操作系统实验指导书2013428

1、 操作系统实 验 指 导 书孙 述 和 编计算机科学与技术学院2013年4 -6月用- 61 -目 录实验一 Win2K交互命令与进程管理1实验二 Linux交互命令3实验三 Linux vi编辑器的使用以及编程实践10实验四 Win2K系统的管理功能13实验五 Linux进程控制与进程通信16实验六 进程调度模拟程序设计20实验七 页面置换模拟程序设计31实验八 文件系统模拟程序设计40操作系统（OS）实验报告参考模板59实验一 Win2K交互命令与进程管理一、实验目的：1、 通过交互命令的操作实践，了解并熟悉Win2000/XP系统的系统功能、文件和网络等的管理功能和方法；2、 掌握使用任

2、务管理器，实现对Win2000/XP系统的进程及内部资源利用率的分析管理；二、实验内容：1、 Win2000/XP系统的交互命令2、 Win2000/XP系统的任务管理器三、实验方法与步骤：1、 转换当前驱动器（或盘符）；2、 目录管理；3、 文件的创建、编辑、查看、复制、比较和改名等管理；4、 本地网络配置与连接状态等的测试与查看等；5、 打开任务管理器窗口，查看CPU和内存的使用情况；6、 进程（及活动程序）的查找、查看、撤销（杀死）；7、 网络和用户活动情况监控；8、 任务管理器中的其它菜单与功能。四、实验素材1、 需要阅读的参考资料，参见教材P.238-246 7.2.3 P.250

3、8.1.4；2、 字符交互命令窗口及执行情况参见图1-1；3、 任务管理器窗口参见图1-2图1-1图1-2实验二 Linux交互命令一、实验目的：1、 熟悉并掌握Linux系统的交互命令，能够用交互字符命令实现：目录管理、文件管理、文本文件的查看和编辑、文件的查找/复制/改名/比较、本地网络配置与连接状态等的测试与查看等；2、 了解并熟悉Linux系统的进程管理，学会进程的查找、查看、撤销（杀死），分析系统核心资源分配和使用情况等；3、 通过交互命令的操作实践，了解并熟悉Linux系统的系统功能、文件和网络等的管理功能和方法；二、实验内容：1、 掌握图形界面和字符界面下关机及重启的命令。2、

4、掌握Linux下获取帮助信息的命令：man、info、help以及其他实用程序。3、 练习常用的shell命令三、实验方法与步骤：1、 图形界面和字符界面下关机以及重启命令立即关机并重启动：shutdown r now或者 reboot；立即关机：shutdown h now 或者poweroff等待10分钟关机/关机并重启：shutdown h 10 / shutdown r 102、 获取帮助信息命令注： 内为可选命令help -dms：显示shell的内建指令的帮助信息man -akw name : 显示实用程序的有用信息和基本用法。name指定帮助内容，-a：对所有与name相关的内容

5、进行帮助，-k：<字符串>：在整个手册中寻找指定字符串，-w:显示手册页的位置。info name：获取相关命令的详细使用方法按q键返回到命令行例：help echo， man ls , info rm3、 目录操作命令，参见图2-1 mkdir ：创建目录 rm：删除文件和目录；rmdir 删除目录cp：复制目录和文件； cd：改变当前目录；ls -alrt name：列出当前目录的内容；pwd显示当前目录的路径图2-1 目录操作4、 文件操作命令，如图2-2，图2-3gedit：编辑文本文档cat：显示文件内容； more：分屏显示mx.c内容；less：按页显示文件，可使用翻

6、页键；tail ：显示文件后几行；head：显示文件的前几行cat file1 file2：连接file1 和file2；sort：将文本文件排序wc：统计文件filename中的行数、单词数和字符数od ：查看非文本文件；find：查找文件或目录；cmp：比较文件差异grep：查找文件里符合条件的字符串；file：测试文件类型图2-2.用gedit命令编辑文本文档图2-3文件操作命令5、 常用压缩与解压缩工具，见图2-4gzip：压缩文件，压缩后文件格式为.gz; gunzip:解压缩tar cvf ：打包； tar xvf :解包 图2-46、 进程（及活动程序）的查找、查看、撤销（杀死）

7、；ps：用来显示当前进程的状态；ps aux | grep 查看程序是否正在运行；kill：删除执行中的程序或工作；pkill：ps与kill的结合；at：系统将执行的任务排序图2-5 当前进程的状态7、 网络和用户活动情况监控；ping:测试网络连接是否正常； ifconfig：查看本机IP地址；netstat：看网络的联机状态；wall：向所有用户广播信息write：向另外一个用户发信息，以CTRL+D结束mesgy|n :是否接受其他用户发来的信息FTP客户端程序finger：查找并显示用户信息；who：查看其他登录的用户whoami：查看登录用户自己的信息su：切换登录用户； pass

8、wd：更改用户密码chmod：改变文件访问权限；chown：改变文件的拥有者或群组stat：显示文件访问、修改时间、大小、属主和组以及许可模式等信息。图2-6 网络和用户活动情况图2-7 显示文件属性8、 系统相关的命令dmesg：显示机器引导时内核显示的状态信息free：查看系统内存，虚拟内存占用情况；df：显示指定磁盘文件的可用空间；du：查看目录中各级子目录使用的硬盘空间top：动态实时查看系统内存，CPU，进程hostname：查看主机名；uname：显示系统信息date：显示和更改系统日期，时间clock -w：将系统时间写入CMOS；clock -s:根据CMOS时间自动设置系统时

9、间; cal:显示日历图2-8 系统命令四、实验素材1、 需要阅读的参考资料，参见教材P.223-229 7.1.5-6；2、 字符交互命令窗口及执行情况参见图2-1至图2-4；3、 进程、网络、用户、系统等命令窗口参见图2-5至图2-8.实验三 Linux vi编辑器的使用以及编程实践一、实验目的：1、 熟悉Linux系统中的vi编辑器，能够使用vi编辑器建立、编辑、显示以及加工处理文本文件。2、 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。二、实验内容：1、 熟悉Linux系统的vi编辑器掌握三种模式下常用命令的使用编辑模式命令：a, A, i , I,

10、o, O, ESC, : , 回车，ZZ显示模式命令：ctrl+d/u/b/f，:数字，x, X, dd, ndd, Y, nyy, p/P, ?name等命令模式： ：w，：q，:! , :n , :set nu, :f等2、 熟悉Shell编程实践，编写简单的C语言程序，并编译运行与显示结果。三、实验方法与步骤：1、 vi编辑器的基本使用，三种模式下各个命令使用图3-1 vi编辑器三种模式之间的转换vi编辑器的界面，如图3-2所示。1) 在命令状态键入vi test.c 回车进入编辑模式2) 按i或a后，进入插入模式后，开始编写程序代码3) 编写完毕后，按ESC退到编辑模式4) 键入:wq

11、保存退出图3-2 vi 编辑界面2、 c程序编译与运行图3-3 c程序的编译与运行3、 c程序的调试，gdb命令b/break:设置断点；delete：清除断点； c/continue：继续终止的程序；r/run：运行程序；step/s：单步进行，进入函数；next/n：单步不进入函数；list/l：显示源代码，每次10行；kill：终止正在调试的程序file：装入将要调试的文件；print：先死queue中的内容；q:退出gqb图3-4 gdb调试程序示例四、实验素材1、 需要阅读的参考资料，参见教材P.248-250 8.1.3；2、 vi编辑器的使用情况参见图3-1和图3-2；3、 c语

12、言程序编译运行及调试参见图3-3和图3-4实验四 Win2K系统的管理功能一、实验目的：1、 熟悉并掌握Win2K这个注册表编辑器，熟悉注册表根键的内容与作用2、 熟悉Win2K服务管理工具，了解开机自动启动的服务，掌握设置服务启动和停止的方法二、实验内容：1、 熟悉Win2000系统的管理功能，备份注册表2、 修改注册表，屏蔽桌面“回收站”图标3、 停止Win2K“自动升级”服务三、实验方法与步骤：1、 打开并备份注册表2、 查找并分析对应根键以及子键，删除或修改相应的键值，重启观察效果3、 打开服务管理器，查找相应服务，修改后重启观察变化4、 打开安全中心，启动或停止“自动升级”、“防火墙

13、”等5、 运行系统配置实用程序，管理系统自动启动的程序或项目四、实验素材1、 需要阅读的参考资料，参见教材P.231-238 7.2.2，P.251-252 8.2.2-3；2、 注册表编辑器窗口参见图4-1；运行：regedit命令3、 服务管理器窗口参见图4-2；打开：控制面板à管理工具à服务4、 安全中心窗口参见图4-3打开：控制面板à安全中心5、 系统配置实用程序窗口参见图4-4运行：msconfig命令图4-1 注册表编辑器窗口图4-2 服务管理器窗口图4-3 安全中心窗口图4-4 系统配置实用程序窗口实验五 Linux进程控制与进程通信一、实验目的：1

14、、 掌握进程的概念，明确进程和程序的区别。认识和了解并发执行的实质。分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法。2、 了解什么是管道，熟悉Linux支持的管道通信方式二、实验内容：1、 进程创建。编写一段程序，使用系统调用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“a“；子进程分别显示字符”b“和字符“c”。试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。 2、 进程控制。修改已编写的程序，将每一个进程输出一个字符改为每一个进程输出一句话，用getpid()和getppid()获得当前进程号和父进程号，观察程序执行

15、时屏幕上出现的现象，并分析原因。3、 进程的管道通信。编写程序实现进程的管道通信，使用系统调用pipe()建立一个管道，二个子进程P1和P2分别向管道各写一句话：Child 1 is sending a message! Child 2 is sending a message! 父进程从管道中读出二个来自子进程的信息并显示（要求先接收P1，再接收P2）。三、实验方法与步骤：1、 进程的创建，参考程序<参考程序># include<stdio.h>#include<unistd.h>#include<sys/types.h> int main()

16、 int p1, p2; while(p1=fork()=-1); if(p1=0) putchar('b');/*在子进程1中*/ else/*在父进程中*/ while(p2=fork()=-1); if(p2=0) putchar('c');/*在子进程2中*/ else/*在父进程中*/ putchar('a'); printf("n"); return 0; 2、 进程的控制，参考程序<参考程序># include<stdio.h>#include<unistd.h>#includ

17、e<sys/types.h>int main() int p1, p2, i; while(p1=fork()=-1); if(p1=0) printf("daughter,my id is %d, my parents'id is %dn",getpid(),getppid(); else while(p2=fork()=-1); if(p2=0) printf("son,my id is %d, my parents'id is %dn",getpid(),getppid(); else printf("pare

18、nts,my id is %d, my parents'id is %dn",getpid(),getppid(); return 0;3、 进程的管道通信，参考程序<参考程序># include<unistd.h># include<signal.h># include<stdio.h>#include<stdlib.h>int pid1,pid2;int main() int fd2; char OutPipe100,InPipe100; pipe(fd); while(pid1=fork()=-1); if(p

19、id1=0) lockf(fd1,1,0); sprintf(OutPipe,"child 1 process is sending message!"); write(fd1,OutPipe,50); sleep(5); lockf(fd1,0,0); exit(0); else while(pid2=fork()=-1); if(pid2=0) lockf(fd1,1,0); sprintf(OutPipe,"child 2 process is sending message!"); write(fd1,OutPipe,50); sleep(5);

20、 lockf(fd1,0,0); exit(0); else wait(0); read(fd0,InPipe,50); printf("%sn",InPipe); wait(0); read(fd0,InPipe,50); printf("%sn",InPipe); exit(0); return 0;四、实验素材1、 需要阅读的参考资料，参见教材P.252-254 8.3.1-2；2、 进程异步并发执行情况参见图5-1，图5-2；3、 进程的管道通信执行情况参见图5-3；图5-1异步并发执行测试程序运行结构示例图5-2 进程控制运行示例图5-3 进程

21、的管道通信运行示例实验六 进程调度模拟程序设计一、实验目的：1、 通过对进程调度算法的模拟，进一步理解进程的基本概念；2、 加深对进程运行状态和进程调度过程的了解和理解；3、 加深对调度算法的理解。二、实验内容：给出进程调度的算法描述：1、 用c+语言编程实现对N个进程采用某种进程调度算法调度执行的模拟；2、 调度程序应包含两种不同调度算法，运行时任选一种，以利于各种方法的分析和比较；3、 主程序流程图如图6-1。图6-1 进程调度模拟程序流程图三、实验方法与步骤：进程调度实验参考代码#include "iostream.h" #include "windows.

22、h"#define N 3 typedef struct int ID; int PRIORITY; int CPUTIME;int ALLTIME; int STARTBLOCK; int BLOCKTIME; int STATE;/0-运行 1-阻塞 2-就绪 3-结束 4-未到达 int REACH; int TIME; PROCESS; void textcolor (int color) SetConsoleTextAttribute (GetStdHandle (STD_OUTPUT_HANDLE), color ); void main() int i,time,max

23、,l,l1,time1,flag=0,total=0,N,server10,sum=0; PROCESS pro10; textcolor(13); cout<<"注意：本程序中状态代表如下"<<endl<<"0-运行 1-阻塞 2-就绪 3-结束 4-未到达"<<endl<<endl; textcolor(15); cout<<"请输入进程数:" cin>>N; cout<<"请设置时间片长度:" cin>>

24、;time; cout<<"请输入各进程初始状态:"<<endl; cout<<"ID PRIORITY REACH ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME"<<endl; for(i=0;i<N;i+) proi.CPUTIME=0; proi.TIME=0; cin>>proi.ID>>proi.PRIORITY>>proi.REACH;cin>>proi.ALLTIME>>proi.STARTBLOCK>>

25、proi.BLOCKTIME; serveri=proi.ALLTIME; if(proi.REACH=0) proi.STATE=0; else proi.STATE=4; do cout<<endl<<"当前时刻为:"<<total; textcolor(12); cout<<endl<<"=各进程状态为="<<endl; textcolor(15); cout<<"ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTI

26、ME STATE"<<endl; for(i=0;i<N;i+) cout<<proi.ID<<" "<<proi.PRIORITY<<" "<<proi.CPUTIME<<" " cout<<proi.ALLTIME<<" "<<proi.STARTBLOCK<<" "<<proi.BLOCKTIME<<" &qu

27、ot;<<proi.STATE; cout<<endl; total+=time; for(i=0;i<N;i+) if(proi.STATE=4&&proi.REACH<total) proi.STATE=1; for(i=0;i<N;i+) time1=proi.ALLTIME;if(proi.STATE=0)if(proi.ALLTIME<=time)/proi.CPUTIME+=time1;proi.ALLTIME=0;proi.STATE=3;proi.TIME=total-time+time1;else/proi.CP

28、UTIME+=time;proi.ALLTIME-=time;proi.STARTBLOCK-;if(proi.STARTBLOCK=0)proi.STATE=1;proi.BLOCKTIME=time1;proi.STARTBLOCK=time1;proi.PRIORITY-=3;proi.TIME=total;if(proi.STATE=1)proi.BLOCKTIME-;if(proi.BLOCKTIME=0) proi.STATE=2;proi.TIME=total;if(proi.STATE=2)/proi.CPUTIME+=time;proi.PRIORITY+;proi.TIME

29、=total;max=-100;l1=-1;l=-1;for(i=0;i<N;i+)if(proi.PRIORITY>max&&(proi.STATE=0|proi.STATE=2)l=i;max=proi.PRIORITY;if(proi.STATE=0) l1=i;if(l!=-1&&l!=l1) prol.STATE=0;if(l1!=-1) prol1.STATE=2;flag=0;for(i=0;i<N;i+)if(proi.STATE!=3)flag=1;break;if(flag=0) break;while(1);cout<

30、;<endl<<"当前时刻:"<<total;textcolor(12);cout<<endl<<"各进程状态为"<<endl;textcolor(15);cout<<"ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE"<<endl;for(i=0;i<N;i+)cout<<proi.ID<<" "<<proi.PRIORIT

31、Y<<" "<<proi.CPUTIME<<" "cout<<proi.ALLTIME<<" "<<proi.STARTBLOCK<<" "<<proi.BLOCKTIME<<" "<<proi.STATE;cout<<endl;cout<<endl<<"各进程运行结束!"<<endl;cout<<

32、"进程号 到达时间 结束时间 周转时间 带权周转时间"<<endl;textcolor(10);for(i=0;i<N;i+)cout<<" "<<proi.ID<<" "<<proi.REACH<<" "<<proi.TIME<<" "<<proi.TIME-proi.REACH<<" "<<(float)(proi.TIME-proi.

33、REACH)/serveri<<endl;sum+=proi.TIME-proi.REACH;cout<<"平均周转时间为:"<<(float)sum/N<<endl;textcolor(15);四、实验素材1、 需要阅读的参考资料，参见教材P.256-257 8.4.1-3；2、 进程调用模拟程序实验结果如下实验结果注意：本程序中状态代表如下0- 运行 1-阻塞 2-就绪 3-结束 4-未到达请输入进程数:3请设置时间片长度:2请输入各进程初始状态:ID PRIORITY REACH ALLTIME STARTBLOCK B

34、LOCKTIME1 4 5 7 8 32 6 0 7 2 87 3 2 6 2 6当前时刻为:0=各进程状态为=ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE1 4 0 7 8 3 42 6 0 7 2 8 07 3 0 6 2 6 4当前时刻为:2=各进程状态为=ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE1 4 0 7 8 3 42 3 0 5 1 8 27 3 0 6 2 6 4当前时刻为:4=各进程状态为=ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME

35、STARTBLOCK BLOCKTIME STATE1 4 0 7 8 3 42 4 0 5 1 8 07 3 0 6 2 5 1当前时刻为:6=各进程状态为=ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE1 4 0 7 8 2 12 1 0 3 5 4 17 3 0 6 2 4 1当前时刻为:8=各进程状态为=ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE1 4 0 7 8 1 12 1 0 3 5 3 17 3 0 6 2 3 1当前时刻为:10=各进程状态为=ID

36、PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE1 5 0 7 8 0 02 1 0 3 5 2 17 3 0 6 2 2 1当前时刻为:12=各进程状态为=ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE1 2 0 5 7 0 22 1 0 3 5 1 17 3 0 6 2 1 1当前时刻为:14=各进程状态为=ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE1 3 0 5 7 0 22 2 0 3 5 0 27 4 0

37、 6 2 0 0当前时刻为:16=各进程状态为=ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE1 4 0 5 7 0 02 3 0 3 5 0 27 1 0 4 1 0 2当前时刻为:18=各进程状态为=ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE1 1 0 3 6 0 22 4 0 3 5 0 07 2 0 4 1 0 2当前时刻为:20=各进程状态为=ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE1 2

38、0 3 6 0 22 1 0 1 4 0 27 3 0 4 1 0 0当前时刻为:22=各进程状态为=ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE1 3 0 3 6 0 02 2 0 1 4 0 27 0 0 2 4 3 1当前时刻为:24=各进程状态为=ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE1 0 0 1 5 0 22 3 0 1 4 0 07 0 0 2 4 2 1当前时刻为:26=各进程状态为=ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STA

39、RTBLOCK BLOCKTIME STATE1 1 0 1 5 0 02 3 0 0 4 0 37 0 0 2 4 1 1当前时刻为:28=各进程状态为=ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE1 1 0 0 5 0 32 3 0 0 4 0 37 1 0 2 4 0 0当前时刻:30=各进程状态为=ID PRIORITY CPUTIME ALLTIME STARTBLOCK BLOCKTIME STATE1 1 0 0 5 0 32 3 0 0 4 0 37 1 0 0 4 0 3各进程运行结束!进程号 到达时间 结束时间

40、 周转时间 带权周转时间 1 5 27 22 3.14286 2 0 25 25 3.57143 7 2 30 28 4.66667平均周转时间为:25Press any key to continue实验七 页面置换模拟程序设计一、实验目的：1、 加深对请求页式存储管理实现原理的理解；2、 掌握页面置换算法二、实验内容：1、 编制页面置换算法的模拟程序并测试，分别考虑OPT、FIFO和LRU算法。其结构图如图6-2；图6-2 页面置换模拟程序结构图三、实验方法与步骤：页面置换模拟程序设计参考程序Input(int m,Pro pL)（打印页面走向状态）；void print(Pro *pag

41、e1)（打印当前的页面）；int Search(int e,Pro *page1 )（寻找内存块中与e相同的块号）； int Max(Pro *page1)（寻找最近最长未使用的页面）；int Count(Pro *page1,int i,int t,Pro pL)（记录当前内存块中页面离下次使用间隔长度）；int main()（主函数）；.随机数发生器 #include <stdlib.h> #include <time.h> /准备用时钟函数调用库函数t=time(NULL);/取时钟时间并存入t调用库函数srand(t);/用时间t初始化随机数发生器调用库函数x=

42、rand( )%10+1;/返回一个110之间的随机数if(c=1)/FIFO页面置换 n=0;cout<<" * "<<endl;cout<<endl; cout<<" FIFO算法页面置换情况如下: "<<endl;cout<<endl; cout<<" * "<<endl; while(i<m) if(Search(pi.num,page)>=0)/当前页面在内存中 cout<<pi.num<<" "/输出当前页pi.numcout<<"不缺页"<<endl;i+;/i加1 else /当前页不在内存中 if(t=M)t=0; else n+;/缺页次数加1 paget.num=pi.num; /把当前页面