操作系统报告

仅供个人参考计算机操作系统linux上机实验上机实验（1-4）班级：计科0801姓名：李超学号：04081012（12）不得用于商业用途仅供个人参考实验1 掌握Linux基本命令和开发环境一、实验内容1. 掌握常用的Linuxshell 命令；掌握编辑环境VIM；掌握编译环境gcc及跟踪调试工具gdb二.实验步骤通过学习课外参考书，如《linuxc编程》和《鸟哥的私房菜》。掌握一些基本的linux命令，如cd，ls，sudo，reboot，shutdown等等掌握一些基本的vim编程命令，并可以通过gcc编译和gdb调试。三.实验心得通过这些基本的实验内容，对linux有了一定的基本了解，可以实现一些linux的基本操作，对我这个初学者的帮助很大，对linux感到不再陌生。实验2 进程一.实验内容通过观察、分析实验现象，深入理解进程及进程在调度执行和内存空间等方面的特点，掌握在POSIX规范中fork和kill系统调用的功能和使用。二.实验前准备学习man命令的用法，通过它查看fork和kill系统调用的在线帮助，并阅读参考资料，学会fork与kill的用法。复习C语言的相关内容。三.实验问题你最初认为运行结果会怎么样？答：会一直输出程序的进程名，并输出他的进程号。当输入数字时，会杀死对应的进程。实际的结果什么样？有什么特点？试对产生该现象的原因进行分析。答：程序会一直输出创建的进程号，当输出数字时，会杀死对应的进程。当杀死完0-9进程时，程序依然没有退出。当输入‘ q’程序结束。杀死完 0-9进程，但主进程并没有结束，所以一直会执行下去。直到输入‘q’后，主线程结束。proc_number这个全局变量在各个子进程里的值相同吗？为什么？答：不同，每一个进程创建后，proc_number就已经复制了，并且和对应的线程不得用于商业用途仅供个人参考一样。各线程分时运行，丛输出结果可以得出结论。4.kill 命令在程序中使用了几次？每次的作用是什么？执行后的现象是什么？答：两次 第一次为：kill(pid[ch-'0'],SIGTERM);第二次为：kill(0,SIGTERM);前者为杀死对应号的单一进程，后者为杀死所有的这个程序的进程。使用kill命令可以在进程的外部杀死进程。进程怎样能主动退出？这两种退出方式哪种更好一些？答：没能理解这个问题。通过psaux|grepprocess命令得到了当前进程的个数，杀死进程后。未发现进程减少（觉得应该减少）。四.实验心得通过本次实验，了解了进程的相关知识，包括创建，杀死，执行等等。以及和主线程的关系，对linux的认识更深了一步。实验3 线程一.实验内容通过观察、分析实验现象，深入理解线程及线程在调度执行和内存空间等方面的特点，并掌握线程与进程的区别。掌握POSIX规范中pthread_create()函数的功能和使用方法。.实验前准备阅读参考资料，了解线程的创建等相关系统调用。三.实验问题你最初认为前三列数会相等吗？最后一列斜杠两边的数字是相等，还是大于或者小于关系？答：最初认为会很接近。认为后面两个数回相等。2.最后的结果如你所料吗？有什么特点？对原因进行分析。答：结果第一个进程数字很大，因为他最先建立，并且中间有 1s的延时。后面两个数sum值大于main_counter，一开始被这个问题困住了。原因是因为main_counter的自加是和其他进程共用的，有可能同一时刻3个时刻sum++但main_counter只加一次，main_counter++分3步，先给自己赋值在+1。所以sum>main_counter3.thread 的CPU占用率是多少？为什么会这样？答：196%han63791960.026356504pts/0Sl+20:520:21./posix3不得用于商业用途仅供个人参考我认为因为现在的电脑多为双核2线程，只保证2个线程并发执行，固系统不断的运行自加，是cpu的占有率增大。4.thread_worker() 内是死循环，它是怎么退出的？你认为这样退出好吗？答：随着主程序的退出而退出。不好把你的程序源代码附到实验报告后。并请保留源代码，下次实验需要使用。四.实验心得通过本次实验，了解了线程的基本应用和他的特点，对线程的认识更深了一步。实验4 互斥（修改第三题）一.实验母的通过观察、分析实验现象，深入理解理解互斥锁的原理及特点掌握在POSIX规范中的互斥函数的功能及使用方法。二.实验前准备准备好上节实验完成的程序thread.c。阅读参考资料，了解互斥锁的加解锁机制及相关的系统调用三.实验内容找到thread.c的代码临界区，用临界区解决main_counter与sum不同步的问题。.实验问题回答下列问题，写入实验报告。你预想posix3+.c的运行结果会如何？答：sum和main_counter的值是一样的2.posix3+.c的实际运行结果如何？多次运行每次的现象都一样吗？为什么会这样？答：sum和main_counter的值很接近，有时候完全一样。因为中间的输出还有一定的时间差，在加到for循环外面时结果就正确了。把修改后的两个程序的源代码附在实验报告后。实验4 互斥实验报告回答下列问题，写入实验报告。你预想deadlock.c的运行结果会如何？答：全都执行完deadlock.c的实际运行结果如何？多次运行每次的现象都一样吗？为什么不得用于商业用途仅供个人参考会这样？答：只有主线程能运行完。不一样。两个线程产生了互斥条件，有的时候主线程显得到资源，运行完后释放，有时候第二个线线程先得到资源运行。这就导致了不一样。实验心得：通过本次实验，了解了互斥机制，对课本上死锁的概念更加的理解，以及死锁发生的条件和解除死锁的方法。对问题的分析结合理论更加的清除。程序代码：实验2：#include<stdio.h>#include<sys/types.h>#include<signal.h>#include<ctype.h>#include<unistd.h>#defineMAX_CHILD_NUMBER10#defineSLEEP_INTERVAL2intproc_number=0;voiddo_something();intmain(intargc,char*argv[]){intchild_proc_number=MAX_CHILD_NUMBER;inti,ch;pid_tchild_pid;pid_tpid[10]={0};if(argc>1){child_proc_number=atoi(argv[1]);child_proc_number=(child_proc_number>10)?10:child_proc_number;}printf("fork\n");for(i=0;i<child_proc_number;i++){child_pid=fork();if(child_pid>0)不得用于商业用途仅供个人参考pid[i]=child_pid;elseif(child_pid==0){proc_number=i;do_something();}elseprintf("createprcessfailed\n");}while((ch=getchar())!='q'){if(isdigit(ch)){kill(pid[ch-'0'],SIGTERM);}}sleep(2);kill(0,SIGTERM);return0;}voiddo_something(){for(;;){printf("thisisprocessNO.%d--pid=%d\n",proc_number,getpid());sleep(2);}}实验3：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<sys/types.h>#include<unistd.h>#include<ctype.h>#include<pthread.h>#defineMAX_THREAD3不得用于商业用途仅供个人参考unsignedlonglongmain_counter,counter[MAX_THREAD];void*thread(void*p);intmain(intargc,char*argv[]){inti,rtn,ch;unsignedlonglongsum=0;pthread_tpthread_id[MAX_THREAD]={0};for(i=0;i<MAX_THREAD;i++){*)thread,&i);

rtn=pthread_create(&pthread_id[i],NULL,(voidif(rtn!=0){printf("creadte pthreaderror\n");exit(1);}sleep(1);}do{printf("\n");for(i=0;i<MAX_THREAD;i++){号：%llu\n",counter[i]);

sum+=counter[i];printf(" 线程}printf("main=%llu/sum=%llu",main_counter,sum);sum=0;}while((ch=getchar())!='q');return0;}void*thread(void*p){intthread_num=*(int*)p;for(;;){不得用于商业用途仅供个人参考main_counter++;counter[thread_num]++;}}实验4：#include<stdio.h>#include<sys/types.h>#include<unistd.h>#include<signal.h>#include<ctype.h>#defineLOOP_TIME10pthread_mutex_tmutex1;pthread_mutex_tmutex2;void*thread(void*);voidcritical_section(intthread_num,inti);intmain(){intrtn,i;pthread_tpthread_id=0;rtn=pthread_create(&pthread_id,NULL,thread,NULL);if(rtn!=0){printf("pthread_createerror\n");return0;}for(i=0;i<LOOP_TIME;i++){pthread_mutex_lock(&mutex1);pthread_mutex_lock(&mutex2);critical_section(1,i);pthread_mutex_unlock(&mutex2);pthread_mutex_unlock(&mutex1);}pthread_mutex_destroy(&mutex1);pthread_mutex_destroy(&mutex2);return0;不得用于商业用途仅供个人参考}void*thread(void*p){inti;for(i=0;i<LOOP_TIME;i++){pthread_mutex_lock(&mutex1);pthread_mutex_lock(&mutex2);critical_section(2,i);pthread_mutex_unlock(&mutex2);pthread_mutex_unlock(&mutex1);}}voidcritical_section(intthread_num,inti){printf("thread%d:%d\n",thread_num,i);}实验3+：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<sys/types.h>#include<unistd.h>#include<ctype.h>#include<pthread.h>#defineMAX_THREAD10pthread_mutex_tmutex1=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;//pthread_mutex_tmutex2=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;unsignedlonglongmain_counter,counter[MAX_THREAD];void*thread(void*p);intmain(intargc,char*argv[]){inti,rtn,ch;unsignedlonglongsum=0;pthread_mutex_init(&mutex1,NULL);pthread_tpthread_id[MAX_THREAD]={0};for(i=0;i<MAX_THREAD;i++)不得用于商业用途仅供个人参考{rtn=pthread_create(&pthread_id[i],NULL,(void*)thread,&i);if(rtn!=0){printf("creadte pthreaderror\n");exit(1);}sleep(1);}do{printf("\n");pthread_mutex_lock(&mutex1);for(i=0;i<MAX_THREAD;i++){为：%llu\n",counter[i]);

sum+=counter[i];printf(" 该线程值}printf("main=%llu/sum=%llu",main_counter,sum);pthread_mutex_unlock(&mutex1);sum=0;}while((ch=getchar())!='q');pthread_mutex_destroy(&mutex1);return0;}void*thread(void*p){intthread_num=*(int*)p;for(;;){pthread_mutex_lock(&mutex1);counter[thread_num]++;main_counter++;不得用于商业用途仅供个人参考pthread_mutex_unlock(&mutex1);}}不得用于商业用途仅供个人参考仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.Nurfürdenpers?nlichenf ürStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenv