(10)exprsubstr linux 2 34312+356mon-nu meric argume nt16 inu三、實驗內(nèi)容1.編寫Shell腳本，從命令行中接收一個二元算術表達式并計算其結果。【源程序】#!/bi n/bashIftest $#=3The nCase s2 in+)let z=$1 +$3;-)let z=$1-$3;/)let z=$1/$3;x|x)let z=$1*$3;*)echo war ning -$2 in valid operator! ” exit;EsacEcho

16、answer is szElseEcho usage - $0 value1 operator value2fi【運行】Chmod a+x jisua n./jisuan 2+3分隔的后綴,2 編寫一個以文件列表作為輸入的過濾器程序，要求文件名含有以句點 過濾器輸出每個文件的不帶句點和后綴的文件名。【源程序】Read flagWhile test $flag ”DoLocati on= xpr $locati on=1 Basename=expr substr= $flag ” 1 $location Echo $basec nameRead flagdone【運行】Chmod a+x let

17、ter./letter3.將下面的shell腳本命名為myscript，分析其功能：coun t=$#cmd=echowhile $cou nt-gt 0 docmd=$cmd $cou ntcoun t=expr $co unt- 1doneeval $cmd【命令行輸入】chmod a+x myscript./myscript first second third【運行結果】Third sec ond first【腳本功能分析】將命令行輸入的參數(shù)倒敘顯示4設計一個程序cuts，它從標準輸入讀入數(shù)據(jù)，獲取由第一個參數(shù)n和第二個參數(shù) m所限定范圍的數(shù)據(jù)（包括這兩個字符），n和m都是整數(shù)。例如：

18、$ cuts 1114This is a test of cuts program （輸入）test （顯示結果）【源程序】#!/bi n/bashRead bli neEcho $aline |cut-c $1-$2實驗名稱：進程控制與通信實驗時間：2013 年5 月7_ 日 第_10_周星期2一、實驗目的1加深進程的概念理解，體會進程創(chuàng)建過程，經(jīng)一部 認識進程的異步并發(fā)特征2，了解Linux進程通信原理3，掌握Linux進程控制和進程通信相關的系統(tǒng)調(diào)用二、實驗預習(預備知識的問題及回答)i 寫出下列系統(tǒng)調(diào)用功能：(1) fork ()用于 創(chuàng)建進程(2) getpid () 用于 當前的進

19、程 ID 號(3) wait ()用于 等待子進程結束(4) exit ()用于 進程自我終止(5) pipe ()用于常見無名管道(6) signal ()用于 在信號和信號處理函數(shù)之間建對應關系(7) kill ()用于 發(fā)送信號給指定進程2閱讀fork系統(tǒng)調(diào)用，用偽碼寫出其實現(xiàn)流程。Pid=fork()If pid為負Print當前進程是子進程Else if pid 為 0Print當前進程是父進程3圖示pipe系統(tǒng)調(diào)用生成無名管道時所涉及的數(shù)據(jù)結構。OaB；READ|PlPEj-counc；!i-ccunl-2* file-w*rnwRTTEiPiPEfountlf-ihwfc:hic

20、-r(kdeO11 leJi-l I 4. 在UNIX系統(tǒng)中運行下面程序，最多可以產(chǎn)生多少個進程？畫出進程家族樹。 main () fork();fork();fork(); n”,a);sla=%5); exit(0);并畫出進程家族樹。5下列程序運行后，a的值是多少？main () int a,pid;a=55;pid=fork();if (pid 0) prin tf(error in fork !); exit(O); else if(pid=0) sleep(5); a=99; printf( else sleep(7);printf(“ a=%dO;wait(0);a=99 a=5

21、5;最終 a=55三、實驗內(nèi)容1調(diào)試下面的程序，觀察可能的并發(fā)結果，給出簡要分析,#in clude #in clude #in cludemain () int status;in t pid1=-1,pid2=-1,pid3=-1;pid 1=fork();if (pidl = 0)prin tf(pid1=0,my process id is %dn ”,getpid();else if (pidl 0) prin tf(pid10,my process id is %dn ”,getpid();pid2=fork();if (pid2 = 0)prin tf(pid2=0, my pr

22、ocess id is %dn ”,getpid();else if (pid2 0)printf(” pid20, my process id is %dn ”,getpid();pid3=fork();if (pid3 = 0)prin tf(pid3=0,pid1=%d,pid2=%d, my process id is %dn,pid1,pid2,getpid(); else if (pid3 0)printf(pid30, pid 1=%d,pid2=%d, my process id is %dn,pid1,pid2,getpid(); wait(&status);exit(0);

23、2 編程實現(xiàn)進程間管道通信。要求：父子進程共享一無名管道，兩個子進程作為發(fā)送方分別向管道發(fā)送一行信息，父進程先讀出子進程 P1發(fā)來的信息行，將其轉換為大寫字母輸出；再讀出子進程P2發(fā)來的信息行，將其轉換為小寫字母輸出。【源程序】Int filedes2;Char buffer80;Ma in ()Pipe(filedes);Char str180;Char str280;In t pid1,pid2,l;While(pid=fork()=-1);If(pid1=0)Lockf(filedes1,1,0);Printf( “hild1 in put Stri ng1n ”； Scanf( %s,

24、str1);Write(filedes1,str,sizeof(str1);Lockf(filedes1,0,0);Exit(O);ElseWhile(pid=fork()=-1)If(pid2=0)Lockf(filedes1,1,0)Printf( child2 in put stri ng2n ”； Scanf( %s”str2);Write(filedes1,str2,sizeof(stru2);Lockf(fildes1,0,0);Exit(0);ElseIf(waitpid(pid1, null,O)=pid1) Read(filedes0,buffer,80);For(i=0;i

25、sizeof(str1);i+)bufferi=toupper(bufferi); Printf( parent=child1:%sn ”,buffer);ElsePrintf( waitpid1 error! ”; lf(waitpid(pid2,NULL,0)=pid2) Read(filees0,bufferm80);For(i=0;isizeof(str2);i+)Bufferi=tolower(bufferi);Printf( parent=child2:%sn ”,buffer);ElsePrintf( Waitpid2 error! ”;【運行與測試】(too l Iql i J

26、hotiifi-i: ii Id ihnan.J .r(rno I lo r* ttinf i th i yi n.科書./1 e 11電“hiId input Klf nif Ii 1口噸pircdt Liikldlz匸11訐42 mpul itrrrt IM Ipi. rr a L - l li l IJ2. m* !附加題3 學習下面共享存儲區(qū)的內(nèi)容，并用共享存儲區(qū)的方式實現(xiàn)“觀察者一一報告者”問題 （共享的count變量存于共享存儲區(qū)），并驗證“與時間有關的錯誤”。共享存儲操作使得兩個或兩個以上的進程可以共用一段物理內(nèi)存（一般情況下，兩個進程的數(shù)據(jù)區(qū)是完全獨立的，父進程用fork創(chuàng)建子

27、進程后，子進程會復制父進程數(shù)據(jù)到自己的數(shù)據(jù)區(qū)）。（1）創(chuàng)建共享內(nèi)存#in cludeint shmget（key_t key,size_t size, int permflags）;參數(shù)key是共享內(nèi)存的標識，size是共享內(nèi)存段的最小字節(jié)數(shù)， permflags是訪問權限，值的 設置同semget 一樣。（2 ）共享內(nèi)存的控制#in cludeint shmctl（i nt shmid, int comma nd, struct shmid_ds *shm_stat）;comma nd可設為IPC_STAT,IPC_SET,IPC_RMID。參數(shù)shm_stat指向存放屬性的結構體，具 體內(nèi)

28、容請參考手冊。（3 ）共享內(nèi)存的附接和斷開# includevoid *shmat（int shmid, const void *addr, int shmflags）;int shmdt（c onst void *addr）;由于兩個函數(shù)需指出進程地址空間中的地址，因此比較復雜。簡化的方法是將shmat中的地址設為NULL。【源程序】【運行與測試】實驗名稱：虛擬存儲實驗時間：2013 年_5_月21 日第12 周期2一、實驗目的1, 掌握虛擬存儲器的概念，理解實現(xiàn)虛擬存儲器的基 本方法2, 體會分頁存儲器管理中，頁面置換的過程3，進一步認識多種頁面置換算法的實現(xiàn)機制二、實驗預習（預備知識的問

29、題及回答）1 描述請求分頁的地址轉換過程。2.解釋FIFO頁面置換算法所產(chǎn)生的Belady現(xiàn)象。Belady現(xiàn)象是指當進程分配的內(nèi)存塊數(shù)增加時，進程缺頁率反而上升的現(xiàn)象。FIFO算法在頁面置換時，總是淘汰先進入主存的頁面，而先進入主存的頁面并不一定是以后用不到的頁 面，如果這些頁面以后需要訪問，則將產(chǎn)生缺頁，因此即使分配的內(nèi)存塊數(shù)增加，缺頁率依然有可能上升，這是由于使用的頁面置換算法不合理導致的三、實驗內(nèi)容1計算并輸出下列頁面置換算法在不同內(nèi)存容量(4頁至32頁)下的命中率.(1)最佳置換算法(OPT)先進先出算法(FIFO)(3)最近最久未用頁面置換算法(LRU)具體要求如下：(1)通過隨機

30、函數(shù)產(chǎn)生一個指令序列，共320條指令.指令地址的生成原則如下1) 50%的指令是順序執(zhí)行的；2) 25%的指令是均勻分布在前地址部分；3) 25%的指令是均勻分布在后地址部分；程序中的具體實施方法是：1) 在0,319的指令地址之間隨機選取一起點地址m;2) 順序執(zhí)行一條指令，即執(zhí)行地址為 m+1的指令；3) 在前地址0,m+1中隨機執(zhí)行一條指令，該指令的地址為 m ；4) 順序執(zhí)行一條指令，即執(zhí)行地址為 m +1的指令；5) 在后地址m +2,319中隨機執(zhí)行一條指令 ；重復上述步驟(1)、(5),直到執(zhí)行320條指令為止.將指令序列變換成為頁地址流：設:頁面大小為1k,用戶內(nèi)存容量為4頁逐

31、步增加到32頁,用戶虛存容量為 32k.假定在用戶虛存中，每頁存放10條指令，即320條指令在虛存中的存放方法為：第0條、第9條指令在第0頁；第10條-第19條指令在第1頁；第310條、第319條指令在第31頁.按以上方式用戶指令共組成32頁.據(jù)此可得出指令地址m和頁面號page以及頁內(nèi)位移量offset 之間的計算公式為：page=m/10,offset=m%10.頁地址流長度為 320。【源程序】In t page_stream320;Int b32;Void ran ()Int in struct320;Int I,j,m,m1,m2;Sran d(getpid();I=0;While(