計算機操作系統(tǒng)實驗報告

X大學(xué)數(shù)學(xué)與計算機科學(xué)(軟件)學(xué)院實驗報告課程名稱：計算機操作系統(tǒng)學(xué)號：姓名：專業(yè)：軟件工程年級：202X級學(xué)期：202X年第2學(xué)期202X年10月24日

試驗一Linux操作系統(tǒng)的使用和分析一、試驗?zāi)康谋驹囼炛匾獙W(xué)習(xí)和掌握Linux操作系統(tǒng)的主線應(yīng)用。通過本試驗，學(xué)生可以純熟掌握Linux環(huán)境下多種主線操作命令接口的應(yīng)用。從系統(tǒng)平安角度出發(fā)，學(xué)習(xí)掌握系統(tǒng)的主線平安優(yōu)化和配置，在操作系統(tǒng)層次進行有效平安加固，提高Linux系統(tǒng)的平安性能。通過本次試驗，有助于學(xué)生深入理解操作系統(tǒng)原理中的有關(guān)內(nèi)容，加深認(rèn)識。二、試驗規(guī)定1、純熟掌握Linux系統(tǒng)的主線操作命令。2、熟悉Linux系統(tǒng)的主線配置。3、完畢Linux系統(tǒng)的平安加固。4、掌握一種以上的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件的安裝、配置與應(yīng)用。三、試驗內(nèi)容系統(tǒng)的啟動，如圖：關(guān)閉使用shutdowm尚有列出文獻夾內(nèi)的信息ls，cp復(fù)制拷貝，touch創(chuàng)立文獻命令等等.gz，解壓如圖：然后修改安裝途徑：之后用make編譯文獻在安裝途徑/home/liaoenrui/11里的etc中修改文獻的組名和顧客名：將groud命名ftp，user也命名為ftp，然后用groudadd和useradd命令將這兩個添加在該目錄的sbin目錄下：最終運行文獻，./profile即可四、試驗總結(jié)通過本次的操作系統(tǒng)的上機試驗，我純熟了Linux系統(tǒng)的主線操作命令，并且對安裝文獻有更深刻的理解，比方在上述安裝過程中對于通過froftpd來架構(gòu)linux的ftp，由于之前都是用window系統(tǒng)，因此對于這些非常的生疏，因此在請教了多人和上網(wǎng)查詢之后，總算有所理解，并且成功的將此試驗順利完畢。在本次試驗中，我發(fā)現(xiàn)自己的動手能力又有很大的提高，信任后來繼續(xù)努力的話會有更大的進步，當(dāng)然這也要歸功于老師的教導(dǎo)。參照文獻[1]NeilMaththewRichardStonesLinux程序設(shè)計第四版人民郵電出版社[2]周茜，趙明生.中文文本分類中的特性選擇研究[J].中文信息學(xué)報,202X,Vol.18No.3試驗二Linux進程通信一、試驗?zāi)康?〕理解有關(guān)Linux系統(tǒng)調(diào)用；2〕學(xué)習(xí)有關(guān)Linux的進程創(chuàng)立，理解進程創(chuàng)立后兩個并發(fā)進程的執(zhí)行。二、試驗內(nèi)容在Linux環(huán)境下，用C/C++言語編程，使用系統(tǒng)調(diào)用fork創(chuàng)立進程多種子進程。(1)調(diào)試并完畢如下程序，完畢試驗規(guī)定：#include

"stdio.h"#include

"sys/types.h"#include

"unistd.h"int

main(){pid_tpid1;pid_tpid2;pid1

=

fork();pid2

=

fork();printf("pid1:%d,pid2:%d\n",pid1,pid2);}規(guī)定：請說出執(zhí)行這個程序后，將一共運行幾種進程。觀測運行成果，并給出分析與解釋。答：A.執(zhí)行這個程序后，將一共運行4個進程。運行成果如下：分析與解釋：fork()函數(shù)可以建立子進程，且使得子進程得到父進程地址空間的一種復(fù)制；并且，當(dāng)創(chuàng)立成功時，假如是父進程則返回0，子進程則返回子進程的ID，不過，fork()創(chuàng)立的進程并不是從該程序開頭開始執(zhí)行，它只是和父進程同樣繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)代碼，因此在之后的語句中，父子進程同步創(chuàng)立一種進程，就形成了四個進程，如圖上所示。因此，，在上面的截圖中，第一次fork()函數(shù)時成功產(chǎn)生了父子進程pid分別為2775和0，第二次使用fork()函數(shù)時父子進程又各產(chǎn)生了一對父子進程父進程產(chǎn)生的父子進程的pid分別為2776和0，子進程產(chǎn)生的父子進程的pid分別為0和2777。由于進程是并發(fā)的，他的調(diào)度我們無法干預(yù)，因此出現(xiàn)的成果并非都是一成不變的，執(zhí)行一再后，輸出的次序有也許不一樣樣。(2)參照下面的有關(guān)程序?qū)嵗?，編寫一種管道試驗程序，完畢兩個進程之間的數(shù)據(jù)通信。規(guī)定：父進程次序?qū)懭爰僭O(shè)干個字符串，子進程次序讀出內(nèi)容，并寫入文獻piple.txt，并顯示出來。〔寫出設(shè)計環(huán)節(jié)、數(shù)據(jù)構(gòu)造、關(guān)鍵代碼、試驗成果及其分析闡明〕答：①設(shè)計環(huán)節(jié)：用pipe()創(chuàng)立一種管道fd，用fork調(diào)用產(chǎn)生兩個進程〔父進程和子進程〕；將父進程將要傳播給子進程的信息寫在readbuffer；然后使子進程通過讀端用write函數(shù)從緩存中讀取父進程傳播的消息。②數(shù)據(jù)構(gòu)造：定義一種字符數(shù)組string用于寄存父進程將要傳播給子進程的消息，使用read函數(shù)和write函數(shù)配對完畢管道的運行。③關(guān)鍵代碼：#include<unistd.h>#include<stdlib.h>#include<fcntl.h>#include<sys/stat.h>#include<sys/types.h>intmain(void){ intfd[2],out; pid_tchildpid; charstring[]={"abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"}; charreadbuffer[27]; pipe(fd); childpid=fork(); if(childpid==-1) { printf("forkerror"); exit(1); } elseif(childpid!=0) { close(fd[0]); write(fd[1],string,sizeofstring); exit(0); } else { close(fd[1]); read(fd[0],readbuffer,27); printf("%s\n",readbuffer); out=open("pipo.txt",O_WRONLY|O_CREAT,S_IRUSR|S_IWUSR); write(out,readbuffer,80); } return0;}④試驗成果：⑤分析闡明：管道是用于進程間通信的一種通信機制。Pipe函數(shù)在兩個程序之間傳遞數(shù)據(jù)不需要啟動shell來解釋祈求的命令，同步還提供了對數(shù)據(jù)的更多操縱，因此用它來創(chuàng)立管道非常以便。三、試驗總結(jié)在做這個試驗之前，一直覺得這是一種非常復(fù)雜的試驗，一直不太情愿去碰它?？偹悴坏貌蛔隽耍l(fā)現(xiàn)其實沒有想象中的那么難。并且，通過這個試驗，讓我理解了有關(guān)頁面調(diào)度方面的某些知識，對于系統(tǒng)是怎樣調(diào)度頁面的愈加的清晰明了。通過這次的試驗,使我學(xué)到了不少有用的知識,更重要的是,做試驗的過程,思索問題的措施,這與做其他的試驗是通用的,真正使我們受益匪淺。在試驗課上，由于時間關(guān)系以及考慮不全面，因此導(dǎo)致試驗初始時的不完善，這啟發(fā)了我要進行多方面的思索和研究，尤其是對于進程并發(fā)執(zhí)行這種具有不確定性的問題，更要從多角度進行思索，并動手進行實際操作以及檢查，才能驗證自己的想法與否對的。四、參照文獻[1]中國IT試驗室[2]陳向群，馬洪兵.現(xiàn)代操作系統(tǒng)[M].X:機械工業(yè)出版社，202X.7[3]黃志洪，鐘耿揚，Linux操作系統(tǒng)[B].X:冶金工業(yè)出版社，202X.[4]周巍松.Linux系統(tǒng)分析與高級編程技術(shù)[M].X:機械工業(yè)出版社，202X

試驗三頁面置換算法一、試驗?zāi)康谋驹囼炛匾獙Σ僮飨到y(tǒng)中祈求分頁式內(nèi)存治理及其應(yīng)用的某些關(guān)鍵算法進行模擬。學(xué)生通過設(shè)計與完畢Clock算法，可以強化對對應(yīng)理論的理解，并對理解操作系統(tǒng)內(nèi)部的主線處理原理與過程也有諸多益處。二、試驗規(guī)定主線規(guī)定：描述Clock算法的主線原理、必要的數(shù)據(jù)構(gòu)造、算法執(zhí)行流程圖、編碼完畢。1〕初始化：輸入作業(yè)可占用的總頁框數(shù)，初始化置空。2〕輸入序列：輸入一種頁號訪問祈求序列，依次占用對應(yīng)頁框，直至所有占用；3〕Clock算法：當(dāng)頁框所有占用后，對于后續(xù)新的頁號訪問祈求，執(zhí)行Clock算法，淘汰1個頁面后裝入新的頁號。4〕顯示目前分派淘汰序列：顯示淘汰的頁號序列。描述Clock算法的主線原理、必要的數(shù)據(jù)構(gòu)造、算法執(zhí)行流程圖、編碼完畢。三、試驗內(nèi)容主線原理：時鐘頁面置換算法是把所有的頁面都保留在一種類似鐘面的環(huán)形鏈表中，一種表針指向最老的頁面，在采納祈求分頁機制的操作系統(tǒng)中，當(dāng)運行一種程序的時候，假設(shè)要訪問的頁面不在內(nèi)存中而需要把它們調(diào)入內(nèi)存，但此時內(nèi)存已無空閑空間，為了保證該進程能正常運行，需選擇內(nèi)存中臨時不用的頁面調(diào)出到磁盤互換區(qū)。選擇調(diào)出哪個頁面，由頁面算法決定。頁面置換算法的好壞，直接影響系統(tǒng)的性能，因此一種好的頁面置換算法，應(yīng)盡量選擇調(diào)出較長時間內(nèi)不會再訪問的頁面，以保證較低的缺頁率。如下圖。當(dāng)發(fā)生缺頁中斷時，算法首先檢查表針指向的頁面，假如它的R位是0就淘汰該頁面，并把新的頁面插入這個位置，然后把表針前移一種位置；假如R位是1就清除R位并把表針前移一種位置，反復(fù)這個過程直到找到了一種R位為0的頁面為止改良型的Clock算法的思想：如圖：在將一種頁面換出時，假如該頁已被修改正，便須將它重新寫到磁盤上；但假如該頁未被修改正，則不必將它拷回磁盤。同步滿足這兩條件的頁面作為首先淘汰的頁。由訪問位uesbit和修改位change可以組合成下面四種類型的頁面：1類〔usebit=0，change=0〕：該頁近來既未訪問、又未修改，是最對的淘汰頁。2類〔usebit=0，change=1〕：該頁近來未訪問，但被修改，并不是好的淘汰頁。3類〔usebit=1，change=0〕：近來已被訪問，但未被修改，該頁有也許再被訪問。4類〔usebit=1，change=1〕：近來已被訪問且被修改，該頁有也許再被訪問。在內(nèi)存中的每個頁必然是這四類頁面之一，在進行頁面置換時，可采納與簡樸Clock算法相類似的算法，其差異在于須同步檢查訪問位和修改位，以確定該頁是四類頁面中的哪一種。此算法稱為改良型Clock算法。其執(zhí)行過程可提成如下三步：〔1〕從指針?biāo)鶑哪壳拔恢瞄_始掃描循環(huán)隊列，尋覓usebit=0且change=0的頁面，將碰到的第一種頁面作為所選中的淘汰頁。在第一次掃描間不變化訪問位usebit?！?〕假如第一步失敗，即查找一周后未碰到第一類頁面，則開始第二輪掃描，尋覓usebit=0且change=1的第二類頁面，將所碰到的第一種此類頁面作為淘汰頁。在第二輪掃描期間，將所有通過的頁面的訪問位置0?！?〕假如第二步也失敗，即未找到第二類頁面，則將指針返回到開始的位置，并將所有的訪問位復(fù)0。然后，反復(fù)第一步，假如仍失敗，必要時再反復(fù)第二步，此時就肯定可以找到被淘汰的頁。算法流程設(shè)計：STEP1:輸入分派的頁框數(shù)，頁面訪問次數(shù)和要訪問的頁面號序列

，在目前途徑下建一種in.txt的文獻作為輸入使用。STEP2:內(nèi)存頁面初始化。內(nèi)存中頁面的int數(shù)據(jù)構(gòu)造為數(shù)組，用余項具有頁號值now和訪問位值usebit，修改位change。開始時頁號均為-1，訪問位為0，修改位也為0。

STEP3：測試數(shù)據(jù)。詳細(xì)算法是依要訪問的頁面號，運用寫在main〔〕函數(shù)里的clock算法查找與否已經(jīng)存在于內(nèi)存中。假設(shè)存在，則修改其訪問位為1.假設(shè)不存在，觸發(fā)缺頁中斷。最終，打印目前內(nèi)存狀態(tài)。如此循環(huán)直至測試串都訪問完畢重要函數(shù)完畢：//CLOCK算法 if(mark[num]){ printf("命中頁%d*",num); usebit[num]=1; if(work[now]==num)now=(now+1)%len;//假設(shè)是目前指針?biāo)谖恢脛t移位，否則不變}else{ miss++; mark[num]=usebit[num]=1;change[num]=cha; if(work[now]==-1){//推斷與否尚有空的內(nèi)存塊 work[now]=num;now=(now+1)%len; printf("插入頁%d*",num);} else { while(true){//循環(huán)的查找最對的的替代塊for(inti=0;i<len;i++){//超找usebit=0，change=0的塊 if(usebit[work[now]]==0&&change[work[now]]==0){f1=true;break;} now=(now+1)%len; } if(!f1){//查找usebit=0.change=1的塊，查找過程中將不符合的usebit置0 for(intj=0;j<len;j++){if(usebit[work[now]]==0&&change[work[now]]==1){f2=true;break;} usebit[work[now]]=0; now=(now+1)%len;} } if(!f2){//將所有訪問頁置0 for(intk=0;k<len;k++){ usebit[work[now]]=0; now=(now+1)%len;} } if(f1||f2)break; } printf("淘汰頁%d,插入頁%d*",work[now],num); mark[work[now]]=0; work[now]=num; now=(now+1)%len;}測試數(shù)據(jù)：在這個模擬算法中我將所有的輸入放在in.txt之中，并在文獻中輸入如下的數(shù)據(jù)：3005110304121204131001051輸出的成果如圖：成果分析：由上圖輸出成果可以看到在第四個訪問頁時，需要淘汰頁號，從總頁框總看分別為：0號的訪問頁和修改位為1：0,5號的訪問位