1、操作系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告書班級(jí):軟件1102心口 子:姓名:指導(dǎo)教師：徐向英2012-2013學(xué)年第二學(xué)期實(shí)驗(yàn)名稱： LINUX用戶界面實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 2013年 4月 9 日 第 6 周星期 二一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,熟悉Linux字符操作界面，熟練掌握常用Shell命令。2,熟悉Linux文本編輯方法，學(xué)會(huì)編輯軟件 VI的使 用。3, 了解Linux編譯器gcc的功能，掌握基于Linux平 臺(tái)的C程序的開發(fā)二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)（預(yù)備知識(shí)的問題及回答）1 .為什么在Linux系統(tǒng)中，諸如光盤、 U盤等要先掛載而后才能使用？如何獲得U盤的設(shè)備名？裝載點(diǎn)在文件系統(tǒng)中的位置是什么？由于文件系統(tǒng)的差異， Linux在默認(rèn)情

2、況下并不支持軟盤，光盤，U盤，所以需要通過(guò)裝在相應(yīng)盤片才可以訪問其中的數(shù)據(jù)裝載點(diǎn)是掛載文件系統(tǒng)的目錄位置2 .從虛擬機(jī)界面退出進(jìn)入 Windows OS界面的操作是 Ctri+Ait,從 Windows OS界面進(jìn)入虛擬機(jī)界面的方法是 鼠標(biāo)點(diǎn)擊虛擬機(jī)界面。3 .權(quán)限的含義是什么？如何使用數(shù)字法設(shè)定文件的權(quán)限？Linux系統(tǒng)中的每個(gè)文件和目錄都有相應(yīng)的訪問許可權(quán)限，訪問權(quán)限分為只讀（ r）,可寫（w）和可執(zhí)行三種，有三種不同類型的用戶可以對(duì)文件或者目錄進(jìn)行訪問，分別是文件所有者（u）,同組用戶（g）和其它用戶（o）。所有的文件和目錄都被創(chuàng)建他們的人所擁有。只要 你是這個(gè)文件的所有者或者你登陸為用

3、戶，你就擁有了改變所有者，群組和其他人權(quán)限的權(quán)利。使用數(shù)字法改變權(quán)限：命令格式chmod權(quán)限數(shù)值文件名說(shuō)明給指定文件賦予數(shù)值所規(guī)定的權(quán)限在數(shù)字設(shè)定法中，每種權(quán)限設(shè)置均可以用數(shù)值來(lái)代表，其中0表示沒有權(quán)限,1表示可執(zhí)行權(quán)限，2表示可寫權(quán)限，4表示可讀權(quán)限，這些值之和便可以用來(lái)設(shè)定特定權(quán)限。4 .什么過(guò)濾操作？在 Linux中如何實(shí)現(xiàn)？過(guò)濾操作：將一個(gè)命令的輸出作為一個(gè)命令的輸入Linux實(shí)現(xiàn)的命令格式：命令|命令5 .在Linux中掛載u盤并能顯示其文檔的中文信息，所使用的掛載命令是：Mount/dev/sdal/mnt/usb 6 .什么是vi?其三種操作模式的含義是什么？給出三種工作模式間的

4、轉(zhuǎn)換圖。命令模式：vi啟動(dòng)后的默認(rèn)模式，控制光標(biāo)的移動(dòng)，復(fù)制刪除文字，進(jìn)入輸入模式和末行模式輸入模式：進(jìn)行文字輸入末行模式：保存文件，退出 VI三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（包含實(shí)驗(yàn)所用命令或相關(guān)程序源代碼）1. shell操作命令（給出每題所用的 Shell命令或命令結(jié)果）（1）創(chuàng)建名為stul、stu2的2個(gè)用戶，設(shè)置密碼分別為 studentl和student2 ,并將它們?cè)O(shè)為 組groupl中的成員。#groupadd groupl# useradd stu1 -g group1# su stu1Spasswd stu1回車后敲入密碼 student1$exit# useradd stud2 4 gr

5、oupl# su stu2 $passwd stu2$exit(2)在每個(gè)用戶的主目錄下建立2個(gè)目錄，分別命名為diri和dir2。#su stul$cd$mkdir diri$exit#su stu2$ cd$mkdir dir2$exit(3)查找stul用戶主目錄、下屬各子目錄的默認(rèn)存取權(quán)限，并給出結(jié)論。#su stul$cd.$ls-1用戶主目錄權(quán)限為：drwx,即目錄的用戶可讀，寫，執(zhí)行，同組和其它的用戶無(wú)任何權(quán)限#su stu$cd$ls-1Diri目錄權(quán)限為：drwxr-xr-x,即目錄的用戶可讀，寫，執(zhí)行(4)調(diào)試pwd和cd命令，回答下列關(guān)于 Linux文件系統(tǒng)中目錄的有關(guān)問

6、題。 用戶主目錄的絕對(duì)路徑如何表示？/home/stui/home/stu2 根目 錄如何表示？ /root .和 分別表示什么目錄？ 子目錄.父目錄表示什么目錄？ 用戶本目錄當(dāng)前目錄如何表示?Cd(5)新建用戶stu3,設(shè)置其密碼為student3,并將其設(shè)置為group2中成員。爾后，以stu3登 錄，在其主目錄下建立名為text的目錄，在text目錄下再建立名為 diri的子目錄，并使其成為當(dāng)前目錄。#groupadd group2#useradd stu3 -g group2#su stu3$passwd回車后敲入密碼 student3$cd$mkdir text$mkdir diri

7、$cd text/diri(6)使用catsneakers.txt命令，分析命令行cat sneakers.txt的顯示結(jié)果。$ catsneakers.txtbuy some sneakersthen go to the coffee shopthen buy some coff AD$cat sneakers.txt從鍵盤中創(chuàng)建一個(gè)名為sneakers.txt文件，文件內(nèi)容為：buy some sneakersThen go to the coffee shopThen buy some coff(7)使用上題的方法，在 diri目錄中建立home.txt文件，其內(nèi)容為: bring th

8、e coffee home take off shoes put on sneakers make some coffee relax!$cd /home/stul/dirl $cathome.txt Bring the coffee home Take off shoes Put on sneakers Make some coffee Relax!ctrl+d(8)試寫出實(shí)現(xiàn)下列功能的shell命令： 將home.txt文件移至其上級(jí)目錄中(即 text目錄下)。$mv/home.txt將home.txt添加到sneakers.txt尾部形成新的文件 saturday.txt。$cat c

9、neakers.txtasturday.txt $cat home.txtSaturday.txt 將text目錄樹從stu3用戶主目錄下移至 stu2主目錄下?！臼褂锰貦?quán)用戶方法】sumv/home/stu3/text/home/stu2【修改目錄權(quán)限方法】#cp/home/stu3/text/home/stu2(9)試畫出上述命令后，用戶 stu1、stu2和stu3主目錄中的目錄樹(3棵子樹)。2. Linux C程序開發(fā)(1)編寫Linux C程序，把一個(gè)文件的內(nèi)容復(fù)制到另一個(gè)文件中，即實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的copy功能。要求：程序輸入的第一個(gè)參數(shù)是源文件，第二個(gè)參數(shù)是目標(biāo)文件?！驹闯绦颉?inc

10、lude#include#include#includeInt main(int argc,char *argv)FILE *in,*out;Char ch;If(argc!=3)Printf( you forgot to enter a filenamen );Exit(0);If(in=fopen(argv1, r)尸NULLPrintf( can nit open outfilen );Exit(0);If(out=fopen(argv2, w)尸NULL Prntf( can not open outfile );Exit(0);While(!feof(in)fputc(in),out

11、);Fclose(in);Fclose(out);【運(yùn)行命令】#gcc -o test copy.c#./test file1.c file2.c(2)編寫Linux C程序，列出stu2主目錄中的文件信息，并將其中 saturday.txt文件的權(quán)限設(shè)置為文件所有者可讀可寫、同組用戶只讀、其他用戶無(wú)權(quán)限?！驹闯绦颉?include#include#include#includeInt main(int argc,char *argv)DIR *dp;Struct dirent *dirp;Int n=0;If(arge!=2)Printf( a signle argement is requ

12、ired);Exit(0);If(dp=opendir(argv1)=NULL)Printf( can not open%s”,args1);Exit(0);While(dirp=readdir(dp)!=NULL)&(nd_name);System( Chmod 640/home/stu2/text/dir1/Saturday.txt )【運(yùn)行命令】#gcc -o test list.c#./test.home/stu2實(shí)驗(yàn)名稱： SHELL程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 2013 年4 月11 日 第 6 周 星期 4一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜HELL腳本編程的步驟，掌握基于Bash的Shell 腳本開發(fā)。二

13、、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)(預(yù)備知識(shí)的問題及回答)1 . Linux系統(tǒng)默認(rèn)的shell語(yǔ)言是什么？欲查看該 shell的版本，應(yīng)使用什么命令？ Bash shell$echo $BASH_VERSION2 .預(yù)習(xí)shell有關(guān)變量和參數(shù)的相關(guān)知識(shí)，回答下列問題。(1)假設(shè)用戶進(jìn)行了如下的賦值操作：$ person=jenny試給出下面命令的輸出結(jié)果。1) echo person person2) echo $person jenny3) echo $person $person4) echo $person jenny(2)填充下列與環(huán)境變量、位置變量和預(yù)定義變量相關(guān)的表格。Shell變量定義HOME保存用

14、戶注冊(cè)目錄的絕對(duì)路徑PATH保存用冒號(hào)分割的目錄路徑PWD當(dāng)前工作目錄的據(jù)對(duì)路徑名PS1主提示符，特權(quán)用戶為 #,普通用戶為$0當(dāng)前shell程序的文件名$#位置參數(shù)的個(gè)數(shù)$?前一個(gè)命令執(zhí)行后返回的狀態(tài)$當(dāng)前進(jìn)程的PID3.寫出下列expr命令的輸出:(1)exprindexValue”a(2)exprValue”: V.*u(3)expraaa”a+(4)expraaa”a?(5)expr2+3(6)expr2 +3expr2 *3(8)expr5 +expr 2 + 3(9)exprlengthoperating system(10)exprsubstr linux 2 3inu24312

15、+356 mon-numeric argument 16三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.編寫Shell腳本，從命令行中接收一個(gè)二元算術(shù)表達(dá)式并計(jì)算其結(jié)果?！驹闯绦颉?!/bin/bashIftest $#=3ThenCase s2 in+)let z=$1 +$3;-)let z=$1-$3;/)let z=$1/$3;x|x)let z=$1*$3;*)echo “warning -$2 invalid operator! ” exit;EsacEcho ,answer is sz”ElseEcho “usage - $0 value1 operator value2” fi【運(yùn)行】Chmod a+x ji

16、suan ./jisuan 2+32 .編寫一個(gè)以文件列表作為輸入的過(guò)濾器程序，要求文件名含有以句點(diǎn)“.”分隔的后綴,過(guò)濾器輸出每個(gè)文件的不帶句點(diǎn)和后綴的文件名?！驹闯绦颉縍ead flagWhile test $flag”DoLocation= expr $location=1 Basename=expr substr=$flag 1 $location Echo $basecnameRead flagdone【運(yùn)行】Chmod a+x letter ./letter3 .將下面的shell腳本命名為myscript,分析其功能：count=$#cmd=echowhile $count-gt

17、 0 docmd=$cmd $countcount=expr $count - 1 done eval $cmd【命令行輸入】chmod a+x myscript./myscript first second third【運(yùn)行結(jié)果】Third second first【腳本功能分析】將命令行輸入的參數(shù)倒敘顯示4 .設(shè)計(jì)一個(gè)程序cuts,它從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入數(shù)據(jù)，獲取由第一個(gè)參數(shù)n和第二個(gè)參數(shù) m所限定范圍的數(shù)據(jù)（包括這兩個(gè)字符），n和m都是整數(shù)。例如：$ cuts 11 14This is a test of cuts program （輸入）test （顯示結(jié)果）【源程序】#!/bin/bash

18、Read blineEcho $aline |cut-c $1-$2實(shí)驗(yàn)名稱：進(jìn)程控制與通信實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 2013 年5 月7 日 第 旦周星期2一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深進(jìn)程的概念理解，體會(huì)進(jìn)程創(chuàng)建過(guò)程，經(jīng)一部認(rèn)識(shí)進(jìn)程的異步并發(fā)特征2, 了解Linux進(jìn)程通信原理3,掌握Linux進(jìn)程控制和進(jìn)程通信相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)(預(yù)備知識(shí)的問題及回答)1 .寫出下列系統(tǒng)調(diào)用功能：(1) fork ()用于創(chuàng)建講程(2) getpid ()用于 獲取當(dāng)前的進(jìn)程 ID號(hào)(3) wait ()用于 等待子講程結(jié)束(4) exit ()用于 進(jìn)程自我終I卜(5) pipe () 用于 常見無(wú)名管道(6) sign

19、al ()用于 在信號(hào)和信號(hào)處理函數(shù)之間建對(duì)應(yīng)關(guān)系(7) kill ()用于發(fā)送信號(hào)給指定進(jìn)程2 .閱讀fork系統(tǒng)調(diào)用，用偽碼寫出其實(shí)現(xiàn)流程。Pid=fork()If pid為負(fù)Print當(dāng)前進(jìn)程是子進(jìn)程Else if pid 為 0Print當(dāng)前進(jìn)程是父進(jìn)程3.圖示pipe系統(tǒng)調(diào)用生成無(wú)名管道時(shí)所涉及的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。hic-r4 .在UNIX系統(tǒng)中運(yùn)行下面程序，最多可以產(chǎn)生多少個(gè)進(jìn)程？畫出進(jìn)程家族樹。 main()fork();fork();fork();5 .下列程序運(yùn)行后，a的值是多少？main() int a,pid;a=55;pid=fork();if (pid 0) printf(e

20、rror in fork !); exit(0); else if(pid=0) sleep(5); a=99; printf(else sleep(7);printf(、=%曲)；wait(0);a=99a=55;最終 a=55三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 .調(diào)試下面的程序，觀察可能的并發(fā)結(jié)果，給出簡(jiǎn)要分析,#include #include #includemain () int status;int pid1=-1,pid2=-1,pid3=-1;n”,a)治0=%(5); exit(0);并畫出進(jìn)程家族樹。pid1=fork();if (pidl = 0)printf(pid1=0,my proce

21、ss id is %dn,getpid();else if (pidl 0) printf(pid10,my process id is %dn,getpid();pid2=fork();if (pid2 = 0)printf(pid2=0, my process id is %dn,getpid();else if (pid2 0)printf( pid20, my process id is %dn,getpid();pid3=fork();if (pid3 = 0)printf(pid3=0,pid1=%d,pid2=%d, my process id is %dn,pid1,pid2,

22、getpid();else if (pid3 0)printf(pid30, pid1=%d,pid2=%d, my process id is %dn,pid1,pid2,getpid(); wait(&status);exit(0);2 .編程實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間管道通信。要求：父子進(jìn)程共享一無(wú)名管道，兩個(gè)子進(jìn)程作為發(fā)送方分別向管道發(fā)送一行信息，父進(jìn)程先讀出子進(jìn)程 P1發(fā)來(lái)的信息行，將其轉(zhuǎn)換為大寫字母輸出；再讀出子進(jìn)程P2發(fā)來(lái)的信息行，將其轉(zhuǎn)換為小寫字母輸出。【源程序】Int filedes2;Char buffer80;Main()Pipe(filedes);Char str180;Char st

23、r280;Int pid1,pid2,I;While(pid=fork()=-1);If(pid1=0)Lockf(filedes1,1,0);Printf( childl input String1n ”)Scanf( %s”,stn);Write(filedes1,str,sizeof(str1);Lockf(filedes1,0,0);Exit(0);ElseWhile(pid=fork()=-1)If(pid2=0) Lockf(filedes1,1,0)Printf( child2 input string2n );Scanf( %s”,str2);Write(filedes1,st

24、r2,sizeof(stru2);Lockf(fildes1,0,0);Exit(0);ElseIf(waitpid(pid1,null,0)=pid1) Read(filedes0,buffer,80);For(i=0;isizeof(str1);i+)bufferi=toupper(bufferi);Printf( parent=child1:%sn buffer);ElsePrintf( waitpid1 error!);If(waitpid(pid2,NULL,0)=pid2)Read(filees0,bufferm80);For(i=0;iEWLMpul itrrrt IM Ip r

25、r a L - l li l IJ2. m* Rm-附加題3“學(xué)習(xí)下面共享存儲(chǔ)區(qū)的內(nèi)容，并用共享存儲(chǔ)區(qū)的方式實(shí)現(xiàn)“觀察者一一報(bào)告者”問題 (共享的count變量存于共享存儲(chǔ)區(qū))，并驗(yàn)證“與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤”。共享存儲(chǔ)操作使得兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程可以共用一段物理內(nèi)存(一般情況下，兩個(gè)進(jìn)程的數(shù)據(jù)區(qū)是完全獨(dú)立的，父進(jìn)程用fork創(chuàng)建子進(jìn)程后，子進(jìn)程會(huì)復(fù)制父進(jìn)程數(shù)據(jù)到自己的數(shù)據(jù)區(qū))。(1)創(chuàng)建共享內(nèi)存#includeint shmget(key_t key,size_t size, int permflags);參數(shù)key是共享內(nèi)存的標(biāo)識(shí)，size是共享內(nèi)存段的最小字節(jié)數(shù)，permflags是訪問權(quán)限，

26、值的設(shè)置同semget一樣。(2)共享內(nèi)存的控制#includeint shmctl(int shmid, int command, struct shmid_ds *shm_stat);command可設(shè)為IPC_STAT,IPC_SET,IPC_RMID 。參數(shù)shm_stat指向存放屬性的結(jié)構(gòu)體，具 體內(nèi)容請(qǐng)參考手冊(cè)。(3)共享內(nèi)存的附接和斷開# includevoid *shmat(int shmid, const void *addr, int shmflags);int shmdt(const void *addr);由于兩個(gè)函數(shù)需指出進(jìn)程地址空間中的地址，因此比較復(fù)雜。簡(jiǎn)化的方法

27、是將shmat中的地址設(shè)為NULL ?！驹闯绦颉俊具\(yùn)行與測(cè)試】實(shí)驗(yàn)名稱：虛擬存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 2013 年5 月 21 日 第12 周 星期 2一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,掌握虛擬存儲(chǔ)器的概念，理解實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器的基 本方法2,體會(huì)分頁(yè)存儲(chǔ)器管理中，頁(yè)面置換的過(guò)程3,進(jìn)一步認(rèn)識(shí)多種頁(yè)面置換算法的實(shí)現(xiàn)機(jī)制:、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)（預(yù)備知識(shí)的問題及回答）i .描述請(qǐng)求分頁(yè)的地址轉(zhuǎn)換過(guò)程。程序話求訪新弱2.解釋FIFO頁(yè)面置換算法所產(chǎn)生的Belady現(xiàn)象。Belady現(xiàn)象是指當(dāng)進(jìn)程分配的內(nèi)存塊數(shù)增加時(shí)，進(jìn)程缺頁(yè)率反而上升的現(xiàn)象。FIFO算法在頁(yè)面置換時(shí)，總是淘汰先進(jìn)入主存的頁(yè)面，而先進(jìn)入主存的頁(yè)面并不一定是以后用不到的頁(yè)面，

28、如果這些頁(yè)面以后需要訪問，則將產(chǎn)生缺頁(yè)，因此即使分配的內(nèi)存塊數(shù)增加，缺頁(yè)率依 然有可能上升，這是由于使用的頁(yè)面置換算法不合理導(dǎo)致的三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 .計(jì)算并輸出下列頁(yè)面置換算法在不同內(nèi)存容量(4頁(yè)至32頁(yè))下的命中率.最佳置換算法(OPT)(2)先進(jìn)先出算法(FIFO)(3)最近最久未用頁(yè)面置換算法(LRU)具體要求如下：(1)通過(guò)隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生一個(gè)指令序列，共320條指令.指令地址的生成原則如下1)50%的指令是順序執(zhí)行的；2)25%的指令是均勻分布在前地址部分；3)25%的指令是均勻分布在后地址部分；程序中的具體實(shí)施方法是：1)在0,319的指令地址之間隨機(jī)選取一起點(diǎn)地址m;2)順序執(zhí)行一條指

29、令，即執(zhí)行地址為 m+1的指令；3)在前地址0,m+1中隨機(jī)執(zhí)行一條指令，該指令的地址為 m；4)順序執(zhí)行一條指令，即執(zhí)行地址為 m +1的指令；5)在后地址m +2,319中隨機(jī)執(zhí)行一條指令；重復(fù)上述步驟(1)(5),直到執(zhí)行320條指令為止.將指令序列變換成為頁(yè)地址流：設(shè)：頁(yè)面大小為1k,用戶內(nèi)存容量為4頁(yè)逐步增加到32頁(yè)，用戶虛存容量為 32k.假定在用戶虛存中，每頁(yè)存放10條指令，即320條指令在虛存中的存放方法為：第0條第9條指令在第0頁(yè)；第10條第19條指令在第1頁(yè)；第310條第319條指令在第31頁(yè).按以上方式用戶指令共組成32頁(yè).據(jù)此可得出指令地址m和頁(yè)面號(hào)page以及頁(yè)內(nèi)位移

30、量offset 之間的計(jì)算公式為：page=m/10,offset=m%10.頁(yè)地址流長(zhǎng)度為 320?！驹闯绦颉縄nt page_stream320;Int b32;Void ran() Int instruct320;Int I,j,m,m1,m2;Srand(getpid();I=0;While(i320)M=rand()%320;Instructi=m;I+;If(m+1)320Instructi=m+1;I+;M1=read()%(m+1);Instructi=m1;I+;If(m1+1)320)Instructi=m1+1;I+;M1=read()%(m+1);Instructi=m1;I+;If(m1+1)320)Instructi=m1+1;I+;If(m2+2)320)M2=m1+2+rand()%(320-m1-2);Instructi=m2;I+;Page_streami=instructi/10;Int in_block(int page,int block_count)