操作系统实验报告Word下载.docx
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操作系统向用户提供一组控制台命令，用户可以通过终端输入命令的方式获得操作系统的服务，并由此来控制自己作业的运行。
一般来讲，控制台命令应该包含：
一组命令、终端处理程序以及命令解释程序。
1）bash的由来
当登录Linux或者打开一个xterm时，当前默认的shell就是bash。
Bash是GNUProject的shell。
GNUProject是自由软件基金会（FreeSoftwareFoundation）的一部分。
它对Linux下的许多编程工具负责。
Bash（BourneAgainShell）是自由软件基金会发布的Bourneshell的兼容程序。
它包含了其他有些shell的许多良好的特性，功能非常的全面。
很多Linux版本都供bash。
2）bash的大致原理
bash处理自己的脚本时，先找到需要处理的命令名称，进而在当前用户的默认命令目录中找到对应的命令，这些默认目录一般是/usr/bin、/bin或/sbin。
在执行这些命令时，先使用进程创建系统调用fork（），在使用exex（）来执行这些命令。
2.系统调用
系统调用是操作系统为程序员提供的接口服务。
使用系统调用，程序员可以更充分的利用计算机资源，使编写的程序更加灵活，功能更加强大。
程序员在对系统充分了解的情况下甚至可以订做系统调用，实现那些非专业程序员所难以实现的功能。
四．实验步骤
1.控制台命令接口实验指导
1）查看bash版本
在shell提示符下输入：
$echo$BASH_VERSION
显示如下结果：
2）编写bash脚本：
统计/my目录下c语言文件的个数
通过bash脚本，可以有多种方式实现这个功能，而使用函数是其中个一个选择。
在使用函数之前，必须先定义函数。
（1）进入自己的工作目录，用vi编写名为count的文件
cd/home/student#在home/student目录下编程
vicount
下面是脚本程序：
#!
/bin/bash
functioncount
{
echo–n"
Numberofmatchesfor$1:
"
#接收程序的第一个参数
ls$1|wc–l#对子程序的第一个参数所在的目录进行操作
}
（2）执行
将count文件复制到当前目录下，然后在当前目录下建立文件夹my：
mkdirmy
3）cdmy
vi1.c#在my目录下建立几个c文件,以便用来进行测试
...
cd...
chmod+xcount
count./my/*.c
2.系统调用实验指导
1）编程调用一个系统调用fork（）
在应用程序中调用系统调用fork（）非常简单，下面的程序可以很清楚的显示出有fork（）系统调用生成了子进程，而产生的分叉作用：
#include<
stdio.h>
intmain（）
intiUid;
iUid=fork（）;
if（iUid==0）
for（;
;
）{printf（"
Thisisparent.\n"
）;
sleep
（1）;
}
if（iUid>
0）
）{
printf（"
Thisischild.\n"
sleep
（1）;
}
if（iUid<
0）printf（"
Cannotusesystemcall.\n"
return0;
}
下面是可能得到的一种结果：
thisischild.
thisisparent.
thisischild.
thisischild.
执行结果：
五．实验结果分析：
1.学会了基本的文件操作以及函数执行，验证了结果;
2.父进程与子进程交替执行系统调用,由于完成系统调用后都会睡眠，所以其他进程可以执行，得到上述结果。
六．实验总结：
本次实验通过内核编译的方式来了解操作系统的具体调用方式。
在此过程中主要是熟悉Linux系统的几种终端命令上。
通过此次操作系统实验，我对Linux操作系统内核有了初步的了解。
实验二：
进程管理实验
a）加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。
b）进一步认识并发执行的实质。
c）分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法。
d）了解Linux系统中进程通信的基本原理。
1.编制实现软中断通信的程序
使用系统调用fork（）创建两个子进程，再用系统调用signal（）让父进程捕捉键盘上发出的中断信号（即按delete键），当父进程接收到这两个软中断的某一个后，父进程用系统调用kill（）向两个子进程分别发出整数值为16和17软中断信号，子进程获得对应软中断信号，然后分别输出下列信息后终止：
Childprocess1iskilledbyparent!
!
Childprocess2iskilledbyparent!
父进程调用wait（）函数等待两个子进程终止后，输入以下信息，结束进程执行：
Parentprocessiskilled!
多运行几次编写的程序，简略分析出现不同结果的原因。
2.编制实现进程的管道通信的程序
使用系统调用pipe（）建立一条管道线，两个子进程分别向管道写一句话：
Childprocess1issendingamessage!
Childprocess2issendingamessage!
而父进程则从管道中读出来自于两个子进程的信息，显示在屏幕上。
要求：
父进程先接收子进程P1发来的消息，然后再接收子进程P2发来的消息。
1.进程的软中断通信
（1）算法流程图
（2）源程序如下（旁边有加补充注释）：
#include<
signal.h>
unistd.h>
sys/types.h>
intwait_flag;
voidstop（）;
main（）{
intpid1,pid2;
//定义两个进程号变量
signal（3,stop）;
//或者signal（14,stop）;
while（（pid1=fork（））==-1）;
//若创建子进程1不成功,则空循环
if（pid1>
0）{//子进程创建成功,pid1为进程号
while（（pid2=fork（））==-1）;
//创建子进程2
if（pid2>
0）{
wait_flag=1;
sleep（5）;
//父进程等待5秒
kill（pid1,16）;
//杀死进程1
kill（pid2,17）;
//杀死进程2
wait（0）;
//等待第1个子进程1结束的信号
//等待第2个子进程2结束的信号
printf（"
\nParentprocessiskilled!
\n"
exit（0）;
//父进程结束
else{
signal（17,stop）;
//等待进程2被杀死的中断号17
\nChildprocess2iskilledbyparent!
exit（0）;
else{
signal（16,stop）;
//等待进程1被杀死的中断号16
\nChildprocess1iskilledbyparent!
voidstop（）{
wait_flag=0;
2、进程的管道通信
（2）参考程序源代码
intpid1,pid2;
//定义两个进程变量
main（）{
intfd[2];
charOutPipe[100],InPipe[100];
//定义两个字符数组
pipe（fd）;
//创建管道
while（（pid1=fork（））==-1）;
//如果进程1创建不成功,则空循环
if（pid1==0）{//如果子进程1创建成功,pid1为进程号
lockf（fd[1],1,0）;
//锁定管道
sprintf（OutPipe,"
\nChildprocess1issendingmessage!
//给Outpipe赋值
write（fd[1],OutPipe,50）;
//向管道写入数据
sleep（5）;
//等待读进程读出数据
lockf（fd[1],0,0）;
//解除管道的锁定
//结束进程1
while（（pid2=fork（））==-1）;
//若进程2创建不成功,则空循环
if（pid2==0）{
\nChildprocess2issendingmessage!
wait（0）;
//等待子进程1结束
read（fd[0],InPipe,50）;
//从管道中读出数据
%s\n"
InPipe）;
//显示读出的数据
//等待子进程2结束
read（fd[0],InPipe,50）;
四．实验过程：
1.编写程序；
2.执行并分析结果
五．实验结果：
1.进程的软中断通信：
实验结果：
2.进程的管道通信:
六.实验结果分析：
现象：
运行结果中
“Childprocess1iskilledbyparent!
”
“Childprocess2iskilledbyparent!
第一次运行结果中，以上两语句相继出现，但是多次运行之后，此两条语句出现的先后顺序可能颠倒。
根据进程调度原理，父子进程被创建之后，均处在就绪状态，且此两个进程共享同一个代码段，分别参加调度、执行，直到运行结束。
但是无法明确调用的先后顺序。
故父子进程哪一个先从fork（）函数中返回继续执行语句的顺序也是不确定，会随着系统调用策略以及资源的分配状态而改变。
2.进程的管道通信:
1）互斥：
当一个进程正在对pipe进程读/写操作时，另一进程必须等待，程序中使用lock（fd[1],1,0）函数实现对管道的加锁操作，用lock（fd[1],0,0）解除管道的锁定。
2）同步：
当写进程把一定数量的数据写入pipe后，便去睡眠等待，直到读进程取走数据后，再把它唤醒。
当读进程试图从一空管道中读取数据时，也应睡眠等待，直至写进程将数据写入管道后，才将其唤醒。
3）判断对方是否存在：
只有确定写进程和读进程都存在的情况下，才能通过管道进行通信。
管道用于连接一个读进程和一个写进程，以实现它们之间信息的共享文件又称pipe文件。
向管道（共享文件）提供输入的发送进程（即写进程），以字符流形式将大量的数据送入管道；
而接收管道输送的接收进程（读进程），可以从管道中接收数据。
为了协调双方的通信，管道通信机制必须提供上述3方面的协调能力。
七．实验总结：
通过上述实验，我对操作系统进程的调用与管道的应用有了更为深刻的印象，从而加快了理论知识的实践化，在上机的过程中碰到了一些难题，通过询问老师以及查阅资料最终得到了解决。
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