Linux实验报告.doc
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中南大学
Linux系统实验报告
目录
实验一····································3~9
实验二···································10~16
实验三··································17~17
实验一Shell程序设计
[实验目的]
理解Shell程序的设计方法;熟悉Shell程序的编辑、运行、调试方法与过程。
[实验内容]考勤模拟Shell程序设计
用shell设计一个考勤模拟程序，实现如下功能选择界面：
1.上班签到
2.下班签出
3.缺勤信息查阅
4.退出
考勤程序运行后，提示用户输入上述功能选择，并验证用户输入的用户名和密码；用户信息保存在userinfo.dat中。
如果是上班签到，记录签到信息，如果签到时间大于上午8时，则提示用户迟到，并记录该迟到信息到check.dat。
如果是下班签出，记录签出信息，如果签出时间小于下午6时，则提示用户早退，并记录该早退信息到check.dat。
如果用户选择缺勤信息查询，则将check.dat中对应该用户的迟到早退信息查出并显示。
用户选择功能执行完，shell程序继续回到功能选择界面等待下一个用户进行操作。
一、实验分析
本实验是shell程序设计，主要目的是理解shell程序的设计方法以及熟悉shell程序的编辑、运行、调试方法与过程。
Shell是系统的用户界面，提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。
它接收用户输入的命令并把它送入内核去执行。
实际上Shell是一个命令解释器，它解释由用户输入的命令并且把它们送到内核。
不仅如此，Shell有自己的编程语言用于对命令的编辑，它允许用户编写由shell命令组成的程序。
Shell编程语言具有普通编程语言的很多特点，比如它也有循环结构和分支控制结构等，用这种编程语言编写的Shell程序与其他应用程序具有同样的效果。
本实验要求设计一个考情模拟的shell程序，按照题目要求，可将整个程序分为五个部分：
main函数以及四个功能函数，及一个功能对应一个函数。
1、上下班签到
将此函数定义为check_in（）;根据题目要求，运行程序后首先要求用户输入用户名和密码，当用户名密码正确时才可进入，这就要用到shell编程中的变量，shell中的变量和C语言或是JAVA中的变量都有所不同，shell中的变量不需要事先声明，给一个变量赋值实际上就定义了一个变量，并且shell程序中的变量是无类型的。
我们定义两个变量name和password，由题目要求，用户名和密码需要由用户输入，因此我们定义的变量应该从键盘获取输入值，使用如下语句：
readnamepassword;
我们在开发程序前应先创建一个文件userinfo.dat用于存放用户的用户名和密码，当用户输入用户名和密码后就要判断该用户是否合法。
方法为从userinfo.dat文件中逐行读取数据，并判断是否与用户输入的用户名相同，当遇到相同的用户名时就表明该用户是合法的，可以退出文件的读取，转入判断该用户输入的密码是否正确。
从文件中逐行读取数据方法：
iftest-e/home/poe/userinfo.dat
then
whilereadu_nameu_password
do
iftest"$name"="$u_name"
then
break;
else
continue;
fi
done
用户名和密码正确后用户进入系统，系统显示用户签到成功，此时还要判断此时的时间是否大于上午8时，则提示用户迟到，并记录该迟到信息到check.dat。
2、下班签出
将此函数定义为check_out（），前面部分和上一个函数check_in（）相同，都为判断用户输入的用户名和密码。
不同之处在于记录签出信息，如果签出时间小于下午6时，则提示用户早退，并记录该早退信息到check.dat。
3、缺勤信息查阅
将此函数定义为look（），首先还是判断该用户输入的用户名和密码是否正确。
用户进入系统之后就要打印出该用户的签到信息，将check.dat中对应该用户的迟到早退信息查出并显示。
在这一步中，首先还是要从check.dat文件中逐行读取数据，不过并不直接打印，而是要等判断用户名后才能打印。
whilereadrecord
do
user=${record%%*};
iftest"$user"="$name"
then
echo"$record";
fi
done
其中user=${record%%*};语句表示截取record字符串从左边起第一个空格前的字符串，也就是用户名，然后检查和该用户的用户名是否匹配，若匹配则打印否则读取下一条。
二、实验源码
#!
/bin/bash
functionshow（）{
echo"-----------------WelcometoAttandanceSystem--------------------";
echo"-----------------1.checkin--------------------";
echo"-----------------2.checkout--------------------";
echo"-----------------3.late--------------------";
echo"-----------------4.exit--------------------";
echo"Pleaseinputyourchoice:
";
}
functioncheck_in（）{
echo"Pleaseinputyournameandpassword:
";
readnamepassword;
iftest-e/home/poe/userinfo.dat
then
whilereadu_nameu_password
do
iftest"$name"="$u_name"
then
break;
else
continue;
fi
done
iftest"$name"!
="$u_name"
then
echo"Sorry,yournameiswrong!
";
eliftest"$password"!
="$u_password"
then
echo"Sorry,yourpasswordiswrong!
";
else
echo"Congratulation!
Youarecheckedinat`date`";
iftest`date+%H`-gt8
then
echo"Youarelate!
";
echo"$nameCheckedinat"+`date`+".Late!
">>check.dat;
fi
fi
else
echo"Thereisnothisfile";
fi
}
functioncheck_out（）{
echo"Pleaseinputyournameandpassword:
";
readnamepassword;
iftest-e/home/poe/userinfo.dat
then
whilereadu_nameu_password
do
iftest"$name"="$u_name"
then
break;
else
continue;
fi
done
iftest"$name"!
="$u_name"
then
echo"Sorry,yournameiswrong!
";
eliftest"$password"!
="$u_password"
then
echo"Sorry,yourpasswordiswrong!
";
else
echo"Congratulation!
Youarecheckedoutat"+`date`;
iftest`date+%H`-lt18
then
echo"Youareearlytoleave!
";
echo"$nameCheckedoutat"+`date`+".Early!
">>check.dat;
fi
fi
else
echo"Thereisnothisfile";
fi
}
functionlook（）{
echo"Pleaseinputyournameandpassword:
";
readnamepassword;
iftest-e/home/poe/userinfo.dat
then
whilereadu_nameu_password
do
iftest"$name"="$u_name"
then
break;
else
continue;
fi
done
iftest"$name"!
="$u_name"
then
echo"Sorry,yournameiswrong!
";
eliftest"$password"!
="$u_password"
then
echo"Sorry,yourpasswordiswrong!
";
else
whilereadrecord
do
user=${record%%*};
iftest"$user"="$name"
then
echo"$record";
fi
done
fi
else
echo"Thereisnothisfile";
fi
}
functionmain（）{
clear;
show;
readchoice;
case$choicein
1）check_in;;
2）check_out;;
3）look;;
4）exit;;
*）echo"Pleaseinput1~4";;
esac
}
main;
三、实验步骤及截图
进入终端，输入./attand.sh
实验2Linux高级程序设计-进程通信
1、实验目的
（1）了解Linux操作系统下应用程序开发流程
（2）掌握GNU工具链的使用
（3）了解Linux高级编程技巧（例如IPC机制、系统调用等）
2、实验内容
（1）编写一个简单的C语言程序，编写Makefile文件。
了解编译过程，并用gdb进行调试。
（2）以下任选其一：
1.编写一个多进程通信程序，采用MessageQueue或sharedMemory或者PipelineFile机制进行通信
2.编写一个实现读者-写者问题的程序，用信号量机制
备注：
读者-写者问题
设有一组共享数据DB和两组并发进程，一组进程只对此组数据执行读操作，另一组进程可对此组数据执行写操作（同时也可以执行读操作）。
将前面一组进程称为读者，后一组进程称为写者。
为了保证共享数据的完整性，要求：
（1）多个读者的操作可以同时进行
（2）多个写者的操作不可同时进行
（3）任何读者与写者的操作不可同时进行
3、实验要求
（1）写出源程序，并编译运行
（2）详细记录程序调试及运行结果
一、Makefile思路分析
在本实验中编写输入学生人数及分数，计算学生的总成绩以及平均成绩的程序，源程序如下：
/*main.c*/
#include
#include"chengji.h"
intmain（）{
intn,i;
floatsum,avg;
printf（"pleaseinputthenumberofstudents:
"）;
scanf（"%d",&n）;
floatscore[n];
for（i=0;i printf（"pleaseinputthescoreofstudent[%d]",i）;
scanf（"%d",&score[i]）;
}
sum=fun_sum（score,n）;
avg=fun_avg（score,n）;
printf（"thesumis%f,theavgis%f",sum,avg）;
}
/*chengji.h*/
floatfun_sum（floatarray[],intn）;
floatfun_avg（floatarray[],intn）;
/*fun_sum.c*/
floatfun_sum（floatarray[],intn）{
floatsum=0.0;
for（inti=0;i sum+=array[i];
returnsum;
}
/*fun_avg.c*/
floatfun_avg（floatarray[],intn）{
floatavg=0.0;
for（inti=0;i avg+=array[i];
avg/=n;
returnavg;
}
Makefile文件如下：
main:
main.ofun_sum.ofun_avg.o
gccmain.ofun_sum.ofun_avg.o-omain
main.o:
main.cchengji.h
gccmain.c-c
fun_sum.o:
fun_sum.c
gccfun_sum.c-c
fun_avg.o:
fun_avg.c
gccfun_avg.c-c
运行结果如下：
二、读者-写者思路分析
读写信号量的特点是：
1.同一时刻最多有一个写者（writer）获得锁；
2.同一时刻可以有多个读者（reader）获得锁；
3.同一时刻写者和读者不能同时获得锁；
由于读者可以同时获得锁，因此提高了系统的并发程度，进而提高了系统的性能。
源程序如下：
#include
#include
#include
//定义数据类
classdata
{
public:
data（inti,floatf）:
I（i）,F（f）
{}
intI;
floatF;
};
//读者写者读写的内容
data*p_data=NULL;
pthread_rwlock_tlock;
//写者数目
constintWRITER_NUMBER=2;
void*reader（void*arg）;
void*writer（void*arg）;
intmain（intargc,char**argv）
{
pthread_treader_tid;
pthread_twriter_tid[WRITER_NUMBER];
pthread_create（&reader_tid,NULL,reader,NULL）;
for（inti=0;i{
pthread_create（&writer_tid[i],NULL,writer,（void*）i）;
}
sleep
（1）;
return0;
}
void*reader（void*arg）
{
longid=（long）arg;
pthread_detach（pthread_self（））;
while（true）
{
pthread_rwlock_rdlock（&lock）;
printf（"reader%disreadingthedata;",id）;
if（p_data==NULL）
{
printf（"thedataisNULL\n"）;
}
else
{
printf（"thedatais（%d,%f）\n",p_data->I,p_data->F）;
}
pthread_rwlock_unlock（&lock）;
}
return（void*）0;
}
void*writer（void*arg）
{
pthread_detach（pthread_self（））;
while（true）
{
pthread_rwlock_wrlock（&lock）;
printf（"writeriswritingthedata;"）;
if（p_data==NULL）
{
p_data=newdata（1,1.1f）;
printf（"writercreatethedata（%d,%f）\n",p_data->I,p_data->F）;
}
else
{
deletep_data;
p_data=NULL;
printf（"writerfreethedata\n"）;
}
pthread_rwlock_unlock（&lock）;
}
return（void*）0;
}
实验三：
Proc文件系统
【实验目的】本实验作业将通过Proc文件系统观察整个系统的一些重要特征，并要求编写一个程序，利用Proc文件系统获得和修改系统的各种配置参数。
【实验内容】
1、以超级用户的身份登录Linux系统，并进入/proc目录，输入ls命令，查看该目录下的内容，同时查看每个文件的读、写权限。
并回答下列问题：
ØCPU的类型和型号
1Intel（R）Core（TM）i3-2350MCPU@2.30GHz
Ø所使用的Linux的版本
Linuxubuntu4.8.0-52-generic#55~16.04.1-UbuntuSMPFriApr2814:
36:
29UTC2017x86_64x86_64x86_64GNU/Linux
Ø从启动到当前时刻经过的时间
Ø当前内存状态
2、编写一个程序，用来获得内核参数（任意的参数均可）
3、编写一个程序，用来修改内核参数（任意的参数均可）
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