操作系统实验报告.实验一WINDOWS进程初识

1、操作系统教程实验指导书实验一WINDOWS进程初识实验目的学会使用VC编写基本的Win32ConsolApplication(控制台应用程序)。掌握WINDOWSAPI使用方法。编写测试程序，理解用户态运行和核心态运行。实验内容和步骤(1)编写基本的Win32ConsolApplication步骤1:登录进入Windows,启动VC+6.0。步骤2：在“FILE”菜单中单击“NEW子菜单，在“projects”选项卡中选择“Win32ConsolApplication,然后在Projectname处输入工程名，在Location”处输入工程目录。创建一个新的控制台应用程序工程。步骤3:在“FI

2、LE”菜单中单击“NEW子菜单，在“Files”选项卡中选择“C+SourceFile:然后在“File”处输入C/C+源程序的文件名。步骤4:将清单1-1所示的程序清单复制到新创建的C/C+源程序中。编译成可执行文件。步骤5:在“开始”菜单中单击“程序”-“附件”-“命令提示符命令，进入Windows“命令提示符”窗口，然后进入工程目录中的debug子目录，执行编译好的可执行程序：课程os课os实验程序os11debughello.exe运行结果(如果运行不成功，则可能的原因是什么？)：答：运行成功，结果:gshiyanl_1Debugshiyan1_1.exeHell*Win32Conso

3、lAppllcationPressanykeytocontinue(2)计算进程在核心态运行和用户态运行的时间步骤1:按照(1)中的步骤创建一个新的“Win32ConsolApplication”工程，然后将清单1-2中的程序拷贝过来，编译成可执行文件。步骤2：在创建一个新的“Win32ConsolApplication”工程，程序的参考程序如清单1-3所示，编译成可执行文件并执行。步骤3:在“命令提示符窗口中运行步骤1中生成的可执行文件，测试步骤2中可执行文件在核心态运行和用户态运行的时间。课程os课os实验程序os12debugtimeTEST.exe步骤4:运行结果(如果运行不成功，则可

4、能的原因是什么？)因为此程序是个死循环，所以运行时间为无穷大。步骤5:分别屏蔽While循环中的两个for循环，或调整两个for循环的次数，写出运行结果。屏蔽j循环:调整循环变量i的循环次数:调整循环变量j的循环次数:屏蔽i循环：实验结论通过实验可以得知运行一个程序CPU勺使用情况是不同的，同时与循环的次数无关，和当前计算的复杂情况有关。实验得出的数据可以可以说明这一点。实验二进程管理1、实验目的1）通过创建进程、观察正在运行的进程和终止进程的程序设计和调试操作，进一步熟悉操作系统的进程概念，理解Windows进程的“一生”。2）通过阅读和分析实验程序，学习创建进程、观察进程、终止进程以及父子

5、进程同步的基本程序设计方法。2、实验内容和步骤.创建进程本实验显示了创建子进程的基本框架。该程序只是再一次地启动自身，显示它的系统进程ID和它在进程列表中的位置。步骤1:创建一个Win32ConsolApplication工程，然后拷贝清单2-1中的程序，编译成可执行文件。步骤2：在“命令提示符”窗口运行步骤1中生成的可执行文件。运行结果：范例：课程os课os实验程序os11debugos21（假设编译生成的可执行文件是os21.exe）)：MlyPiojectsshiyanl_lJ)ebugsiiyanl_l.exe*rocessID：3&?6,CloneID：0ProcessID：3796

6、,Clone1D：1frrocesc1DI348B,CloneID=2Eroces?3460ClonlD?FrocesID32GlonID按下ctrl+alt+del,调用windows的任务管理器，记录进程相关的行为属性:PID:3676,句柄数：11内存使用：1080K页面错误：263页面缓存：15K步骤3:在“命令提示符”窗口加入参数重新运行生成的可执行文件。运行结果:范例：课程os课os实验程序os11debugos213（假设编译生成的可执行文件是os21.exe）ProcessID二2812,CloneID按下ctrl+alt+del,调用windows的任务管理器，记录进程相关的

7、行为属性:PID:2821句柄数：7内存使用：832K页面错误：263页面缓存：15K步骤4：修改清单2-1中的程序，将nClone的定义和初始化方法按程序注释中的修改方法进行修改，编译成可执行文件（执行前请先保存已经完成的工作）。再按步骤2中的方式运行，看看结果会有什么不一样。运行结果：第一次修改：结果不变。第二次修改：是一个死循环，不断的弹出此窗口：D：shiyan2cddebugI）：Xshiyan2Debugsh:Lyan2ProcessID二272.CloneID：0从中你可以得出什么结论:nClone的作用：控制程序的执行，当nClone大于等于5时可跳出程序变量的定义和初始化方法

8、（位置）对程序的执行结果有影响吗？为什么？有，nClone被修改后会对程序的结束控制产生影响.父子进程的简单通信及终止进程步骤1:创建一个Win32ConsolApplication”工程，然后拷贝清单2-2中的程序,编译成可执行文件。步骤2：在VC的工具栏单击“ExecuteProgram（执行程序）按钮，或者按Ctrl+F5键,或者在“命令提示符”窗口运行步骤1中生成的可执行文件。运行结果:范例：课程os课os实验程序os11debugos22（假设编译生成的可执行文件是os22.exe）CrecitinQfthechildprocess.IeIlingthechildprocesstoq

9、uit.八D:shiyan2_2Pebugshiyan2_2.eseCliiIdwaitingforsuicideinstructions,步骤3:按源程序中注释中的提示，修改源程序2-2,编译执行（执行前请先保存已经完成的工作）。运行结果：不断的弹出：C-.：炉式七9thechildprocess.Allingthechildprocesstoquit.在程序中加入跟踪语句，或调试运行程序，同时参考MSDN中的帮助文件CreateProcess（）的使用方法，理解父子进程如何传递参数。给出程序执行过程的大概描述：通过main（intargc,char*argv）传递参数，每次运行时先检测ar

10、gc的值，若小于1,程序运行结束，否则继续往下执行步骤4:填空CreateProcess()函数有_5个核心参数？本实验程序中设置的各个参数的值是:a.szFilename；b.szCmdLine；c.NULL;d.NULL;e.FALSE;f.CREATE_NEW_CONSOLE;g.NULL;h.NULL;i.si；j.Pi。步骤5:按源程序中注释中的提示，修改源程序2-2,编译执行。运行结果：。二D:5hiyan2_2Debugproctera.ezeireatingthechildprocess.?e11ingrthechildprocesstotfu.it.步骤6:参考MSDN中的帮

11、助文件CreateMutex()、OpenMutex()、ReleaseMutex()和WaitForSingleObject()的使用方法，理解父子进程如何利用互斥体进行同步的。给出父子进程同步过程的一个大概描述：CreateMutex()创建互斥体，OpenMutex()打开互斥体，ReleaseMutex()释放互斥体，WaitForSingleObject()检测hHandle事件的信号状态，通过这些方法可实现当前只有一个进程被创建或使用，实现进程的同步。3、实验结论通过对进程的操作，如创建进程，实现对进程的简单控制。创建互斥体，解决了进程的同步问题，两者相互使用，使进程的运行情况得到

12、了很好的管理。实验三进程同步的经典算法1、实验目的1)回顾系统进程、线程的有关概念，加深对Windows2000线程的理解。2)了解互斥体对象，通过对生产者消费者等进程间同步与互斥经典算法的实现，加深对P、V原语以及利用P、V原语进行进程间同步与互斥操作的理解。2、实验内容和步骤(1).生产者消费者问题步骤1:创建一个Win32ConsolApplication工程，然后拷贝清单3-1中的程序,编译成可执行文件。步骤2：在“命令提示符”窗口运行步骤1中生成的可执行文件。运行结果：范例：课程os课os实验程序os11debugos31(假设编译生成的可执行文件是os31.exe)D：Xshiya

13、n3_lXDehuqXhiyan3_J.PFoducxnsf1.SucceedRppendingappoduct.Succeedp=1-消费1:0生产Produeing2_.SucceedHppendingappotluct.SixcceedP=1生产一消费1：2Takingaproduct,._Succeed0：0生产P2；-消费Con&uning1_.Succeedpakingaproduct.SucceedP=0一生产lnyan3_lrodueing1Succeedppendingaproduct._Succeed:1-消费:0生产140ducing2Succeedppendingfap

14、roduet.Succeed:1-生产一消费：2od产费pr生消- t - c ?elak工ng*a：0一：2onsumin9akinga:0os41（假设编译生成的可执行文件是os41.exe）步骤3:根据运行结果，回答下列问题虚拟内存每页容量为：4.00KB最小应用地址：0 x00010000最大应用地址：0 x7ffeffff当前可供应用程序使用的内存空间为：1.99GB当前计算机的实际内存大小为：0.99GB理论上每个Windows应用程序可以独占的最大存储空间是：提示：可供应用程序使用的内存空间实际上已经减去了开头与结尾两个64KB的保护区,虚拟内存空间中的64KB保护区是防止编程错

15、误的一种Windows方式。任何对内存中这一区域的访问（读、写、执行）都将引发一个错误陷阱，从而导致错误并终止程序的执行。按committed、reserved、free等三种虚拟地址空间分别记录实验数据。其中“描述”是指对该组数据的简单描述，例如，对下列一组数据：00010000-00012000Committed,READWRITE,Private可描述为：具有READWRITE权限的已调配私有内存区。将系统当前的自由区（free）虚拟地址空间填入表4-6中。表4-6实验记录地址大小虚拟地址空间类型访问权限描述00010000-000120008.00KBfreeREADWRITE具有RE

16、ADWRITE权限的已调配私有内存区00012000-0002000056.0KBfreeNOACCESS没有任何权限的已调配的共有内存区00020000-000210004.00KBfreeREADWRITE具有READWRITE权限的已调配私有内存区00021000-0003000060.0KBfreeNOACCESS没有任何权限的已调配的共有内存区00030000-0012c0000.98MBfreeREADONLY只具有READ权限的已调配私有内存区0012c000-0012d0004.00KBfreeREADWRITE具有READWRITE权限的已调配私有内存区0012d000-00

17、13000012.0KBfreeREADWRITE具有READWRITE权限的已调配私有内存区00130000-0013300012.0KBfreeREADONLY只具有READ权限的已调配内存区00133000-0014000052.0KBfreeNOACCESS没有任何权限的已调配的共有内存区00140000-0014500020.0KBfreeREADWRITE具有READWRITE权限的已调配私有内存区00145000-002400000.98MBfreeREADONLY只具有READ权限的已调配的私有内存区00240000-0024600024.0KBfreeREADWRITE具有R

18、EADWRITE权限的已调配的私有内存区00246000-0025000040.0KBfreeREADONLY只具有READ权限的已调配的私有内存区00250000-0025300012.0KBfreeREADWRITE具有READWRITE权限的已调配的内存区00253000-0026000052.0KBfreeREADONLY只具有READ权限的已调配的内存区00260000-0027600088.0KBfreeREADONLY只具有READ权限的已调配的内存区00276000-0028000040.0KBfreeNOACCESS没有任何权限的已调配的共有内存区00280000-002bd

19、000244KBfreeREADONLY只具有READ权限的已调配的内存区002bd000-002c000012.0KBfreeNOACCESS没有任何权限的已调配的共有内存区002C0000-00301000260KBfreeREADONLY只具有READ权限的已调配的内存区00301000-0031000060.0KBfreeNOACCESS没有任何权限的已调配的共有内存区00310000-0031600024.0KBfreeREADONLY只具有READ权限的已调配的内存区00316000-0032000040.0KBfreeNOACCESS没有任何权限的已调配的共有内存区0032000

20、0-00361000260.0KBfreeREADONLY只具有READ权限的已调配的内存区00361000-0037000000361000-0037000060.0KBfreeNOACCESS没有任何权限的已调配的共有内存区提示：详细记录实验数据在实验活动中是必要的，但想想是否可以简化记录的办法?将系统当前的已调配区(committed)虚拟地址空间填入表4-7中。表4-7实验记录地址大小虚拟地址空间类型访问权限描述committedcommittedcommittedcommittedcommittedcommittedcommittedcommittedcommittedcommitt

21、edcommittedcommittedcommittedcommittedcommittedcommittedcommittedcommittedcommittedcommittedcommittedcommittedcommittedcommittedcommitted将系统当前的保留区（reserved）虚拟地址空间填入表4-8中。表4-8实验记录地址大小虚拟地址空间类型访问权限描述reservedreservedreservedreservedreservedreservedreservedreservedreservedreservedreservedreservedreserved

22、reservedreservedreservedreservedreservedreservedreservedreservedreservedreservedreservedreserved3、实验结论简单描述windows进程的虚拟内存管理方案：通过对文件的操作权限，有只读，读写，不允许访问等等和不同的调度方式实现对虚拟内存的管理。实验五文件和设备管理1、实验目的通过对Windows2000提供的文件与文件夹加密、磁盘配额管理、进行磁盘清理、执行备份操作、使用CHKDSKI护文件完整性和整理磁盘碎片等功能进行操作：1)熟悉Windows2000的文件系统。2)明确应用NTFS文件系统的积极

23、意义。掌握优化Windows2000磁盘子系统的基本方法。进一步理解现代操作系统文件管理知识。2、实验内容与步骤步骤1：阅读“背景知识”，请回答：Windows2000支持哪三种主要的文件系统：FAT16FAT32NTFSNTFS文件系统只能用于哪些操作系统环境：WindowsNT、2000和XP步骤2：登录进入Windows2000Professional。步骤3：加密文件或文件夹。为加密文件或文件夹，可按照以下步骤进行：在“Windows资源管理器”中，右键单击想要加密的文件或文件夹，然后单击“属性”命令。在“常规”选项卡上，单击“高级”按钮。在“高级属性”对话框中，可以设置的文件属性有：

24、3)选定“加密内容以便保护数据”复选框。单击“确定”按钮完成操作。步骤4:访问RSMg艮务。Windows2000还通过一些辅助组件提供了用于额外存储的选项。可移动存储管理(RemovableStorageManagement,RSM)就是一项用于管理可移动媒体(例如磁带和光盘)以及存储设备(库)的服务。RSM许应用程序访问和共享相同的媒体资源。RSM使用户可以很容易地追踪可移动存储媒体(例如磁带和光盘)，并管理包含它们的库(例如转换器和光盘机)。为访问RSMI艮务，可按以下步骤操作：在“控制面板”中双击“管理工具”图标，再双击其中的“计算机管理”图标，打开本地“计算机管理”窗口。在左窗格右键

25、单击控制树中的“可移动存储”。“可移动存储”可以管理和设置的项目有：媒体库磁盘配额可追踪和控制卷的磁盘空间使用情况。为分配磁盘配额，可按照以下步骤进行：1)打开“我的电脑”。右键单击想要指定默认配额位的卷(例如某个硬盘)，然后单击“属性”命令。在“属性“对话框中，选定”配额“选项卡。在“属性“对话框的”配额“选项卡上，选定“启用配额管理”。选定“将磁盘空间限制为”选项，这将激活磁盘空间限制和警告级别区域。在文本框中键入数值，从下拉列表中选定一个磁盘空间限制单位，然后单击“确定”。可以使用小数值(例如20.5MB)。步骤6：添加新的磁盘配额项在启用卷的磁盘配额时，将从这一时刻开始自动追踪新用户的

26、卷使用情况。为了对现有的卷用户应用磁盘配额，可以在“配额项”对话框中添加新的配额项。操作步骤如下：在“我的电脑”窗口中，右键单击想要添加新的磁盘配额项的卷，然后单击“属性”命令。在“属性”对话框中，选定“配额”选项卡。在“配额”选项卡上，单击“配额项”按钮。在“配额项目”窗口的“配额”菜单中单击“新建配额项”命令。在“选择用户”对话框中，单击“查找范围”列表框，选定想要从中选择用户名的域名或工作组名称。单击“添加”，然后单击“确定”按钮。在“添加新配额项”对话框中，可以对所选用户设置的配额限制项目有：单击“确定”按钮完成操作。只能在Windows2000中使用NTFS格式化的磁盘卷上分配磁盘配

27、额。如果想要管理配额，则必须是驱动器所在计算机上的Administrators组的成员。步骤7：磁盘清理。“磁盘清理”有助于释放硬盘驱动器空间。“磁盘清理”程序将搜索驱动器，然后显示可以安全删除的临时文件、Internet缓存文件以及不需要的程序文件。可以指示删除其中一些或所有的文件。为打开“磁盘清理”功能，可单击“开始”按钮，单击“程序”菜单中的“附件”-“系统工具”-“磁盘清理”命令。“磁盘清理”搜索指定的驱动器。在打开和关闭文件或者使用Interne连接时，系统会创建临时文件，这些临时性质的文件有时会继续保存在硬盘上。“磁盘清理”程序可以了解这些文件采用的形式及其在磁盘上的位置，以便安全

28、地删除这些文件，释放宝贵的磁盘空间。步骤8：备份。为应对故障事件，Windows2000包括了一个功能齐全的“备份”程序，该程序使用了一些标准的备份设备。单击“开始”菜单中“系统工具”的“备份”命令，可运行“备份”实用程序。在“备份”程序中包括了“备份向导”和“还原向导”，这些向导简化了备份和恢复Windows2000服务器上存储的重要数据的任务。用户也可以在“备份”选项卡和“还原”选项卡中使用“备份”和“还原”程序的手工版本。备份数据要想选定要备份的数据，只需要在“备份”窗口的左窗格中单击要备份的文件或目录旁边的复选框即可。然后在窗口下方选择备份目的地，命名备份媒体，最后单击“开始备份”按钮

29、。恢复数据为“还原”恢复数据，先选定想要恢复的文件和文件夹，选定恢复备份文件和文件夹的位置，设置恢复选项，然后单击“开始还原”进行恢复操作。计划作业除备份和恢复数据之外，Windows2000“备份”程序还允许计划备份作业，以便在无人干预的情况下运行。计划备份操作可按照以下步骤进行：1)打开“备份”实用程序。2）单击“备份”选项卡，从“作业”菜单中选择“新建”命令。3）单击以选定想要备份的任何驱动器、文件夹或文件的复选框。4）选定将作为备份目的地的文件或磁带设备，然后单击“作业”菜单中的“保存选项”命令，以保存文件和文件夹选择。5）在“备份媒体或文件名”文本框中，键入备份文件的路径和文件名或者

30、选定磁带。6）单击“工具”菜单中的“选项”命令，选定想要使用的任何备份选项，例如备份类型和日志文件类型，然后单击“确定”按钮。7）单击“开始备份”，在“备份作业信息”对话框中进行所需要的任何更改。8）如果想要设置高级备份选项，例如数据验证或硬件压缩，则单击“高级”。选择完高级备份选项后，单击“确定”按钮。9）单击“备份作业信息”对话框中的“计划”。10）在“设置账号信息”对话框中，输入一个用户名和密码（指定在这个账号下运行计划的备份操作）。11）在“计划的作业选项”对话框中，在“作业名”文本框中键入计划的备份作业的名称。然后单击“属性”，以设置计划备份的日期、时间和频率参数。在完成后单击“确定

31、”按钮退出操作。步骤9:使用CHKDSKt护文件完整性Windows2000的CHKDSKT以才3描FATFAT32和NTFS分区上的文件系统完整性，它检查丢失的簇、交叉链接文件等，还可以尝试更正它找到的任何错误。它还提供了其他许多文件系统信息。如果Windows2000感觉到文件系统损坏，它将在启动时自动运行CHKDSK用户也可以手工启动这个实用程序。CHKDSKT以在5种模式中运行。第一种模式没有任何参数，这是一种只读模式，仅用于检查文件系统中的任何错误。在这种模式中，CHKDSK会报告任何错误，但是不会尝试修复错误，因此这个过程完成得非常快。其他4个选项使用以下参数：/FILENAME检

32、查指定文件的碎片化情况。/F尝试修复文件系统中的任何错误。/V提供分区上的每一个文件的名称和完整路径。/R查找分区上的坏扇区并尝试恢复可读信息。要运行CHKDSK可执行以下操作：1）在“开始”菜单中单击“程序”-“附件”-“命令提示符命令，打开“命令提示符”窗口。2）在命令提示符上进入要检查的分区。例如，键入C:。3）键入不带任彳S参数的CHKDSK以便只检查文件系统错误。如果找到了任何错误，则继续进行第4）步。请记录系统执行CHKDS命令过程中显示的提示信息：第一个分配XDociimeriits： and Settingsa七1qcdat-journal截断日问题。运行CHKDSK使用选项/F采更正这些问题。Kindows indows原因是，投有用,遑屿参数运行翡姿错状正在釐验文件和叉件夹 在磁套上发前馥，.值丕经单元无效空项会? 已完成文件和文1 Uindaws发现文山c hkdsk牟素等的类型是FAT32O 序列亏为E0FC-F9FCCHKDS源统检查之后，报告的磁盘信息是:总共有511的：71KB的磁盘空间一3.946个隐藏文件中有1,853,888KBO10507个文件夬中有338,144KBfl116,323个文件中有17,409,760KB3