brcAAA操作系統(tǒng)實驗報告

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姓名：黃維津年級專業(yè)班級計科141班學號202215210137勞績

課程名稱

操作系統(tǒng)

測驗名稱

測驗1操作系統(tǒng)界面

1.熟諳Linux字符操作界面；

2.熟諳常用的Shell命令；

3.熟諳Linux文本編輯方法；

4.掌管利用GCC編譯器在Linux環(huán)境下編譯C程序的才能

1.Linux字符操作界面；

2.Shell操作命令；

3.VIM編輯器的使用方法；

4.Linux下的C程序開發(fā)。

（含主要設(shè)計設(shè)備、器材、軟件等）

計算機C語言編程軟件redhat操作系統(tǒng)VM虛擬機

（含原理圖、流程圖、關(guān)鍵代碼，或測驗過程中的記錄、數(shù)據(jù)等）

同時按住“Ctrl+Alt+Shift+F2”鍵進入字符操作界面；

熟諳常用的Shell操作命令

（1）查看系統(tǒng)分區(qū)處境：fdisk-l

（2）查看當前運行級別：runlevel

可知，當前運行級別為：5

（3）將當前運行級別變更為3：init3

運行后的結(jié)果如下圖：

輸入命令runlevel查看當前運行級別可知為3

（4）新建文件：touch文件名

這里創(chuàng)造了一個文件名為test.txt的文件

（5）刪除文件：rm要刪除的文件名

這里我刪除了剛新建的test.txt文件，輸入ls命令已查看不到test.txt文件了，證明已刪除告成。

（6）查看文件權(quán)限：ls-l

可知hello.c文件的權(quán)限是644

（7）更改文件權(quán)限：chmod文件權(quán)限文件名

這里將hello.c文件的權(quán)限更改為755，即rwxr-xr-x

VIM編輯器的使用方法

（1）一般模式：以vi開啟一個文件就直接進入一般模式了(這是默認的模式)。

（2）編輯模式：在一般模式中可以舉行刪除、復(fù)制、粘貼等的操作，但是卻無法編輯文件的內(nèi)容，只有當?shù)侥惆聪碌热魏我粋€字母之后才會進入編輯模式。按下即可退出編輯模式

（3）命令行模式：輸入三個中的任何一個，就可以將光標移動到最底下那一行。

在命令行模式下，可選用以下指令離開vi:

:q!退出，不保存；

:wq保存退出；

Linux下的C程序開發(fā)

（1）使用touch命令創(chuàng)造c文件hello.c;

（2）使用vihello.c命令編輯c文件：

#includestdio.h

intmain(){

printf(“hello,word”);

return0;

}

（3）按esc鍵[進入命令模式]

（4）輸入：“：wq!”保存退出；

（5）編譯程序：gcc-ohellohello.c

（6）運行程序：./hello

（7）運行結(jié)果：輸出hello,word

2022年11月20日

（對測驗結(jié)果舉行相應(yīng)分析，或總堅固驗的心得體會，并提出測驗的提升觀法）

在測驗的過程中，我用的是VM虛擬機和redhat操作系統(tǒng)（linux系統(tǒng)中的一種），學會了如何在虛擬機上安裝并運行l(wèi)inux操作系統(tǒng)，也熟諳了Linux字符操作界面和常用的shell命令。雖然我一開頭從圖形操作界面轉(zhuǎn)到命令行操作界面多少有些不適應(yīng)，但隨著對命令行的熟諳應(yīng)用，察覺也沒那么難，只是命令行太多了會記不住。與此同時，第一次在linux系統(tǒng)下編寫c程序，感覺用vi對比麻煩，由于有錯了不能調(diào)試，只是提示錯誤。不過此次測驗要求掌管編寫并運行一個簡樸的c程序，我就直接輸出一句話就好了，所以不需要怎么調(diào)試了，直接用gcc編譯并運行。在這測驗的過程中，加深了對一些術(shù)語的理解，也讓我學到了新的學識。

要說到測驗的提升觀法，我想最大要提升的地方就是要提高虛擬機運行的流暢度，不能在使用虛擬機中的操作系統(tǒng)時展現(xiàn)運行卡頓等的處境，以保住測驗的流暢舉行。

指導教師簽名：

20年月日

學生實驗報告

姓名：黃維津年級專業(yè)班級計科141學號202215210137勞績

課程名稱

操作系統(tǒng)

測驗名稱

測驗2進程管理

1．熟諳進程與程序的識別，加深對進程概念的理解；

2．了解并發(fā)進程的執(zhí)行過程；

3．掌管解決進程互斥使用資源的方法。

1.編寫一段程序，實現(xiàn)進程的管理；

2.編寫一段程序?qū)崿F(xiàn)進程的通信。

（含主要設(shè)計設(shè)備、器材、軟件等）

信息樓505機房

Linux環(huán)境

（含原理圖、流程圖、關(guān)鍵代碼，或測驗過程中的記錄、數(shù)據(jù)等）

編寫一個程序，創(chuàng)造兩個子進程，然后分別在父、子進程中顯示它們的進程號，以及對于的父進程號

（1）思路：使用系統(tǒng)調(diào)用fork()創(chuàng)造兩個子進程。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：父進程顯示字符“A”，子進程分別顯示字符“b”和“c”。

（2）程序關(guān)鍵代碼

#includestdio.h

main(){

intp1,p2;

if(p1=fork())/*子進程創(chuàng)造告成，假設(shè)失敗fork函數(shù)會返回一個負值*/

putchar(b);

else{

if(p2=fork())/*子進程創(chuàng)造告成，假設(shè)失敗fork函數(shù)會返回一個負值*/

putchar(c);

elseputchar(A);/*父進程執(zhí)行*/

}

}

（3）運行結(jié)果：Abc任意的排序

（4）結(jié)果分析：

從進程執(zhí)行并發(fā)來看，輸出Abc的排列都是有可能的。fork()函數(shù)創(chuàng)造進程所需的時間雖然可能多于輸出一個字符的時間，但各個進程的時間片的獲得卻不確定是依次的，所以輸出Abc的排列都是有可能的。

寫一個程序，實現(xiàn)父子進程之間的通信

用管道實現(xiàn)：

pipe_named_write.c

//向管道文件寫信息

#includestdio.h

#includeunistd.h

#includesys/types.h

intmain(){

FILE*out_file;

intcount=1;

charbuf[80];

out_file=fopen(“mypipe”,”w”);

if(out_file==NULL){

printf(“Erroropeningpipe”);

exit(1);

}

sprintf(buf,”thisisthetestdataforthenamedpipeexample\n”);

fwrite(buf,1,88,out_file);

fclose(out_file);

}

pipe_named_read.c

//從管道文件讀信息

intmain(){

FILE*in_file;

intcount=1;

charbuf[80];

in_file=fopen(“mypipe”,“r”);

if(in_file==NULL){

printf(“Errorinfopen.\n”);

exit(1);

}

while((count=fread(buf,1,80,in_file))0)

printf(“receivedfrompipe:%s\n”,buf);

fclose()in_file;

}

使用FIFO實現(xiàn)進程間的通信。用mkfifo函數(shù)創(chuàng)造管道文件my_fifo，然后從Data.txt文件中讀取數(shù)據(jù)，并寫入管道文件my_fifo中；在從管道文件my_fifo中讀取數(shù)據(jù)，寫入DataFromFIFO.txt文件中。整個過程用兩個C程序來實現(xiàn)：fifowrite.c文件實現(xiàn)管道文件的創(chuàng)造，以及將Data.txt文件中的數(shù)據(jù)讀入管道文件中；fiforead.c文件實現(xiàn)從管道文件中讀取數(shù)據(jù)，并寫入DataFromFIFO.txt文件中。

fifowrite.c的源代碼如下：

#includeunistd.h

#includestdlib.h

#includefcntl.h

#includelimits.h

#includesys/types.h

#includesys/stat.h

#includestdio.h

#includestring.h

intmain()

{

constchar*fifo_name=/home/c/my_fifo;

intpipe_fd=-1;

intdata_fd=-1;

intres=0;

constintopen_mode=O_WRONLY;

intbytes_sent=0;

charbuffer[PIPE_BUF+1];

if(access(fifo_name,F_OK)==-1)

{

//管道文件不存在

//創(chuàng)造命名管道

res=mkfifo(fifo_name,0777);

if(res!=0)

{

fprintf(stderr,Couldnotcreatefifo%s\n,fifo_name);

exit(EXIT_FAILURE);

}

}

printf(Process%dopeningFIFOO_WRONLY\n,getpid());

//以只寫阻塞方式開啟FIFO文件，以只讀方式開啟數(shù)據(jù)文件

pipe_fd=open(fifo_name,open_mode);

data_fd=open(Data.txt,O_RDONLY);

printf(Process%dresult%d\n,getpid(),pipe_fd);

if(pipe_fd!=-1)

{

intbytes_read=0;

//向數(shù)據(jù)文件讀取數(shù)據(jù)

bytes_read=read(data_fd,buffer,PIPE_BUF);

buffer[bytes_read]=\0;

while(bytes_read0)

{

//向FIFO文件寫數(shù)據(jù)

res=write(pipe_fd,buffer,bytes_read);

if(res==-1)

{

fprintf(stderr,Writeerroronpipe\n);

exit(EXIT_FAILURE);

}

//累加寫的字節(jié)數(shù)，并持續(xù)讀取數(shù)據(jù)

bytes_sent+=res;

bytes_read=read(data_fd,buffer,PIPE_BUF);

buffer[bytes_read]=\0;

}

close(pipe_fd);

close(data_fd);

}

else

exit(EXIT_FAILURE);

printf(Process%dfinished\n,getpid());

exit(EXIT_SUCCESS);

}

源文件fiforead.c的代碼如下：

#includeunistd.h

#includestdlib.h

#includestdio.h

#includefcntl.h

#includesys/types.h

#includesys/stat.h

#includelimits.h

#includestring.h

intmain()

{

constchar*fifo_name=/home/c/my_fifo;

intpipe_fd=-1;

intdata_fd=-1;

intres=0;

intopen_mode=O_RDONLY;

charbuffer[PIPE_BUF+1];

intbytes_read=0;

intbytes_write=0;

//清空緩沖數(shù)組

memset(buffer,\0,sizeof(buffer));

printf(Process%dopeningFIFOO_RDONLY\n,getpid());

//以只讀阻塞方式開啟管道文件，留神與fifowrite.c文件中的FIFO同名

pipe_fd=open(fifo_name,open_mode);

//以只寫方式創(chuàng)造保存數(shù)據(jù)的文件

data_fd=open(DataFormFIFO.txt,O_WRONLY|O_CREAT,0644);

printf(Process%dresult%d\n,getpid(),pipe_fd);

if(pipe_fd!=-1)

{

do

{

//讀取FIFO中的數(shù)據(jù)，并把它保存在文件DataFormFIFO.txt文件中

res=read(pipe_fd,buffer,PIPE_BUF);

bytes_write=write(data_fd,buffer,res);

bytes_read+=res;

}while(res0);

close(pipe_fd);

close(data_fd);

}

else

exit(EXIT_FAILURE);

printf(Process%dfinished,%dbytesread\n,getpid(),bytes_read);

exit(EXIT_SUCCESS);

}

運行結(jié)果如下：

2022年11月26日

（對測驗結(jié)果舉行相應(yīng)分析，或總堅固驗的心得體會，并提出測驗的提升觀法）

在查詢了資料后逐步懂得怎么下手完成這個測驗，在測驗過程中逐步理解了進程的概念，并進一步了解了進程的管理機制，同時也明白了什么是管道通信，怎樣加鎖和解鎖，對課本上的學識理解得更加深入了。同時也讓我熟悉到自己的缺乏，操作系統(tǒng)的有些學識，我知道的還不多，沒有掌管好，還需要多多學學，不斷提升自己的才能。

指導教師簽名：

年月日

學生實驗報告

姓名：黃維津年級專業(yè)班級計科141學號202215210137勞績

課程名稱

操作系統(tǒng)

測驗名稱

測驗3存儲管理

1.了解虛擬存儲管理技術(shù)的原理與特點；

2.掌管苦求頁式存儲管理的頁面設(shè)置算法。

1.編寫一個程序模擬存儲管理過程。

（含主要設(shè)計設(shè)備、器材、軟件等）

計算機C語言編程軟件

（含原理圖、流程圖、關(guān)鍵代碼，或測驗過程中的記錄、數(shù)據(jù)等）

頁式虛擬存儲管理程序模擬

（1）設(shè)計思路

根據(jù)模擬的頁式管理設(shè)計，在頁式存儲管理中有三種最根本的頁面調(diào)度算法：最正確置換算法（OPT）、先進先出置換算法（FIFO）、最近最久未使用置換算法（LRU）,但在三種算法中均要求在調(diào)度程序中產(chǎn)生的頁面序列是隨機產(chǎn)生的，而不是人為的輸入，在執(zhí)行時只需變更頁面的大小及內(nèi)存容量就可以得到不同的頁面序列，另外還需要說明隨機的性能和其性能可能對算法的影響，并對隨機性要有確定的參數(shù)操縱才能。此次測驗將使用兩種方法實現(xiàn)，分別是先進先出（FIFO）頁面置換和最近最久未使用（LRU）置換。

程序流程圖

輸入內(nèi)存調(diào)配頁數(shù)

輸入內(nèi)存調(diào)配頁數(shù)

開頭

初始化第一列值

是否有苦求訪問頁

復(fù)制前一頁內(nèi)容

內(nèi)存是否已存在

內(nèi)存是否有空頁

直接插入

替換內(nèi)存中將來不展現(xiàn)或離當前最遠的頁

輸出全部頁面變化處境

終止

Y

Y

N

N

Y

N

（3）關(guān)鍵代碼

FIFO算法關(guān)鍵代碼

functionFIFO(){

PageList=[6210342045931205318];//初始化：

NumofPage=length(PageList);

NumofPosition=M;

SMatrix[NumofPosition][2]={-1};//將其初始化為-1

for(i=0;iNumofPage;i++){

pos=findPositionFIFO(SMatrix,PageList[i]);

if(pos==-1)continue;//在SMatrix中找到頁面已經(jīng)存在

for(j=0;jM;j++){

if(SMatrix[i][2]0)SMatrix[i][2]=SMatrix[i][2]+1;

}

SMatrix[pos][1]=PageList[i];

if(SMatrix[pos][2]==-1){SMatrix[pos][2]=1}

}

}

functionpos=findPositionFIFO(SMatrix,Pageid){

NumofPosition=length(SMatrix);

lastPeriod=SMatrix[0][2];

value=SMatrix[0][1];

for(i=0;iNumofPosition;i++){

if(SMatrix[i][1]==-1){

pos=i;

return;

}

elseif(SMatrix[i][1]==Pageid){

pos=-1;

return;

}

elseif(SMatrix[i][2]lastPeriod){

pos=i;

lastPeriod=SMatrix[i][2];

}

}

}

LRU算法關(guān)鍵代碼

functionLRU(){

PageList=[6210342045931205318];//初始化：

NumofPage=length(PageList);

NumofPosition=M;

SMatrix=array[NumofPosition][2];//將其初始化為-1

for(i=0;iNumofPage;i++){

[posisIn]=findPositionLRU(SMatrix,PageList[i]);

if(pos==-1){//在SMatrix中找到頁面已經(jīng)存在

SMatrix[i][2]=1;

continue;

}

for(j=0;jM;j++){

if(SMatrix[i][2]0)SMatrix[i][2]=SMatrix[i][2]+1;

}

SMatrix[pos][1]=PageList[i];

if(SMatrix[pos][2]==-1){SMatrix[pos][2]=1}

}

}

function[posisIn]=findPositionLRU(SMatrix,Pageid){

NumofPosition=length(SMatrix);

lastPeriod=SMatrix[0][2];

value=SMatrix[0][1];

isIn=0;

for(i=0;iNumofPosition;i++){

if(SMatrix[i][1]==-1){

pos=i;

return;

}

elseif(SMatrix[i][1]==Pageid){

pos=-1;

isIn=1;

return;

}

elseif(SMatrix[i][2]lastPeriod){

pos=i;

lastPeriod=SMatrix[i][2];

}

}

}

2022年11月26日

（對測驗結(jié)果舉行相應(yīng)分析，或總堅固驗的心得體會，并提出測驗的提升觀法）

由于學識有限，只能約莫地完成這次測驗。通過完成這個測驗，讓我反復(fù)地琢磨著課本上的學識點，努力將其弄懂，這樣才有思路來完成測驗。從理論到實踐可以學到好多的東西，同時也可以穩(wěn)定老師在課堂上講過的學識，也學到了好多在書本上學不到的學識。通過這次測驗使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論學識是遠遠不夠的。

指導教師簽名：

20年月日

學生實驗報告

姓名：黃維津年級專業(yè)班級計科141學號202215210137勞績

課程名稱

操作系統(tǒng)

測驗名稱

測驗4文件管理

1.了解文件系統(tǒng)的功能和內(nèi)部實現(xiàn)；

2.熟諳文件系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用；

使用有關(guān)文件系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用create()、open()、close()、read()和write()將file1.c和file2.c合并為file3.c；

（含主要設(shè)計設(shè)備、器材、軟件等）

計算機C語言編程軟件

（含原理圖、流程圖、關(guān)鍵代碼，或測驗過程中的記錄、數(shù)據(jù)等）

（1）了解函數(shù)

create()函數(shù)：

功能描述：創(chuàng)造一個文件并以只寫的方式開啟

函數(shù)原型：intcreat(constchar*pathname,mode_tmode)

參數(shù)說明：pathname:指向欲建立的文件路徑字符串

mode_tmode:表示新建文件的權(quán)限

返回值：告成：返回文件描述符

失?。悍祷?1

open()函數(shù)：

功能描述：用于開啟或創(chuàng)造文件，在開啟或創(chuàng)造文件時可以指定文件的屬性及用戶的權(quán)限等各種參數(shù)。

函數(shù)原型：intopen(constchar*pathname,intflags,intperms)

參數(shù)說明：pathname:被開啟的文件名（可包括路徑名如dev/ttyS0）

flags:文件開啟方式

perms:被開啟文件的存取權(quán)限

返回值：告成：返回文件描述符

失?。悍祷?1

close（）函數(shù)：

功能描述：用于關(guān)閉一個被開啟的的文件

函數(shù)原型：intclose(intfd)

參數(shù)說明：fd文件描述符

函數(shù)返回值：0告成，-1出錯

read（）函數(shù)

功能描述：從文件讀取數(shù)據(jù)

函數(shù)原型：ssize_tread(intfd,void*buf,size_tcount)

參數(shù)說明：fd：將要讀取數(shù)據(jù)的文件描述詞

buf：指緩沖區(qū)，即讀取的數(shù)據(jù)會被放到這個緩沖區(qū)中去

count：表示調(diào)用一次read操作，理應(yīng)讀多少數(shù)量的字符

返回值：返回所讀取的字節(jié)數(shù)；0（讀到EOF）；-1（出錯）

write（）函數(shù)

功能描述：向文件寫入數(shù)據(jù)

函數(shù)原型：ssize_twrite(intfd,void*buf,size_tcount)

返回值：寫入文件的字節(jié)數(shù)（告成）；-1（出錯）

（2）關(guān)鍵代碼

#includestdio.h

#includestdlib.h

#includestring.h

voidmain()

{

chars1filename[20],s2filename[20],dfilename[20];

FILE*s1fp,*s2fp,*dfp;

intnum=0;

/*得到第一個文件的文件名*/

printf(Pleaseinputsource1filename:\n);

gets(s1filename);

/*得到另一個文件的文件名*/

printf(Pleaseinputsource2filename:\n);

gets(s2filename);

/*得到要目標文件的文件名*/

printf(Pleaseinputdestinationfilename:\n);

gets(dfilename);

/*輸出信息合并前的文件的內(nèi)容*/

if((s1fp=fopen(s1filename,r))==0)

{

printf(Cantopenthefile:%s\n,s1filename);

exit(0);

}

if((s2fp=fopen(s2filename,r))==0)

{

printf(Cantopenthefile:%s\n,s2filename);

exit(0);

}

if((dfp=fopen(dfilename,w+))==0)

{

printf(Cantopenorcreatethefile:%s\n,dfilename);

exit(0);

}

/*輸出信息合并前文件的內(nèi)容*/

printf(\nThetextofthefile%sbeforemerging:\n,s1filename);

OutputFile(s1fp);

printf(\nThetextofthefile%sbeforemerging:\n,s2filename);

OutputFile(s2fp);

fseek(s2fp,0L,SEEK_SET);

fseek(s1fp,0L,SEEK_SET);

/*信息合并*/

MergeFile(s1fp,s2fp,dfp,num);

/*輸出信息合并后文件的內(nèi)容*/

printf(\nThetextofthefile%saftermerging:\n,dfil