南京郵電大學(xué)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、通信與信息工程學(xué)院2015 / 2016學(xué)年第 二 學(xué)期實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)名稱：1、LINUX及其使用環(huán)境2、進(jìn)程管理3、進(jìn)程間通信4、文件的操作和使用班級學(xué)號 專 業(yè) 電子信息工程 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 趙 建 立 實(shí)驗(yàn)名稱試驗(yàn)一 LINUX及其使用環(huán)境實(shí)驗(yàn)類型驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)1實(shí)驗(yàn)時(shí)間2016.6.2一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?、 了解UNIX的命令及使用格式。2、 熟悉UNIX/LINUX的常用基本命令。3、練習(xí)并掌握UNIX提供的vi編輯器來編譯C程序。4、學(xué)會(huì)利用gcc、gdb編譯、調(diào)試C程序。二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境Windows XP + VMWare + RedHat Enterprise

2、 Linux(RHEL) 4三、 實(shí)驗(yàn)原理及內(nèi)容1、熟悉LINUX的常用基本命令。如ls、mkdir、grep等，學(xué)會(huì)使用man、help等其它命令，掌握vi編輯器的使用。（1）顯示目錄文件 ls例：ls -al 顯示當(dāng)前目錄下的所有文件（2）建新目錄 mkdir例：mkdir test 新建一個(gè)test目錄（3）刪除目錄rmdir（4） 改變工作目錄位置 cd例：cd test 更改工作目錄至test目錄下（5）顯示當(dāng)前所在目錄pwd（6）查看目錄大小du（7）文件屬性的設(shè)置 chmod （8）命令在線幫助 man2、設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)現(xiàn)文件拷貝功能的shell程序。（1）在文本編輯器里輸入shel

3、l程序：#!/bin/shecho “please enter source file:”read soucecho please enter destination file:”read destcp $souc $destls $dest將程序保存在主目錄下，命名為shell.（2）打開終端，輸入ls -l，顯示目錄下所有文件的許可權(quán)、擁有者、文件大小、修改時(shí)間及名稱。輸入 ./shell，運(yùn)行shell程序。輸入源文件hello.c，目標(biāo)文件B13011206.c。（3）輸入ls -l ，當(dāng)前目錄中包含B13011206.c目標(biāo)文件。即完成從源文件拷貝至目標(biāo)文件過程。3、 LINUX 下

4、C語言程序的編譯與調(diào)試實(shí)驗(yàn)。（1）調(diào)試編譯代碼為了使gdb正常工作，必須使程序在編譯時(shí)包含調(diào)試信息。調(diào)試信息里包含程序里的每個(gè)變量的類型和在可執(zhí)行文件里的地址映射以及源代碼的行號。gdb利用這些信息使源代碼和機(jī)器碼相關(guān)聯(lián)，在編譯時(shí)用 g 選項(xiàng)打開調(diào)試選項(xiàng)。（2）gdb基本命令命 令描 述file裝入欲調(diào)試的可執(zhí)行文件kill終止正在調(diào)試的程序list列出產(chǎn)生執(zhí)行文件的源代碼部分next執(zhí)行一行源代碼但不進(jìn)入函數(shù)內(nèi)部step執(zhí)行一行源代碼并進(jìn)入函數(shù)內(nèi)部run執(zhí)行當(dāng)前被調(diào)試的程序quit終止gdbwatch監(jiān)視一個(gè)變量的值而不管它何時(shí)被改變break在代碼里設(shè)置斷點(diǎn)，使程序執(zhí)行到這里時(shí)被掛起mak

5、e不退出gdb就可以重新產(chǎn)生可執(zhí)行文件shell不離開gdb就執(zhí)行UNIX shell 命令（3）打開終端，輸入gcc hello.c，編譯c程序。（4）編譯無錯(cuò)后，輸入 ./a.out ，運(yùn)行程序hello.c，顯示運(yùn)行結(jié)果“hello”。四、 實(shí)驗(yàn)小結(jié) 之前沒有接觸過Linux操作系統(tǒng)，剛開始用有點(diǎn)不習(xí)慣。雖然用起來磕磕絆絆，通過本次實(shí)驗(yàn)反而受益匪淺。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)我了解了UNIX的命令及使用格式，熟悉了UNIX/LINUX的常用基本命令，同時(shí)也了解了在LINUX系統(tǒng)下運(yùn)行C語言程序的方法，掌握了C語言程序的編譯與調(diào)試方法。實(shí)驗(yàn)名稱試驗(yàn)二 進(jìn)程管理實(shí)驗(yàn)類型驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)1實(shí)驗(yàn)時(shí)間2016.6.

6、2一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?、掌握進(jìn)程的概念，明確進(jìn)程的含義2、認(rèn)識并了解并發(fā)執(zhí)行的實(shí)質(zhì)二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境Windows XP + VMWare + RedHat Enterprise Linux(RHEL) 4三、實(shí)驗(yàn)原理及內(nèi)容1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容使用系統(tǒng)調(diào)用fork( )創(chuàng)建兩個(gè)子進(jìn)程。當(dāng)此程序運(yùn)行時(shí)，在系統(tǒng)中有兩個(gè)父進(jìn)程和兩個(gè)子進(jìn)程活動(dòng)。每一個(gè)進(jìn)程在屏幕上顯示為：父進(jìn)程1顯示“(1)parent pid say:A”，父進(jìn)程2顯示“(2)parent pid say:A”，子進(jìn)程(1.1)顯示(1.1)pid1 say:B，子進(jìn)程(2.1)顯示“(2.1)pid2 say:C”。2、 實(shí)驗(yàn)原理 fork(

7、 )：創(chuàng)建一個(gè)新進(jìn)程。 系統(tǒng)調(diào)用格式： pid=fork( )參數(shù)定義：int fork( )fork( )返回值意義如下：0：在子進(jìn)程中，pid變量保存的fork( )返回值為0，表示當(dāng)前進(jìn)程是子進(jìn)程。>0：在父進(jìn)程中，pid變量保存的fork( )返回值為子進(jìn)程的id值（進(jìn)程唯一標(biāo)識符）。-1：創(chuàng)建失敗。如果fork( )調(diào)用成功，它向父進(jìn)程返回子進(jìn)程的PID，并向子進(jìn)程返回0，即fork( )被調(diào)用了一次，但返回了兩次。此時(shí)OS在內(nèi)存中建立一個(gè)新進(jìn)程，所建的新進(jìn)程是調(diào)用fork( )父進(jìn)程的副本，稱為子進(jìn)程。子進(jìn)程繼承了父進(jìn)程的許多特性，并具有與父進(jìn)程完全相同的用戶級上下文。父進(jìn)程

8、與子進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行。核心為fork( )完成以下操作：（1）為新進(jìn)程分配一進(jìn)程表項(xiàng)和進(jìn)程標(biāo)識符進(jìn)入fork( )后，核心檢查系統(tǒng)是否有足夠的資源來建立一個(gè)新進(jìn)程。若資源不足，則fork( )系統(tǒng)調(diào)用失?。环駝t，核心為新進(jìn)程分配一進(jìn)程表項(xiàng)和唯一的進(jìn)程標(biāo)識符。（2）檢查同時(shí)運(yùn)行的進(jìn)程數(shù)目超過預(yù)先規(guī)定的最大數(shù)目時(shí)，fork( )系統(tǒng)調(diào)用失敗。（3）拷貝進(jìn)程表項(xiàng)中的數(shù)據(jù)將父進(jìn)程的當(dāng)前目錄和所有已打開的數(shù)據(jù)拷貝到子進(jìn)程表項(xiàng)中，并置進(jìn)程的狀態(tài)為“創(chuàng)建”狀態(tài)。（4）子進(jìn)程繼承父進(jìn)程的所有文件對父進(jìn)程當(dāng)前目錄和所有已打開的文件表項(xiàng)中的引用計(jì)數(shù)加1。（5）為子進(jìn)程創(chuàng)建進(jìn)程上、下文進(jìn)程創(chuàng)建結(jié)束，設(shè)子進(jìn)程狀態(tài)為“內(nèi)存

9、中就緒”并返回子進(jìn)程的標(biāo)識符。（6）子進(jìn)程執(zhí)行雖然父進(jìn)程與子進(jìn)程程序完全相同，但每個(gè)進(jìn)程都有自己的程序計(jì)數(shù)器PC，然后根據(jù)pid變量保存的fork( )返回值的不同，執(zhí)行不同的分支語句。3. 實(shí)驗(yàn)步驟 （1）在文本編輯器輸入程序：#include<stdio.h>#include<unistd.h>int main()int temp1,temp2;int pid1,pid2;pid1=fork();temp1=pid1;if (pid1>0)printf(“n(1)parent pid %d say:A”,temp1);elseprintf(“n(1.1)pid

10、1 say:B”);pid2=fork();temp2=pid2;if (pid2>0)printf(“n(2)parent pid %d say:A”,temp2);elseprintf(“n(2.1)pid2 say:C”);將程序保存在主目錄下。（2）打開終端，使用gcc編譯程序，如果出錯(cuò)，使用vi編輯器編輯程序。編輯無錯(cuò)后再次編譯。 （3）運(yùn)行程序，輸入./a.out，運(yùn)行多次后得到下圖結(jié)果。四、實(shí)驗(yàn)小結(jié)通過這次實(shí)驗(yàn)，掌握了進(jìn)程的概念，明確了進(jìn)程的含義，認(rèn)識并了解了并發(fā)執(zhí)行的實(shí)質(zhì)。這次實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)了用fork（）函數(shù)創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)，了解到進(jìn)程與子進(jìn)程的創(chuàng)建過程。另外還掌握了LINUX系統(tǒng)中

11、輸出流重定向的使用，將程序的輸出結(jié)果輸出到文件中，而不是直接顯示在屏幕上。實(shí)驗(yàn)名稱試驗(yàn)三 進(jìn)程間通信實(shí)驗(yàn)類型綜合實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)3實(shí)驗(yàn)時(shí)間2016.6.2，2016.6.9一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?、掌握進(jìn)程另外的創(chuàng)建方法。2、熟悉進(jìn)程的睡眠、同步、撤消等進(jìn)程控制方法。3、了解什么是管道。4、熟悉UNIX/LINUX支持的管道通信方式。二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境Windows XP + VMWare + RedHat Enterprise Linux(RHEL) 4三、實(shí)驗(yàn)原理及內(nèi)容1.實(shí)驗(yàn)原理編寫程序?qū)崿F(xiàn)進(jìn)程的管道通信。用系統(tǒng)調(diào)用pipe( )建立一管道，二個(gè)子進(jìn)程P1和P2分別向管道各寫一句話： Child 1 i

12、s sending a message! Child 2 is sending a message!父進(jìn)程從管道中讀出二個(gè)來自子進(jìn)程的信息并顯示（要求先接收P1，后P2）。2.實(shí)驗(yàn)步驟 （1）在文本編輯器輸入程序：#include <unistd.h>#include <signal.h>#include <stdio.h>int pid1,pid2; main( ) int fd2;char outpipe100,inpipe100;pipe(fd); /*創(chuàng)建一個(gè)管道*/while (pid1=fork( )= =-1);if(pid1= =0) loc

13、kf(fd1,1,0); sprintf(outpipe,"child 1 process is sending message!"); /*把串放入數(shù)組outpipe中*/ write(fd1,outpipe,50); /*向管道寫長為50字節(jié)的串*/ sleep(5); /*自我阻塞5秒*/ lockf(fd1,0,0); exit(0); else while(pid2=fork( )= =-1); if(pid2= =0) lockf(fd1,1,0); /*互斥*/ sprintf(outpipe,"child 2 process is sending

14、message!"); write(fd1,outpipe,50); sleep(5); lockf(fd1,0,0); exit(0); else wait(0); /*同步*/ read(fd0,inpipe,50); /*從管道中讀長為50字節(jié)的串*/ printf("%sn",inpipe); wait(0); read(fd0,inpipe,50); printf("%sn",inpipe); exit(0); （2）在終端中，編譯程序。 （3）輸入./a.out執(zhí)行程序3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)輸出結(jié)果如下延遲5秒后顯示child 1 pro

15、cess is sending message! 再延遲5秒 child 2 process is sending message!四、實(shí)驗(yàn)小結(jié)（包括問題和解決方法、心得體會(huì)、意見與建議等） 通過這次實(shí)驗(yàn)，熟悉了進(jìn)程的睡眠、同步、撤消等進(jìn)程控制方法，了解什么是管道，了解了UNIX/LINUX支持的管道通信方式。實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)四 文件的操作和使用實(shí)驗(yàn)類型驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)1實(shí)驗(yàn)時(shí)間2016.6.9一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笫煜の募到y(tǒng)的操作和使用方法。二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境Windows XP + VMWare + RedHat Enterprise Linux(RHEL) 4三、實(shí)驗(yàn)原理及內(nèi)容1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)程序

16、,通過用密碼字符串對文件內(nèi)容進(jìn)行逐字符異或操作的方法，實(shí)現(xiàn)對一個(gè)文件的加/解密。2、實(shí)驗(yàn)步驟 （1）實(shí)驗(yàn)程序：#include<stdio.h>int main(int argc,char *argv)FILE *fd1, *fd2, *fd3;int n;char jiami4;jiami0=1;jiami1=2;jiami2=3;jiami3=4; int k=0;char temp;fd1=fopen(“hello.c”,”r”); /源文件hello.cfd2=fopen(“B13011206”,”w”); /加密后文件B13011206while (n=fgetc(fd1)>0)n=njiamik;k+;if (k>=4)k=0;fputc(n,fd2);fclose(fd1);fclose(fd2); （2）打開終端，使用gcc編譯，vi編譯程序。生成可執(zhí)行文件4。 （3）輸入 ./4 hello.c aaa ，對hello.c程序加密并保存至aaa （4）使用vi指令進(jìn)入hello.c和aaa ，前者為加密前，后者為加密后程序。3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：B13011206中的內(nèi)容_WGWQ_AGPX_8_Q_AUW_GEV_S_;_R_>J8CFXGR_Q_m_8AQEGAZ_>L8四、實(shí)驗(yàn)小結(jié)（包括問題和解決方法、心得體會(huì)