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 Is、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：Is -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 she

3、ll 程序。（1 ）在文本編輯器里輸入 shell 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，目標(biāo)文件。（3） 輸入 ls -l ，當(dāng)前目錄中包含目標(biāo)文件。即完成從源文件拷貝至目標(biāo)文件過程。3、LINU

4、X 下 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n ext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)仃當(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

5、執(zhí)行到這里時(shí)被掛起make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，編譯 c 程序。(4)編譯無錯(cuò)后，輸入./ ，運(yùn)行程序，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)

6、時(shí)1實(shí)驗(yàn)時(shí)間實(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(shí)并了解并發(fā)執(zhí)行的實(shí)質(zhì)二、 實(shí)驗(yàn)環(huán)境Win dows XP + VMWare + RedHat En terprise Lin ux(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)程顯示 pidl say:B，子進(jìn)程顯示“ pid2 say:C”。2、實(shí)驗(yàn)原理fork( ) ：創(chuàng)建

7、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(shí)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

8、用戶級上下文。父進(jìn)程與子進(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(shí)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)用失敗；否則，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(shí)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

9、上、下文 進(jìn)程創(chuàng)建結(jié)束，設(shè)子進(jìn)程狀態(tài)為“內(nèi)存中就緒”并返回子進(jìn)程的標(biāo)識(shí)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#includeint main()int temp1,temp2;int pid1,pid2;pid1=fork();temp1=pid1;if (pid10)printf( “n(1)parent pid %d say:A”,temp1);elseprintf( “npid1 say:B”);pid

10、2=fork();temp2=pid2;if (pid20)printf( “n(2)parent pid %d say:A”,temp2);elseprintf( “npid2 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 ./，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(shí)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)中輸出流重定向的使用，將程

11、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Win dows XP + VMWare + RedHat En terprise Lin ux(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 is sending a mess

12、age!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：#in clude #in clude #in clude in t pid1,pid2;mai n()int fd2;char outpipe100,i npipe100;pipe(fd);/*創(chuàng)建一個(gè)管道*/while (pid1=fork( )= =-1);if(pid1= =0)lockf(fd1,1,0); sprintf(outpipe,child 1 process is sending messa

13、ge!);/* 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);elsewhile(pid2=fork( )= =-1); if(pid2= =0) lockf(fd1,1,0);/* 互斥 */sprintf(outpipe,child 2 process is sending message!); write(fd1,outpipe,50);sleep(5); lockf(fd1,0,0);exit(0);else wai

14、t(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./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 process 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、

15、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Win dows XP + VMWare + RedHat En terprise Lin ux(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，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：#in cludeint main (i nt argc,char *argv)FILE *fd1, *fd2, *fd3;int n;char jiami4;jiamiO= 1;jiami1= 2;jiami2= 3;jiami3= 4;int k=0;char temp;fd 仁 fopen( “” ,” r”)；4 aaa ，對程序加密并保存至 aaa(4)使用 vi 指令進(jìn)入和 aaa，前者為加密前，后者為加密后程序。3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：B 中的內(nèi)容_WGWQ_AGPX_8_Q_AUW_GEV_S_;_R_J8CFXGR_QF_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)、意見與建議等)通過本次實(shí)驗(yàn)，