操作系统实验一 Linux基本操作|实验二进程管理实验一　Linux基本操作实验二进程管理

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我是靠谱客的博主英勇方盒，最近开发中收集的这篇文章主要介绍操作系统实验一 Linux基本操作|实验二进程管理实验一　Linux基本操作实验二进程管理，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

由于当时没存代码，只有实验文档代码截图，文末也可直接获取实验文档。

操作系统实验

实验一　Linux基本操作

1实验目的
1.熟悉在Linux操作系统下的基本操作，对Linux操作系统有一个感性认识。
2.学会使用vi编辑器编辑简单的C语言程序，并能对其编译和调试

2实验内容
（1）练习Linux的基本安装和配置；
（2）以root用户身份登陆，并使用“ls”,“cat”“cd”等常用命令来实现基本的文件操作并观察Linux文件系统的特点；
（3）使用vi编辑器编写一C程序，并用gcc命令进行编译和链接，并用a.out来进行输出结果。

3实验详细操作步骤及程序清单：
3.1常用命令练习
1.登录系统：login用户名称
2.注销（退出）系统：logout
3.关机命令：shutdownnow
4.使用man命令帮助，例如：manls（屏幕显示关于ls命令的帮助信息）
在这里插入图片描述

5.ls（显示目录内容）
格式：ls[选项][目录或是文件]
其中：-a显示指定目录下所有子目录和文件，包括隐藏文件
-l以长格式来显示文件的详细信息。
-R递归地显示指定目录的各个子目录中的文件
例如：
使用ls查看当前目录内容： $l s 使用 l s 查看指定目录内容：$ ls/etc
在这里插入图片描述

使用ls–al查看当前目录内容：$ls-al
在这里插入图片描述

使用dir查看当前目录内容：$dir
在这里插入图片描述

6.cd（改变工作目录）
格式：cd[路径名称]
如：cd…回到上层目录；cd/回到根目录
在这里插入图片描述

7.pwd（显示当前工作目录的绝对路径）
格式：pwd
在这里插入图片描述

8.mkdir（创建目录）
格式：mkdir[目录名称]
例如：mkdir/home/s2001/newdir
在这里插入图片描述

9.rmdir（删除空目录）
格式：rmdir[选项][目录名称]
在这里插入图片描述

10.cp（文件或目录的复制）
格式：cp[选项]源文件或目录目标文件或目录
例如：cp文件名1文件名2
在这里插入图片描述

11.mv（文件或目录更名或将文件由一个目录移到另一个目录中）
格式：mv[选项]源文件或目录目标文件或目录
在这里插入图片描述
12.rm（删除文件或目录）
格式：rm[选项]文件名|目录名

13.cat（显示文件）
格式：cat[选项]文件列表
例如：cat文件名

cat命令也可用来建立新文件：cat>文件名，ctrl+d结束输入

1.3.2vi编辑器的使用
vi提供二种工作模式：输入模式（insertmode）和命令模式（commandmode）。使用者进入vi后，即处在命令模式下，此刻键入的任何字符皆被视为命令，可进行删除、修改、存盘等操作。要输入信息，应转换到输入模式。
1.命令模式
在输入模式下，按ESC可切换到命令模式。
命令模式下，可选用下列指令离开vi：
：q!离开vi，并放弃刚在缓冲区内编辑的内容
：wq将缓冲区内的资料写入磁盘中，并离开vi
：ZZ同wq
：x同wq
：w将缓冲区内的资料写入磁盘中，但并不离开vi
：q离开vi，若文件被修改过，则要被要求确认是否放弃修改的内容，此指令可与：w配合使用。
2.输入模式
在命令模式下，按i或a，进入输入模式，此时可以编辑文件内容。
1.3.3gcc的使用
gcc由GNU之父Stallman所开发的linux下的编译器，全称为GNUCompilerCollection。在linux下可以直接编译c语言源程序，可生成可执行文件。
例如：gcchello.c编译hello.c源文件，若通过，会自动生成名称为a.out可执行文件。
例如：gcchello.c–ohello.exe编译hello.c源文件，若通过，会生成hello.exe可执行文件。
1.3.4使用vi编辑c语言源文件
（1）进入linux的文本模式之后，在命令行键入vifilename.c然后回车。下面作一些简单的解释：首先vi命令是打开vi编辑器。后面的filename.c是用户即将编辑的c文件名字，注意扩展名字是.c；当然，vi编辑器功能很强，可以用它来编辑其它格式的文件，比如汇编文件，其扩展名字是.s；也可以直接用vi打开一个新的未命名的文件，当保存的时候再给它命名，只是这样做不很方便。
在这里插入图片描述

（2）最基本的命令i：当进入刚打开的文件时，不能写入信息，这时按一下键盘上的i键（insert），插入的意思，就可以进入编辑模式了。如下图所示：
在这里插入图片描述

（3）a与i是相同的用法
（4）当文件编辑完后，需要保存退出，这时需要经过以下几个步骤：1）按一下键盘上的Esc键；2）键入冒号(：)，紧跟在冒号后面是wq（意思是保存并退出）。如果不想保存退出，则在第二步键入冒号之后，键入q（不带w，不保退出）。
（5）退出vi编辑器的编辑模式之后，要对刚才编写的程序进行编译。编译的命令是：gccfilename.c[-ooutputfilename]，其中gcc是c的编译器。参数：filename.c是刚才编辑的c源文件（当然也可以是以前编写好的c文件）；后面中括号里面的参数是可选的，它是一个输出文件。如果不选，默认的输出文件是a.out，选了之后输出文件就是outputfilename.out．
（6）最后一步是运行程序，方法如下：./outputfilename.out
在这里插入图片描述

4、问题
Linux系统在用户登陆和操作界面以及文件系统上有哪些特点？
linux是真正的多用户：同一时刻，可以有多个用户同时登录一台linux（可以远程，也可以本地，本地只能有一个（废话）），而且linux下的大多程序是支持多用户的，比如vim， A，B，C三个用户同时登录linux，则可以同时使用vim，只要不用他来编辑同一个文档就可以了。
Linux操作界面是命令行式的，黑底白字的DOS样子。 Linux最重要的特征之一就是支持多个不同的文件系统，前面我们已经看到，Linux目前支持的文件系统多达十余种，随着时间的推移，这一数目还在不断增加。在Linux中，一个分离的文件系统不是通过设备标识 (如驱动器号或驱动器名)来访问，而是把它合到一个单一的目录树结构中，通过目录来访问，这一点与Unix十分相似。Linux用安装命令将一个新的文件系统安装到系统单一目录树的某一目录下，一旦安装成功，该目录下的所有内容将被新安装的文件系统所覆盖，当文件系统被卸下后，安装目录下的文件将会被重新恢复。
5、总结
这部分Linux的基本操作，基本了解了”man”,”ls”,”cat”,”cp”,”mv”等命令的使用方法，也使用了vi编辑器进行C语言编辑，并用gcc进行了成功编译。
在实验过程中我也遇到了问题，例如不知道命令参数的具体含义，导致任务不能被命令正确执行，在创建目录时未进入root身份导致权限不够，创建不成功。但这些问题在查阅资料后都一一解决了，在之后的学习生活中会更注意实践的重要性。

实验二进程管理
1实验目的
1.加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。
2.进一步认识并发执行的实质。
3.分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法。
2.实验内容
（1）进程的创建

编写一段源程序，使系统调用fork()创建两个子进程，当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符“a”;子进程分别显示字符“b”和字符“c”。试观察纪录屏幕上的显示结果，并分析原因。

（2）进程的控制

1）修改已编写的程序，将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话，在观察程序执行时屏幕出现的现象，并分析原因。

2）如果在程序中使用调用lockf()来给每一个子进程加锁，可以实现进程之间的互斥，观察并分析出现的现象。
3实验详细操作步骤及程序清单：
3.1进程创建
编写一段程序，利用系统调用fork()创建两个进程。当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符“a”;子进程分别显示字符“b”和字符“c”。

分析：从进程并发执行来看，输出bac,acb或bca都有可能。
原因：fork()创建进程所需要的时间要多于输出一个字符的时间，因此在主进程创建进程2的同时，进程1就输出了”b”，而进程2和主程序的输出次序是有随机性的，所以会出现多种可能结果。
3.2进程控制
修改已经编好的程序，将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话，再观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析原因。

输出 child 块, son 块, daughter块的顺序可能不同，但是每个块的输出过程不会被打断。

分析:因为上述程序执行时，lockf(1,1,0)锁定标准输出设备，lockf(1,0,0)解锁标准输出设备，在lockf(1,1,0)与lockf(1,0,0)中间的for循环输出不会被中断，加锁与不加锁效果不相同。
4、相关问题及思考
（1）系统是怎样创建进程的？
首先，fork() 函数拷贝当前进程创建子进程。产生的子进程与父进程的区别仅在与 PID 与 PPID 以及某些资源和统计量，例如挂起的信号等。准备好进程运行的地址空间后，exec() 函数族负责读取可执行程序，并将其加载到相应的位置开始执行。
（2）可执行文件加载时进行了哪些处理？
可执行文件加载时首先是创建一个新进程的fork系统调用，然后用于实现进程自我终止的exit系统调用；改变进程原有代码的exec系统调用；用于将调用进程挂起并等待子进程终止的wait系统调用；获得进程标识符的getpid系统调用等处理过程。

（3）当首次调用新创建进程时，其入口在哪里？
在进程队列的ready状态下，由离自己最近的父进程执行调度，即入口在最近的父进程处。

5总结
这次实验加深了我对进程概念的理解，明确进程和程序的区别，进一步认识并发执行的实质，通过分析进程争用资源的现象，学习了解决进程互斥的方法。
实验过程中也到了代码方法不理解的情况，导致不明白实验结果的实际意义，但在仔细阅读代码和查找相关方法后明白了此次实验的目的内容。

实验二进程管理

（2）进程的控制

1）修改已编写的程序，将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话，在观察程序执行时屏幕出现的现象，并分析原因。

分析：由于函数printf()输出的字符串之间不会被中断，因此，字符串内部的字符顺序输出时不变。但是，由于进程并发执行时的调度顺序和父子进程的抢占处理机问题，处处字符串的顺序和先后随着执行的不同而发生变化。
如果在程序中使用系统调用lockf()来给每一个进程加锁，可以实现进程之间的互斥，观察并分析出现的现象。
在这里插入图片描述输出 child 块, son 块, daughter块的顺序可能不同，但是每个块的输出过程不会被打断。
分析:因为上述程序执行时，lockf(1,1,0)锁定标准输出设备，lockf(1,0,0)解锁标准输出设备，在lockf(1,1,0)与lockf(1,0,0)中间的for循环输出不会被中断，加锁与不加锁效果不相同。
4、相关问题及思考
（1）系统是怎样创建进程的？
首先，fork() 函数拷贝当前进程创建子进程。产生的子进程与父进程的区别仅在与 PID 与 PPID 以及某些资源和统计量，例如挂起的信号等。准备好进程运行的地址空间后，exec() 函数族负责读取可执行程序，并将其加载到相应的位置开始执行。
（2）可执行文件加载时进行了哪些处理？
可执行文件加载时首先是创建一个新进程的fork系统调用，然后用于实现进程自我终止的exit系统调用；改变进程原有代码的exec系统调用；用于将调用进程挂起并等待子进程终止的wait系统调用；获得进程标识符的getpid系统调用等处理过程。

（3）当首次调用新创建进程时，其入口在哪里？
在进程队列的ready状态下，由离自己最近的父进程执行调度，即入口在最近的父进程处。

5总结
这次实验加深了我对进程概念的理解，明确进程和程序的区别，进一步认识并发执行的实质，通过分析进程争用资源的现象，学习了解决进程互斥的方法。
实验过程中也到了代码方法不理解的情况，导致不明白实验结果的实际意义，但在仔细阅读代码和查找相关方法后明白了此次实验的目的内容。
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