操作系统实验指导书Word文件下载.docx
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more；
less；
file；
du；
df；
mount；
umount；
chmod；
chown；
pwd；
which。
3、系统管理基本命令
Linux是真正的多用户多任务操作系统，任何人使用Linux系统时都要以用某个帐号先进行登陆，帐号名就是用户名。
用户的管理必须在root用户权限下进行操作，请务必小心！
！
参考背景资料或利用man命令，熟悉掌握以下命的使用方法：
useradd；
userdel；
passwd；
finger；
groupadd；
groupdel；
ps；
nice；
renice；
kill；
top；
freecal；
date；
uname；
login；
logout；
exit；
halt；
shutdown。
（五）实验报告
认真记录实验数据或显示结果，包括每个命令的作用及其执行结果。
如实填写实验报告。
实验二熟悉Linux开发环境（验证性）
（一）实验目的
1、学会使用vi编辑器的使用
2、熟悉Linux开发环境
1、熟悉LINUX平台下Ｃ语言程序设计方法；
2、编写hello程序；
3、掌握vi编辑器,gdb调试器，gcc编译器
1、vi编辑器的使用
vi是visualinterface的简称，它是Linux上一个最常用的全屏幕文本编辑器，vi几乎与Unix的历史一样悠久，vi几乎存在于所有的类Unix操作系统中，使用vi就如同使用Linux命令一样方便。
vi功能强大，有非常丰富的操作命令，它可以执行输出、删除、查找、替换、块操作等众多文本操作，而且用户可以根据自己的需要对其进行定制，这是其他编辑器所没有的。
我们既可以利用其强大的功能进行非常灵活的个性化操作，又可以只掌握几个简单的命令来完成基本的编辑操作。
Linux下还有很多的编辑器，如行文本编辑器ex和ed，全屏幕编辑器joe和mc，还有视窗环境下的编辑器Gedit,GNUEmacs、XEmacs和Kate等，或是使用KDevelop，它是在Linux中的XWindow下执行的C/C++集成开发环境。
大家可以选择自己喜欢的编辑器来完成C语言程序的编辑工作，本实验只介绍vi编辑器的简单使用方法。
a）、进入vi
在系统提示符（$）后输入vi及文件名称后，就进入vi全屏幕编辑画面：
$vimyfile↙
此时vi处于命令模式，命令模式下有许多操作命令，如“x”删除光标所在位置的字符，“dd”删除光标所在位置的一行，“i”进入插入模式等等。
我们只需掌握在命令模式下按i键进入插入模式即可。
在插入模式下就可以进行基本的编辑操作，用方向键移动光标，用“←”键或“Delete”键删除光标前或光标后的内容，用“Enter”键换行。
b）、退出vi及保存文件
在插入模式下按ESC键就进入行底模式，底行模式下也有许多命令，如“q”是退出，“q!
”是强制不存盘退出等等，需要注意的是，在底行模式下要先按“：
”键，然后在冒号后再输入要操作的命令，最后按回车键来执行命令。
我们需要掌握的底行模式基本命令有：
“w”（只存盘不退出vi）；
“wfilename”（将内容以指定的文件名filename保存）；
“wq”（存盘并退出vi）；
“q!
”（不存盘强制退出vi）。
上述vi基本操作可简单总结如下：
2、Linux下C语言程序的编译过程
a、在用户主目录下用vi编辑C语言源程序（源程序已附后），如：
$vihello.c。
b、用gcc编译C语言源程序：
$gcc./hello.c-oexample
这里gcc是Linux下的C语言程序编译器，./hello.c表示待编译的源文件是当前工作目录下的hello.c，-oexample表示编译后产生的目标代码文件名为example。
c、若编译不正确，则进入vi修改源程序，否则，运行目标代码：
$./example
注意：
a、如果用户shell的环境变量设置得当，可省略“./”。
b、这只是gcc最最基本的用法。
c、若源程序用C++编写，则应有以下语句：
……
usingnamespacestd；
intmain（）
同时，编译时将gcc换成g++即可。
（五）、实验报告
请问hello.c的功能是什么？
附：
hello.c源程序
＃include<
stdio.h>
main（）
{
intn,a[200],carry,temp,i,j,digit=1;
printf（"
Pleaseinputn:
"
）;
scanf（"
%d"
&
n）;
a[0]=1;
for（i=2;
i<
=n;
++i）
{
for（j=1,carry=0;
j<
=digit;
++j）
{
temp=a[j-1]*i+carry;
a[j-1]=temp%10;
carry=temp/10;
}while（carry）
{a[++digit-1]=carry%10;
carry/=10;
}
Resultis:
\n%d!
="
n）;
for（i=digit;
i>
=1;
--i）
printf（"
a[i-1]）;
\n"
实验三Linux进程创建和控制（设计性）
1、加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别；
2、观察并发执行的现象，进一步认识并发执行的实质。
3、进一步熟悉Linux的基本命令和开发环境。
1、熟悉UNIX平台下Ｃ语言程序设计方法；
2、编写进程的创建程序；
3、观察进程的执行情况，掌握fork（）系统调用。
PC兼容机、交换机、RedHatLinux9.0、gcc编译器。
（四）实验内容
1、用4个基本系统调用实现进程的创建、执行和自我终止：
①fork（）。
创建一个子进程。
用它创建的子进程是fork调用者进程（即父进程）的复制品，即进程映象。
除了进程标识数以及与进程特性有关的一些参数外，其它与父进程相同，与父进程共享文本段和打开的文件，并都受进程调度程序的调度。
如果创建进程失败，则fork（）返回值为-1：
若创建进程成功，则从父进程返回值是子进程号，从子进程返回的值是0，返回值在R0。
m=fork（）。
②wait（）。
父进程处于阻塞（或等待）状态，等待子进程执行完成终止后继续工作。
其返回值R0为等待子进程的子进程号。
n=wait（）。
③exit（）。
子进程自我终止，释放所占资源，通知父进程可以删除自己。
此时它的状态变成P_state=SZOMB。
④getpid（）。
获得进程的标识数（进程号），一般是正整数。
P=getpid（）。
〈程序设计〉
1．编写一个程序，父进程生成一个子进程，父进程等待子进程wait（），子进程执行完成后自我终止exit（），并唤醒父进程。
父、子进程执行时打印有关信息。
2．编写一个程序，输入两个整数并求和输出，然后创建一个子进程，当进程调度程序调度到父进程或子进程时特输出不同的信息。
认真记录实验数据或显示结果，跟踪和调试程序，观察、记录并分析屏幕上进程调度的情况。
附：
1.参考程序
main（）
{inti,j,k;
if（i=fork（））//非零值
{j=wait（）;
printf（“Parentprocess!
\n”）;
printf（“i=%dk=%d\n,i,k）;
}
else{k=getpid（）;
printf（“Childprocess!
}
2.参考程序例
{inti,j,k,sum;
scanf（“%d%d”,&
j,&
k）;
sum=j+k;
printf（“sum=%d\n”,sum）;
while（（i=jork（））==-1）
printf（“i=%d\n,i）;
if（i）printf（“Itisparentprocess!
elseprintf（“ItisChildprocess!
实验四进程的软中断通信和管道通信（设计性）
1、进一步加深对进程概念的理解。
2、了解Linux系统中进程通信的基本原理。
1、熟悉Linux平台下Ｃ语言程序设计方法；
2、编写进程通信程序；
3、观察进程的执行情况，掌握pipe（）系统调用。
1、进程的“软中断”通信
它可用于同一用户的进程之间通信。
其方式是：
一个进程通过系统调用kill（pid,sig）向同一用户的其它进程pid发送一个软中断信号：
另一进程通过系统调用signal（sig,func）捕捉到信号sig后，执行予先约定的动作func，从而实现这两个进程间的通信。
①发送信号kill（pid,sig），本进程将指定信号sig发送给指定进程pid，其中参数为pid进程号，pid与sig均为整数值。
②接收信号signal（sig,func），本进程接收到其它进程发送给它的信号后，完成指定的功能func。
func一般是函数。
〈程序设计〉
编写一个程序，父进程生成子进程，父进程发送信号并等待，子进程接收信号并完成某种功能，然后自我终止并唤醒父进程。
2、进程管道的通信
建立进程间的管道，格式为：
pipe（fd）;
intfd[2];
其中，fd[1]是写端，向管道中写入;
fd[0]是读端，从管道中读出;
本质上将其当作文件处理。
进程间可通过管道，用write与read来传递数据，但write与read不可以同时进行，在管道中只能有4096字节的数据被缓冲。
编写一个程序，建立一个pipe，同时父进程产生一个子进程，子进程向pipe中写入一个字符串，父进程从中读出该字符串，并每隔3秒种输出打印一次。
认真记录实验数据或显示结果，跟踪和调试程序，观察、记录并分析屏幕上进程通讯的情况。
1.参考程序
intfunc（）;
{inti,j:
signal（17,func）;
if（i=fork（））
{printf（“Parent:
Signal17willbesendtoChild!
\n”）;
kill（i,17）;
wait（0）;
printf（“Parent:
finished!
\n”）”
}
else{sleep（10）;
printf（“Child:
AsignalfrommyParentisreceived!
\n”）
exit（）;
func（）
{printf（“Itissignal17processingfunction!
\n”;
）
执行结果如下：
Parent:
Itissignal17processingfunction!
Child:
Parent:
2.参考程序
{intx,fd{2};
charS[30];
pipe（fd）;
for（;
;
{x=fork（）;
if（x==0）
{sprintf（S,”Good-night!
write（fd[1],S,20）;
sleep（3）;
exit（0）;
else{wait（0）;
read（fd[0],S,20）;
printf（“**********\n”,S）;
实验五进程间通信（设计性）
了解和熟悉Linux支持的消息通信机制和共享存储区通信机制
1、利用msgget（）、msgsnd（）、msgrev（）、msgctl（）等系统调用编写消息的发送和接收的程序；
2、利用shmget（）、sgmat（）、smgdt（）、shmctl（）等系统调用编写消息的发送和接收的程序。
（三）主要仪器设备及器材
1、消息的创建，发送和接收
〈任务〉
使用系统调用msgget（）,megsnd（）,msgrev（）及msgctl（）编制一长度为1K的消息发送和接收的程序。
（1）为了便于操作和观察结果，用一个程序为“引子”，先后fork（）两个子进程，SERVER和CLIENT，进行通信。
（2）SERVER端建立一个Key为75的消息队列，等待其他进程发来的消息。
当遇到类型为1的消息，则作为结束信号，取消该队列，并退出SERVER。
SERVER每接收到一个消息后显示一句“（server）received”。
（3）CLIENT端使用Key为75的消息队列，先后发送类型从10到1的消息，然后退出。
最后的一个消息，既是SERVER端需要的结束信号。
CLIENT每发送一条消息后显示一句“（client）sent”。
（4）父进程在SERVER和CLIENT均退出后结束。
2、共享存储区的创建,附接和断接
<
任务>
使用系统调用shmget（）,sgmat（）,smgdt（）,shmctl（）编制一个与上述功能相同的程序.
程序设计>
（1）为了便于操作和观察结果，用一个程序为“引子”，先后fork（）两个子进程，SERVER和CLIENT，进行通信。
（2）SERVER端建立一个KEY为75的共享区,并将第一个字节置为-1.作为数据空的标志.等待其他进程发来的消息.当该字节的值发生变化时,表示收到了该消息,进行处理.然后再次把它的值设为-1.如果遇到的值为0,则视为结束信号,取消该队列,并退出SERVER.SERVER每接收到一次数据后显示”（server）received”.
（3）CLIENT端建立一个为75的共享区,当共享取得第一个字节为-1时,Server端空闲,可发送请求.CLIENT随即填入9到0.期间等待Server端再次空闲.进行完这些操作后,CLIENT退出.CLIENT每发送一次数据后显示”（client）sent”.
（4）父进程在SERVER和CLIENT均退出后结束.
认真记录实验数据或显示结果，跟踪和调试程序，观察、记录并分析屏幕上进程间通讯的情况。
1.参考程序
#include<
sys/types.h>
sys/msg.h>
sys/ipc.h>
#defineMSGKEY75/*定义关键词MEGKEY*/
structmsgform/*消息结构*/
longmtype;
charmtexe[1030];
/*文本长度*/
}msg;
intmsgqid,i;
voidCLIENT（）
inti;
msgqid=msgget（MSGKEY,0777）;
for（i=10;
i>
i--）
{
msg.mtype=i;
printf（"
（client）sent\n"
msgsnd（msgqid,&
msg,1024,0）;
/*发送消息msg入msgid消息队列*/
voidSERVER（）
msgqid=msgget（MSGKEY,0777|IPC_CREAT）;
/*由关键字获得消息队列*/
do
msgrcv（msgqid,&
msg,1030,0,0）;
/*从队列msgid接受消息msg*/
（server）receive\n"
}while（msg.mtype!
=1）;
/*消息类型为1时，释放队列*/
msgctl（msgqid,IPC_RMID,0）;
if（fork（））SERVER（）;
elseCLIENT（）;
wait（0）;
结果>
从理想的结果来说，应当是每当Client发送一个消息后，server接收该消息，Client再发送下一条。
也就是说“（Client）sent”和“（server）received”的字样应该在屏幕上交替出现。
实际的结果大多是，先由Client发送两条消息，然后Server接收一条消息。
此后Client
Server交替发送和接收消息.最后一次接收两条消息.Client和Server分别发送和接收了10条消息,与预期设想一致
<
分析>
message的传送和控制并不保证完全同步,当一个程序不再激活状态的时候,它完全可能继续睡眠,造成上面现象,在多次sendmessage后才receivemessage.这一点有助于理解消息转送的实现机理.
#include<
#defineSHMKEY75/*定义共享区关键词*/
intshmid,i;
int*addr;
CLIENT（）
shmid=shmget（SHMKEY,1024,0777）;
/*获取共享区，长度1024，关键词SHMKEY*/
addr=shmat（shmid,0,0）;
/*共享区起始地址为addr*/
for（i=9;
=0;
i--）
{
while（*addr!
=-1）;
/*打印（client）sent*/
*addr=i;
/*把i赋给addr*/
}
SERVER（）
{
shmid=shmget（SHMKEY,1024,0777|IPC_CREAT）;
/*创建共享区*/
do
*addr=-1;
while（*addr==-1）;
（server）received\n"
/*服务进程使用共享区*/
while（*addr）;
shmctl（shmid,IPC_RMID,0）;
main（）
if（fork（））SERVER（）;
if（fork（））CLIENT（）;
结果〉
运行的结果和预想的完全一样。
但在运行的过程中，发现每当client发送一次数据后，server要等大约0.1秒才有响应。
同样，之后client又需要等待大约0.1秒才发送下一个数据。
分析〉
出现上述的应答延迟的现象是程序设计的问题。
当client端发送了数据后，并没有任何措施通知server端数据已经发出，需要由client的查询才能感知。
此时，client端并没有放弃系统的控制权，仍然占用CPU的时间片。
只有当系统进行调度时，切换到了server进程，再进行应答。
这个问题，也同样存在于server端到client的应答过程之中。
3比较两种消息通信机制中的数据传输的时间
由于两种机制实现的机理和用处都不一样，难以直接进行时间上的比较。
如果比较其性能，应更加全面的分析。
（1）消息队列的建立比共享区的设立消耗的资源少.前者只是一个软件上设定的问题,后者需要对硬件操作,实现内存的映像,当然控制起来比前者复杂.如果每次都重新进行队列或共享的建立,共享区的设立没有什么优势。
（2）当消息队列和共享区建立好后,共享区的数据传输,受到了系统硬件的支持,不耗费多余的资源;
而消息传递,由软件进行控制和实现,需要消耗一定的CPU资源.从这个意义上讲,共享区更适合频繁和大量的数据传输.
（3）消息的传递,自身就带有同步的控制.当等到消息的时候,进程进入睡眠状态,不再消耗CPU资源.而共享队列如果不借助其他机制进行同步,接受数据的一方必须进行不断的查询,白白浪费了大量的CPU资源.可见消息方式的使用更加灵活.
实验六存储管理（设计性）
通过请求页式存储管理页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理页面置换算法。
1、设计一个虚拟存储区和内存工作区；
2、计算FIFO、LRU、OPT、LFU、NUR算法的访问命中率；
3、根
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