Linux基本環(huán)境_實驗日志

1、指導教師： 姓 名： 學 院： 專 業(yè)： 班 級： 學 號： - 25 - Linux基本環(huán)境 實驗日志指導教師 實驗時間 年 月 日學院 計算機科學與技術學院 專業(yè) 信息安全 班級 學號 姓名 實驗室 實驗題目：Linux基本環(huán)境實驗目的：1.熟悉Linux下的基本操作，學會使用 各種Shell命令去操作Linux，對Linux有一個感性的認識；2.學會使用vi編輯器編輯簡單的C語言程序，并能對其編譯和調(diào)試。實驗要求：1.參閱相關Linux操作系統(tǒng)的安裝手冊，熟悉Linux的基本安裝和配置；2.參閱相關Linux的命令參考手冊，熟悉Linux下的操作命令。實驗內(nèi)容： 以普通用戶身份登陸，并使

2、用“l(fā)s”,“cat”“cd”等命令來實現(xiàn)基本的文件操作并觀察Linux文件系統(tǒng)的特點；使用vi編輯器編寫一個C程序，并用gcc命令進行編譯和鏈接，并用a.out來進行輸出結果。實驗步驟及結果：1.到學校軟件中心下載一個名叫putty的軟件2.用putty登錄到遠程linux服務器IP：172.23.26.105  (172.23.26.10備用)   用戶名：student  密碼：student1233.進行如下常用命令練習：n 練習使用命令ls（注意Linux命令區(qū)分大小寫。）u 使用ls 查看當前目錄內(nèi)容；使用ls 查看指定目錄內(nèi)容，如/目錄，/

3、etc目錄u 使用ls all 查看當前目錄內(nèi)容；使用dir 查看當前目錄內(nèi)容n 使用cd改變當前目錄u cd . 回到上層目錄 ；cd / 回到根目錄n pwd 顯示當前路徑 n 建立目錄mkdiru mkdir 目錄名 ； mkdir /home/s2001/newdir n 刪除目錄：rmdir；n 復制文件cp： 如 cp 文件名1 文件名2n 移動文件或目錄: mv n 刪除文件 rmn 顯示文件內(nèi)容：more (分頁顯示); n 顯示文件：cat 文件名 建立文件：cat >文件名，ctrl+d結束輸入4.使用編輯器vi 編輯文件心得體會： 通過本次實驗，我熟悉了在Linux

4、下的基本操作，學會了使用各種Shell命令去操作Linux，并且對Linux有一個感性的認識；同時也學會了怎樣使用vi編輯器編輯簡單的C語言程序，并能對其編譯和調(diào)試。 進程管理（上） 實驗日志指導教師 劉銳 實驗時間：2011年10月27日學院 計算機科學與技術學院 專業(yè) 信息安全 班級0440901學號 2009211868姓名 游麗 實驗室S331實驗題目：進程管理（上）實驗目的：1.加深對進程概念的理解，明確進程和程序的區(qū)別。2.進一步認識并發(fā)執(zhí)行的實質(zhì)。實驗主要步驟及結果： 編寫一段程序，使用系統(tǒng)調(diào)用fork( )創(chuàng)建兩個子進程。當此程序運行時，在系統(tǒng)中有一個父進程和兩個子進程活動。讓

5、每一個進程在屏幕上顯示一個字符；父進程顯示字符“a”，子進程分別顯示字符“b”和“c”。試觀察記錄屏幕上的顯示結果，并分析原因。1.源程序：#include<stdio.h>#include<unistd.h>int main(void)int p1,p2;Int i;If(p1=fork() for(i=0;i<500;i+) printf("you"); wait(0); exist(0);else if(p2=fork() for(i=0;i<500;i+) printf("are"); wait(0); exi

6、st(0); else for(i=0;i<500;i+) printf("beautiful!"); exist(0); 2.實驗結果：心得體會： 通過本次實驗，我加深了對進程概念的理解，進一步認識并發(fā)執(zhí)行的實質(zhì)。并且通過編寫一段程序，使系統(tǒng)調(diào)用fork( )創(chuàng)建兩個子進程，當此程序運行時，在系統(tǒng)中有一個父進程和兩個子進程活動，讓每一個進程在屏幕上顯示一個字符；在第二個實驗中之所以會出現(xiàn)順序混亂，是由于進程并發(fā)執(zhí)行時的調(diào)度順序和父子進程的搶占處理機問題，輸出字符串的順序和先后隨著執(zhí)行的不同而發(fā)生變化。 進程管理（下） 實驗日志指導教師 劉銳 實驗時間： 2011 年

7、 11 月 3 日學院 計算機科學與技術學院 專業(yè) 信息安全 班級 04490901 學號 2009211868 姓名 游麗 實驗室 s331B 實驗題目：進程管理（下）實驗目的 1.加深對進程概念的理解，明確進程和程序的區(qū)別。 2.進一步認識并發(fā)執(zhí)行的實質(zhì)。 3.分析進程競爭資源現(xiàn)象，學習解決進程互斥的方法。 4.了解Linux系統(tǒng)中進程通信的基本原理。實驗要求 1.閱讀Linux中fork，signal，lockf等系統(tǒng)調(diào)用的功能和用法。 2.了解什么是管道，了解進程間通信的常用方法。 3.編寫一段程序，使其現(xiàn)實進程的軟中斷通信。4.編制一段程序，實現(xiàn)進程的管理通信。 實驗主要步驟及結果：

8、1. 編寫一段程序，使其現(xiàn)實進程的軟中斷通信。 要求：使用系統(tǒng)調(diào)用fork()創(chuàng)建兩個子進程，再用系統(tǒng)調(diào)用signal()讓父進程捕捉鍵盤上來的中斷信號（即按DEL鍵）；當捕捉到中斷信號后，父進程用系統(tǒng)調(diào)用Kill()向兩個子進程發(fā)出信號，子進程捕捉到信號后分別輸出下列信息后終止： Child Processll is Killed by Parent! Child Processl2 is Killed by Parent! 父進程等待兩個子進程終止后，輸出如下的信息后終止 Parent Process is Killed!（1）程序：#include <stdio.h> #in

9、clude <signal.h> #include <unistd.h> #include <stdio.h> #include <sys/types.h>   int wait_flag; void stop();   main() int pid1,pid2;   signal(3,stop); /or signal(14,stop); while(pid1=fork()=-1); if(pid1>0) while(pid2=fork()=-1); if(pid2>0) / wait_flag=1;

10、sleep(5); kill(pid1,16); kill(pid2,17); wait(0); wait(0); printf("Parent process is killed !n"); exit(0); else / wait_flag=1; signal(17,stop); printf("Child process 2 is killed by parent !n"); exit(0); else / wait_flag=1; signal(16,stop); printf("Child process 1 is killed by

11、 parent !n"); exit(0);   void stop() wait_flag=0; （2）運行結果：child process 1 is killed by parent! child process 2 is killed by parent! Parent process is killed! （3）分析： 上述程序中,實用函數(shù)signal()都放在一段程序的前面部位,而不是在其他接收信號處。這是因為signal()的執(zhí)行只是為進程指定信號量16或17的作用,以及分配相應的與 stop()過程鏈接的指針。從而signal()函數(shù)必須在程序前面部分執(zhí)行。

12、2.編制一段程序，實現(xiàn)進程的管理通信。 使用系統(tǒng)調(diào)用pipe()建立一條管道線；兩個子進程P1和P2分別向管道中寫一句話： Child 1 is sending a message! Child 2 is sending a message! 而父進程則從管道中讀出來自于兩個子進程的信息，顯示在屏幕上。 要求父進程先接收子進程P1發(fā)來的消息，然后再接收子進程P2發(fā)來的消息。（1）程序：#include<unistd.h> #include<signal.h> #include<stdio.h> int pid1,pid2; main() int fd2; c

13、har OutPipe100,InPipe100; pipe(fd); while(pid1=fork()=-1); if(pid1=0) lockf(fd1,1,0); sprintf(OutPipe,"child 1 process is sending message!"); write(fd1,OutPipe,50); sleep(5); lockf(fd1,0,0); exit(0); else while(pid2=fork()=-1); if(pid2=0) lockf(fd1,1,0); sprintf(OutPipe,"child 2 proee

14、ss is sending message!"); write(fd1,OutPipe,50); sleep(5); lockf(fd1,0,0); exit(0); else wait(0); read(fd0,InPipe,50); printf("%sn",InPipe); wait(0); read(fd0,InPipe,50); printf("%sn",InPipe); exit(0); （2）運行結果：child 1 is sending message! child 2 is sending message! 心得體會：通過本次

15、實驗，我加深了對進程概念的理解，更加明白了進程和程序之間的區(qū)別，也進一步認識并發(fā)執(zhí)行的實質(zhì)。同時我也學習到了解決進程互斥的方法。在編寫程序方面，了解了Linux中fork，signal，lockf等系統(tǒng)調(diào)用的功能和用法。在以后的學習中我會更加努力的學習操作系統(tǒng)，逐步深入的了解操作系統(tǒng)。 信號量 實驗日志指導教師 劉銳 實驗時間：2011年11月10日學院 計算機科學與技術 專業(yè) 信息安全 班級 0490901 學號 2009211868姓名 游麗 實驗室 S331B 實驗題目：用信號量實現(xiàn)進程間通信實驗目的 ：1.了解和熟悉Linux中信號量機制在進程間通信的作用。2.進一步熟悉在Linux環(huán)

16、境下的編程。實驗要求:1.熟讀理論教材中關于信號量的基本原理和工作方式；2.stu用戶用man命令查詢信號量機制的相關函數(shù)semget,semctl,semop的使用方法。實驗主要步驟及結果：1.分析代碼sem1.c2.在代碼中表示注釋出寫出代碼段作用。 注釋結果如下：/* 函數(shù)聲明及信號量定義 */#include <unistd.h>#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/sem.

17、h>#include "semun.h"static int set_semvalue(void);static void del_semvalue(void);static int semaphore_p(void);static int semaphore_v(void);static int sem_id;int main(int argc, char *argv) int i; int pause_time; char op_char = 'O' srand(unsigned int)getpid(); sem_id = semget(key_

18、t)1234, 1, 0666 | IPC_CREAT); /*創(chuàng)建一個新的信號量*/ /*如果有參數(shù)，設置信號量，修改字符*/ if (argc > 1) if (!set_semvalue() fprintf(stderr, "Failed to initialize semaphoren"); exit(EXIT_FAILURE); op_char = 'X' sleep(2); /*執(zhí)行p操作*/for(i = 0; i < 10; i+) if (!semaphore_p() exit(EXIT_FAILURE); printf(&qu

19、ot;%c", op_char);fflush(stdout); pause_time = rand() % 3; sleep(pause_time); printf("%c", op_char);fflush(stdout);/* 執(zhí)行V操作 */if (!semaphore_v() exit(EXIT_FAILURE); pause_time = rand() % 2; sleep(pause_time); printf("n%d - finishedn", getpid(); if (argc > 1) sleep(10); del

20、_semvalue(); /*刪除信號量*/ exit(EXIT_SUCCESS);/* 設置信號量 */static int set_semvalue(void) union semun sem_union; sem_union.val = 1; if (semctl(sem_id, 0, SETVAL, sem_union) = -1) return(0); return(1);/* 刪除信號量 */static void del_semvalue(void) union semun sem_union; if (semctl(sem_id, 0, IPC_RMID, sem_union)

21、 = -1) fprintf(stderr, "Failed to delete semaphoren");/* 執(zhí)行P操作 */static int semaphore_p(void) struct sembuf sem_b; sem_b.sem_num = 0; sem_b.sem_op = -1; /* P() */ sem_b.sem_flg = SEM_UNDO; if (semop(sem_id, &sem_b, 1) = -1) fprintf(stderr, "semaphore_p failedn"); return(0); r

22、eturn(1);/* 執(zhí)行V操作*/static int semaphore_v(void) struct sembuf sem_b; sem_b.sem_num = 0; sem_b.sem_op = 1; /* V() */ sem_b.sem_flg = SEM_UNDO; if (semop(sem_id, &sem_b, 1) = -1) fprintf(stderr, "semaphore_v failedn"); return(0); return(1);3.分兩次啟動這個程序，第一次啟動時加上一個參數(shù)，分析程序輸出結果。運行結果：心得體會： 在這次

23、實驗之前，我在理論教材中學習了關于信號量的基本原理和工作方式，以及用man命令查詢信號量機制的相關函數(shù)semget,semctl,semop的使用方法。 通過本次實驗，我了解和熟悉了Linux中信號量機制在進程間通信的作用，并且進一步熟悉了在Linux環(huán)境下的編程，本次試驗使我收獲了很多知識！ 文件系統(tǒng)（上） 實驗日志指導教師 梁峰 實驗時間： 2011年11 月14 日學院 計算及科學與技術學院 專業(yè) 信息安全 班級 0440901 學號 2009211868 姓名 游麗 實驗室 s331B 實驗題目：文件系統(tǒng)（上）實驗目的：1.理解文件系統(tǒng)2.掌握常見文件系統(tǒng)的文件目錄操作的系統(tǒng)函數(shù)實驗要

24、求：參照現(xiàn)代操作系統(tǒng)中文件系統(tǒng)章節(jié)中關于文件拷貝的代碼范例，在理解吸收的基礎上，自己編一個程序，能夠?qū)崿F(xiàn)在本用戶目錄下的跨目錄之間的拷貝：比如，實現(xiàn)把/home/stu/123456目錄下的一個文件拷貝到/home/stu/654321目錄下實驗主要步驟：（教材中的示范代碼，如下：）2.用“mkdir”命令分別創(chuàng)建目錄/home/student/youli和/home/student/youli，用“cat>hx321”創(chuàng)建一個名為you321的文件； 3.用命令cp you321 youli實現(xiàn)把/home/student/youli目錄下的文件名為you321的文件拷貝到/home/

25、student/xxhh目錄下實驗結果如下：心得體會： 通過這次實驗讓我理解了文件系統(tǒng)的操作，并且掌握常見文件系統(tǒng)的文件目錄操作的系統(tǒng)函數(shù)，以及在linux環(huán)境下，cp、mkdir、cat等文件系統(tǒng)相關的一些操作命令，我深刻的體會到只有理論知識是沒有用的，只有將理論與實際相結合才能收獲更多。 內(nèi)存管理(上) 實驗日志指導教師 劉銳 實驗時間： 2011 年 11 月 17 日學院 計算機科學與技術學院 專業(yè) 信息安全 班級 04490901 學號 2009211868 姓名 游麗 實驗室 s331B 實驗題目：存儲管理（上）實驗目的： 本實驗的目的是通過存儲管理中FIFO頁面置換算法模擬設計，

26、了解虛擬存儲技術的技術特點，掌握請求頁式存儲管理的頁面置換算法。實驗要求：1.通過隨機數(shù)產(chǎn)生一個指令序列，共320條指令。指令的地址按下述原則生成： 50%的指令是順序執(zhí)行的； 50%的指令是均勻分布在前地址部分； 50%的指令是均勻分布在后地址部分。 具體的實施方法是： 在 0，319 的指令之間隨即選取一起點m; 順序執(zhí)行一條指令，即執(zhí)行地址為m+1的指令； 在前地址0，m+1中隨機選取一條指令并執(zhí)行，該指令的地址為m； 順序執(zhí)行一條指令，其地址為 m+ 1； 在后地址m+ 2，319中隨機選取一條指令并執(zhí)行； 重復上述步驟-，直到執(zhí)行320次指令。2.將指令序列變換為頁地址流設：頁面大小

27、為1k； 用戶內(nèi)存容量為4頁到32頁； 用戶虛存容量為32k。在用戶虛存中，按每k存放10條指令排在虛存地址，即320條指令在虛存中的存放方式為： 第0條-第9條指令為第0頁（對應虛存地址為0，9）； 第10條-第19條指令為第一頁（對應虛存地址為10，19）； 第310條第319條指令為第31頁（對應虛地址為310，319）。 按以上方式，用戶指令可組成32頁。 3.計算并輸出FIFO算法在不同內(nèi)存容量命中率。命中率=(1-頁面失效次數(shù))/頁地址流長度實驗主要步驟：一、<程序設計> 本實驗的程序設計基本上按照實驗內(nèi)容進行。即首先用Srand()和rand()函數(shù)定義和產(chǎn)生指令序列

28、,然后將指令序列變換成相應的頁地址流,并針對不同的算法計算出相應的命中率。相關定義如下： 1.數(shù)據(jù)結構 (1)頁面類型 ： typedef struct int pn,pfn,counter,time; pl_type; 其中pn為頁號,pfn為面號,counter為一個周期內(nèi)訪問該頁面次數(shù),time為訪問時間。 (2)頁面控制結構 ： pfc_struct int pn,pfn; struct pfc_struct *next; ; typedef struct pfc_struct pfc_type; pfc_type pfctotal_vp,*freepf_head,*busypf_he

29、ad; pfc_type *busypf_tail; 其中pfctotal_vp定義用戶進程虛頁控制結構, *freepf_head為空頁面頭的指針, *busypf_head為忙頁面頭的指針, *busypf_tail為忙頁面尾的指針。 2.函數(shù)定義 (1)void initialize()：初始化函數(shù),給每個相關的頁面賦值。 (2)void FIFO()：計算使用FIFO算法時的命中率。 3.變量定義 (1)int atatal_instruction：指令流數(shù)據(jù)組。 (2)int pagetotal_instruction:每條指令所屬頁號。 (3)int offsettotal_ins

30、truction：每頁裝入10條指令后取模運算頁號偏移值。 (4)int total_pf：用戶進程的內(nèi)存頁面數(shù)。 (5)int diseffect：頁面失效次數(shù)。實驗結果：1. .源代碼memory.c已經(jīng)給出部分代碼，運行試驗代碼，運行結果截圖如下，分析運行結果：從上述結果可知,在內(nèi)存頁面數(shù)較少(45頁面)時,命中率差都是50左右。在內(nèi)存頁面為725個頁面之間時, FIFO算法的訪內(nèi)命中率大致在52至87之間變化。在內(nèi)存頁面為2532個頁面時,由于用戶進程的所有指令基本上都已裝入內(nèi)存,從而命中率已增加較大。2. 在源代碼memory.c中，分析源代碼中用一連串問號所標示的語句的作用。（1）

31、srand(10*getpid()：產(chǎn)生一個48位種子隨機數(shù)，用來作為初始化隨機數(shù)序列的“種子”，且該隨機函數(shù)的種子參數(shù)是10*getpid()。（2）diseffect+=1：計算失效次數(shù)。（3）freepf_head->next=NULL：無空閑頁面。心得體會：通過這次的實驗，我了解了存儲管理中FIFO頁面置換算法模擬設計方法，并且了解到了虛擬存儲技術的技術特點，初步掌握了請求頁式存儲管理的頁面置換算法，此次試驗又收獲了不少！存儲管理（下）實驗日志指導教師 劉銳 實驗時間 2011 年 11 月 17 日學院 計算機科學與技術 專業(yè) 信息安全 班級 0440901 學號 200921

32、1868 姓名 游麗 實驗室 s331 實驗題目：存儲管理（下）實驗目的：1.理解虛擬內(nèi)存和物理內(nèi)存的含義2.了解gcc編譯器的-c和-o選項3.理解共享庫的含義實驗要求：1.用cat /proc/meminfo命令查看當前機器的內(nèi)存大小2.運行如下virtual_memory.c的代碼，并理解該段代碼的含義/* virtual_memory.c*/#include <stdio.h> int main() int *p = malloc(10000); printf("p's address is 0x%pn", p); free(p); return

33、 0;3.觀察把（2）的代碼運行的結果和（1）中用命令查看到的機器內(nèi)存大小，看看指針p的值是否超過機器的內(nèi)存大小？并解釋產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。4.在編譯程序virtual-memory.c過程中，分別觀察源文件，obj文件，和可執(zhí)行文件的小，并解釋其中的原因。實驗主要步驟及實驗結果：1.用cat /proc/meminfo命令查看當前機器的內(nèi)存大小2.運行如下virtual_memory.c的代碼，并理解該段代碼的含義/* virtual_memory.c*/#include <stdio.h> int main() int *p = malloc(10000); printf("p's address is 0x%pn", p); free(p); return 0;3.觀察把（2）的代碼運行的結果和（1）中用命令查看到的機器內(nèi)存大小，看看指針p的值是否超過機器的內(nèi)存大?。坎⒔忉尞a(chǎn)生這種