系统功能调用实验
操作系统第8章 操作系统实验
8.5.3 实验准备
1. Linux模块概述 2. 设备驱动程序的设计 3. 参考程序的分析
8.6 文件系统实验
8.6.1 实验内容
以root身份登录系统后，练习常用Linux文件操作命令以及 学习文件系统的装卸。
第8章 操作系统实验
内容提要
本教材以Linux操作系统为平台，通过它提供的键盘控制命令 了解操作系统的功能；通过它提供的系统调用命令实现进程 （线程）的同步与互斥、进程的通信、设备的管理等操作，从 而理解操作系统的工作原理。
本实验平台使用Red Hat Linux 9.0，并且使用文本操作界面。 实验内容包括Linux系统基本操作、进程通信、进程同步与互斥、 生产者与消费者、存储管理、设备管理、文件系统等实验。本 教材提供的实验同样适用于其他版本的Linux。
8.3 进程的同步与互斥实验
8.3.1 实验内容
1. 利用POSIX标准的pthread线程库创建五个线程，实现这 五个线程之间的互斥地访问数组N。这五个线程分别标识为0、 1、2、3、4，线程i的工作可描述如下： (1) 线程i休息一段时间，i可以是五个线程之一。 (2) 使N[i]加1，N[i]记录线程i进入临界区的次数。 (3) 使N[5]加1，记录这五个线程的进入临界区的总次数。 (4) 转(1)。 2. 利用POSIX标准的pthread线程库创建两个线程，实现这 两个线程之间的同步共享变量buffer（相当于一个缓冲区）。其 中一个线程产生一个随机数保存的变量buffer中，另一个线程将 该随机数打印出来。
第8章 操作系统实验
教学目标
通过本实验使学生理解操作系统的功能，掌握进程 （线程）的同步与互斥、进程的通信、设备的管理、文 件系统的实现原理，从而掌握操作系统的概念和原理。
操作系统实验报告
篇一：操作系统实验报告完全版《计算机操作系统》实验报告班级：姓名：学号：实验一进程控制与描述一、实验目的通过对windows 2000编程，进一步熟悉操作系统的基本概念，较好地理解windows 2000的结构。
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 2000中进程的“一生”。
二、实验环境硬件环境：计算机一台，局域网环境；软件环境：windows 2000 professional、visual c++6.0企业版。
三、实验内容和步骤第一部分:程序1-1windows 2000 的gui 应用程序windows 2000 professional下的gui应用程序，使用visual c++编译器创建一个gui应用程序，代码中包括了winmain()方法，该方法gui类型的应用程序的标准入口点。
:: messagebox( null, “hello, windows 2000” , “greetings”,mb_ok) ;/* hinstance */ , /* hprevinstance */, /* lpcmdline */, /* ncmdshow */ )return(0) ; }在程序1-1的gui应用程序中，首先需要windows.h头文件，以便获得传送给winmain() 和messagebox() api函数的数据类型定义。
接着的pragma指令指示编译器/连接器找到user32.lib库文件并将其与产生的exe文件连接起来。
这样就可以运行简单的命令行命令cl msgbox.cpp来创建这一应用程序，如果没有pragma指令，则messagebox() api函数就成为未定义的了。
这一指令是visual studio c++ 编译器特有的。
接下来是winmain() 方法。
其中有四个由实际的低级入口点传递来的参数。
《计算机操作系统》实验指导书
《计算机操作系统》实验指导书（适合于计算机科学与技术专业）湖南工业大学计算机与通信学院二O一四年十月前言计算机操作系统是计算机科学与技术专业的主要专业基础课程，其实践性、应用性很强。
实践教学环节是必不可少的一个重要环节。
计算机操作系统的实验目的是加深对理论教学内容的理解和掌握，使学生较系统地掌握操作系统的基本原理，加深对操作系统基本方法的理解，加深对课堂知识的理解，为学生综合运用所学知识，在Linux环境下调用一些常用的函数编写功能较简单的程序来实现操作系统的基本方法、并在实践应用方面打下一定基础。
要求学生在实验指导教师的帮助下自行完成各个操作环节，并能实现且达到举一反三的目的，完成一个实验解决一类问题。
要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握所学内容，并能够用其分析、设计和解答类似问题；对此能够较好地理解和掌握，并且能够进行简单分析和判断；能够熟练使用Linux用户界面；掌握操作系统中进程的概念和控制方法；了解进程的并发，进程之间的通信方式，了解虚拟存储管理的基本思想。
同时培养学生进行分析问题、解决问题的能力；培养学生完成实验分析、实验方法、实验操作与测试、实验过程的观察、理解和归纳能力。
为了收到良好的实验效果，编写了这本实验指导书。
在指导书中，每一个实验均按照该课程实验大纲的要求编写，力求紧扣理论知识点、突出设计方法、明确设计思路，通过多种形式完成实验任务，最终引导学生有目的、有方向地完成实验任务，得出实验结果。
任课教师在实验前对实验任务进行一定的分析和讲解，要求学生按照每一个实验的具体要求提前完成准备工作，如：查找资料、设计程序、完成程序、写出预习报告等，做到有准备地上机。
进行实验时，指导教师应检查学生的预习情况，并对调试过程给予积极指导。
实验完毕后，学生应根据实验数据及结果，完成实验报告，由学习委员统一收齐后交指导教师审阅评定。
实验成绩考核：实验成绩占计算机操作系统课程总评成绩的20%。
指导教师每次实验对学生进行出勤考核，对实验效果作记录，并及时批改实验报告，综合评定每一次的实验成绩，在学期终了以平均成绩作为该生的实验成绩。
操作系统实验
操作系统实验操作系统实验是计算机科学与技术领域非常重要的一门实验课程。
通过操作系统实验，学生可以深入了解操作系统的基本原理和实践技巧，掌握操作系统的设计和开发方法。
本文将介绍操作系统实验的一般内容和实验室环境要求，并详细说明一些常见的操作系统实验内容。
一、实验内容1. 实验环境搭建：操作系统实验通常在实验室中进行。
为了完成实验，学生需要搭建一个操作系统实验环境。
实验环境通常由一个或多个计算机节点组成，每个计算机节点需要安装操作系统实验所需要的软件和驱动程序。
2. 操作系统整体结构分析：学生首先需要通过文献研究和课堂学习，了解操作系统的整体结构和基本原理。
在实验中，学生需要分析和理解操作系统的各个模块之间的功能和相互关系。
3. 进程管理实验：进程是操作系统中最基本的运行单位。
在这个实验中，学生可以通过编写程序并使用系统调用来实现进程的创建、销毁和调度。
学生需要熟悉进程状态转换和调度算法，理解进程间通信和同步机制。
4. 内存管理实验：内存管理是操作系统中非常重要的一个模块。
学生需要实现虚拟内存管理、页面置换算法以及内存分配和回收策略。
通过这个实验，学生可以深入了解虚拟内存管理的原理和实际应用。
5. 文件系统实验：文件系统是操作系统中负责管理文件和目录的模块。
在这个实验中，学生需要实现基本的文件系统功能，如文件的创建、读取和修改。
学生还可以实现进程间的文件共享和保护机制。
6. 设备管理实验：设备管理是操作系统中与硬件设备交互的一个重要模块。
在这个实验中，学生需要实现设备的初始化、打开和关闭功能。
学生还可以实现设备驱动程序，完成对硬件设备的控制。
二、实验室环境要求1. 计算机硬件：实验室需要配备一定数量的计算机节点。
每个计算机节点需要具备足够的计算能力和内存容量，以满足操作系统实验的要求。
2. 操作系统软件：实验室中的计算机节点需要安装操作系统软件，通常使用Linux或者Windows操作系统。
此外，还需要安装相关的开发工具和编程语言环境。
操作系统原理实验
操作系统原理实验一、实验目的本实验旨在通过实际操作，加深对操作系统原理的理解，掌握操作系统的基本功能和调度算法。
二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 虚拟机软件：VirtualBox3. 实验工具：C语言编译器（如gcc）、汇编语言编译器（如nasm）、调试器（如gdb）三、实验内容1. 实验一：进程管理在这个实验中，我们将学习如何创建和管理进程。
具体步骤如下：a) 创建一个C语言程序，实现一个简单的计算器功能。
该计算器能够进行基本的加减乘除运算。
b) 使用fork()系统调用创建一个子进程，并在子进程中执行计算器程序。
c) 使用wait()系统调用等待子进程的结束，并获取子进程的退出状态。
2. 实验二：内存管理在这个实验中，我们将学习如何进行内存管理。
具体步骤如下：a) 创建一个C语言程序，模拟内存分配和释放的过程。
该程序能够动态地分配和释放内存块。
b) 使用malloc()函数分配一块内存，并将其用于存储数据。
c) 使用free()函数释放已分配的内存块。
3. 实验三：文件系统在这个实验中，我们将学习如何进行文件系统的管理。
具体步骤如下：a) 创建一个C语言程序，实现一个简单的文件系统。
该文件系统能够进行文件的创建、读取、写入和删除操作。
b) 使用open()系统调用打开一个文件，并进行读取和写入操作。
c) 使用unlink()系统调用删除一个文件。
四、实验步骤1. 安装虚拟机软件VirtualBox，并创建一个虚拟机。
2. 在虚拟机中安装操作系统Windows 10。
3. 在Windows 10中安装C语言编译器、汇编语言编译器和调试器。
4. 根据实验内容，编写相应的C语言程序并保存。
5. 在命令行中使用gcc编译C语言程序，并生成可执行文件。
6. 运行可执行文件，观察程序的执行结果。
7. 根据实验要求，进行相应的操作和测试。
8. 完成实验后，整理实验报告，包括实验目的、实验环境、实验内容、实验步骤和实验结果等。
电大操作系统实验报告3_ 进程管理实验
电大操作系统实验报告3_ 进程管理实验电大操作系统实验报告 3 进程管理实验一、实验目的进程管理是操作系统的核心功能之一，本次实验的目的是通过实际操作和观察，深入理解进程的概念、状态转换、进程调度以及进程间的通信机制，掌握操作系统中进程管理的基本原理和方法，提高对操作系统的整体认识和实践能力。
二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10，编程语言为 C 语言，开发工具为 Visual Studio 2019。
三、实验内容及步骤（一）进程的创建与终止1、编写一个 C 程序，使用系统调用创建一个子进程。
2、在父进程和子进程中分别输出各自的进程 ID 和父进程 ID。
3、子进程执行一段简单的计算任务，父进程等待子进程结束后输出结束信息。
以下是实现上述功能的 C 程序代码：｀｀｀cinclude ＜stdioh>include ＜stdlibh>include ＜unistdh>int main(）｛pid_t pid;pid ＝ fork(）；if （pid ＜ 0) ｛printf(＂创建子进程失败\n"）；return 1;｝ else if （pid ＝＝ 0) ｛printf(＂子进程：我的进程 ID 是％d，父进程 ID 是％d\n"，getpid(）， getppid(））；int result ＝ 2 ＋ 3;printf(＂子进程计算结果：2 ＋ 3 ＝％d\n"， result)；exit(0)；｝ else ｛printf(＂父进程：我的进程 ID 是％d，子进程 ID 是％d\n"，getpid(）， pid)；wait(NULL)；printf(＂子进程已结束\n"）；｝return 0;｝｀｀｀编译并运行上述程序，可以观察到父进程和子进程的输出信息，验证了进程的创建和终止过程。
（二）进程的状态转换1、编写一个 C 程序，创建一个子进程，子进程进入睡眠状态一段时间，然后被唤醒并输出状态转换信息。
教务信息管理系统实验报告
教务信息管理系统实验报告一、引言本实验旨在设计和实现一个简单的教务信息管理系统，通过该系统实现学生信息的录入、查询和删除功能，并能够对学生信息进行统计和打印。
二、系统概述本系统采用C++语言和面向对象的设计思想，具有用户友好的界面和易于操作的功能。
主要包括学生类、教务信息类和系统界面类三个类。
学生类用于存储学生的基本信息，包括学号、姓名、性别、年龄等。
教务信息类用于对学生信息进行管理，包括学生信息的输入、查询、删除和统计等。
系统界面类负责与用户进行交互，显示菜单选项供用户选择。
三、系统功能1.学生信息录入：通过输入学生的学号、姓名、性别、年龄等基本信息，将学生信息保存到文件中。
2.学生信息查询：根据学生的学号查询学生的基本信息，如姓名、性别、年龄等。
3.学生信息删除：根据学生的学号将学生的基本信息从文件中删除。
4.学生信息统计：统计学生的人数、男女比例、平均年龄等统计信息，并显示在界面上。
5.学生信息打印：将学生信息以表格形式打印出来，方便教务工作人员查阅。
四、系统设计1. 学生类设计：学生类包含学号、姓名、性别、年龄等属性，以及相应的get和set方法。
2.教务信息类设计：教务信息类包含学生信息的录入、查询、删除和统计等功能。
其中，学生信息的录入功能通过键盘输入学生的基本信息，并将其保存到文件中；查询功能通过输入学生的学号从文件中读取学生的基本信息并显示在界面上；删除功能通过输入学生的学号将学生的基本信息从文件中删除；统计功能通过读取文件中的学生信息进行统计并将结果显示在界面上。
3.系统界面设计：系统界面类负责显示菜单选项供用户选择，并根据用户的选择调用相应的功能。
五、系统实现1.学生类的实现：通过定义私有成员变量和公共成员函数的方式实现学生类。
其中，私有成员变量用于存储学生的基本信息，公共成员函数用于设置学生信息和获取学生信息。
2.教务信息类的实现：通过定义录入、查询、删除和统计等成员函数的方式实现教务信息类。
操作系统实验fork（）
并发程序设计【实验目的】：掌握在程序中创建新进程的方法，观察并理解多道程序并发执行的现象。
【实验原理】：fork():建立子进程。
子进程得到父进程地址空间的一个复制。
返回值：成功时，该函数被调用一次，但返回两次，fork（）对子进程返回0，对父进程返回子进程标识符（非0值）。
不成功时对父进程返回-1，没有子进程。
【实验内容】：首先分析一下程序运行时其输出结果有哪几种可能性，然后实际调试该程序观察其实际输出情况，比较两者的差异，分析其中的原因。
void main (void){ int x=5;if( fork(()){x+=30;printf (“%d\n”,x);}elseprintf(“%d\n”,x);printf((“%d\n”,x);}【实验要求】：每个同学必须独立完成本实验、提交实验报告、源程序和可执行程序。
实验报告中必须包含预计的实验结果，关键代码的分析，调试记录，实际的实验结果，实验结果分析等内容。
一．源程序1.1程序．#include<stdio.h>#include<sys/types.h>//pid_t类型的定义#include<unistd.h>//函数fork().getpid()定义void main (void){int x=5;if( fork( ) ){x+=30;printf ("%d\n",x);}elseprintf("%d\n",x);printf("%d\n",x);}1.2预测结果：(1)553535(2)353555(3)535535(4)535355(5)355355(6)355535(7)35351.3实际结果：administrator@ubuntu:~/yanhong$ cc 1.cadministrator@ubuntu:~/yanhong$ ./a.out353555administrator@ubuntu:~/yanhong$ cc 1.cadministrator@ubuntu:~/yanhong$ ./a.out5535351.4结果分析：结果表明，子进程先执行还是父进程先执行是不确定的。
操作系统实验报告(2)
计算机实验报告(2)操作系统部分一、基本要求和内容1.了解操作系统的基本功能.2.认识WINDOWS桌面的各部分组成,掌握基本的桌面操作.3.掌握各种基本操作对象的操作方法.4.学会使用WINDOWS帮助.5.了解基本的DOS命令和基本的命令行操作方法.6.熟练掌握文件操作方法.7.掌握对图标的操作方法(移动/拖曳/单击/双击/右击等等).8.熟悉资源管理器窗口和”我的电脑”(“计算机”)窗口.9.掌握启动控制面板的方法，了解控制面板的主要功能，掌握使用控制面板对软硬件进行设置的方法。
10.掌握“运行”对话框的使用方法。
11.了解“任务管理器”的简单使用方法。
12.熟悉“画图”“记事本”“计算器”“写字板”等常用应用程序。
13.开始POWERPOINT的基本使用.二、通过上机实验解决下列问题1. CTRL+ALT+DEL 组合键的功能是:打开【任务管理器】窗口2．全角和半角的区别是：半角是一个字符，全角是两个字符3. CTRL+A组合键的功能是:全部选中CTRL+C组合键的功能是:复制CTRL+V组合键的功能是:粘贴CTRL+X组合键的功能是:剪切CTRL+Z组合键的功能是: 撤销ALT+PRINTSCREEN组合键的功能是:复制当前窗口、对话框或其他对象到剪贴板中任务栏隐藏时通过什么组合键可以看到任务栏：Ctrl+Alt+Del进行窗口切换的组合键是:ALT+Tab4.“画图”应用程序默认保存文件类型是:*.png“记事本”应用程序默认保存文件类型是: *.txt.DOC是什么文件类型Word文档.EXE是什么文件类型可执行文件（程序文件）5.鼠标的基本操作方法包括:指向、单击、双击和拖动鼠标指针附近有漏沙钟表示当前的状态是: 沙漏是等待，因为程序先是从硬盘上读取，然后再到内存，芯片在其期间进行运算，再没真正的打开程序时，系统认为它没正真的启动6．资源管理器左下角窗格(即”文件夹”窗口)显示的是:系统中的所有资源以分层树型的结构显示出来7．一般情况下,对文件进行重命名时,不应该修改文件的扩展名,因为: 如果修改了后缀名则会导致文件属性更改，文件无法打开8．文件的属性主要包括哪些:“只读”、“存档”、“隐藏”9．选择多个连续的文件可以采用哪些方法:使用鼠标先选定第一个文件或文件夹，然后按住Shift键，用鼠标单击最后一个文件或文件夹，这样在第一个对象和最后一个对象之间的所有文件或文件夹将全部被选中，包括第一个和最后一个文件或文件夹。
调节功能调试报告
调节功能调试报告1. 引言调节功能是指通过对某个系统的参数进行适当的调整，以实现系统在不同工作条件下的最佳性能。
本文将介绍调节功能的概念，并介绍如何进行调试和优化。
2. 调节功能的定义调节功能是指通过改变系统的输入或参数，使系统的输出能够更好地适应不同的工作条件。
调节功能可以应用于各种领域，如自动控制系统、机械工程、化学工程等。
3. 调节功能的原理调节功能的原理是通过对系统的输入或参数进行调整，使系统的输出达到期望的目标。
调节功能通常包括以下步骤：3.1 确定目标在开始调节功能之前，需要明确系统的目标是什么。
例如，对于一个温度控制系统，目标可能是将温度控制在一定范围内。
3.2 收集数据收集系统的输入和输出数据，以便分析系统的行为。
这些数据可以通过实验、观测或模拟获得。
3.3 分析数据通过对收集的数据进行分析，可以了解系统的特性和行为。
例如，可以计算系统的响应时间、稳定性等指标。
3.4 设计调节器根据系统的特性和目标，设计合适的调节器。
调节器可以是一个控制算法、一个机械装置或其他形式的调节器。
3.5 调试和优化将设计好的调节器应用于系统中，并进行调试和优化。
调试的过程中，可以根据系统的响应调整调节器的参数，以达到最佳的性能。
4. 调节功能的应用调节功能可以应用于各种领域。
以下是一些常见的应用案例：4.1 温度调节温度调节是调节功能的一个常见应用。
例如，在一个温室中，可以通过调整供暖系统的参数，使温室的温度保持在一个合适的范围内。
4.2 速度调节速度调节是调节功能的另一个常见应用。
例如，在一个电动汽车中，可以通过调整电机的输入电压和频率，控制汽车的速度。
4.3 液位调节液位调节是调节功能在化学工程中的一个重要应用。
例如，在一个化工生产过程中，可以通过调整供料流量和排出流量，控制液体的液位。
5. 总结通过本文的介绍，我们了解了调节功能的概念和原理，并学习了如何进行调试和优化。
调节功能在各种领域中都有广泛的应用，对于优化系统的性能非常重要。
pintos Lab2 实验报告
华东师范大学软件学院实验报告实验课程：操作系统实践年级：大二实验成绩：实验名称：Pintos-User Programs 姓名：实验编号：学号：实验日期：2018/12/27指导教师：组号：实验时间：4学时一、实验目的当前, 我们已经完成了pintos 的第一部分（熟悉了其基础结构和线程包）, 现在是开始处理系统中允许运行用户程序的部分的时候了。
基本代码已经支持加载和运行用户程序, 但不能加载和运行或交互性。
在此项目中, 我们将使程序能够通过系统调用与操作系统进行交互。
我们将在"userprog" 目录中进行工作, 但我们也将与pintos 的几乎所有其他部分进行交互。
具体目的如下：（1）了解Pintos操作系统的功能流程及内核的软件工程结构。
（2）通过Pintos操作系统内核的剖析，了解现有Pintos操作系统在处理用户程序方面中存在的参数传递问题，有效解决其参数传递的问题。
（3）通过Pintos内核剖析，了解其中断处理的机制，学会操作系统中断功能的编写方法。
（4）了解现有Pintos操作系统的系统调用功能，根据其中断机制，完善系统调用功能，使Pintos系统具有处理用户中断请求的功能。
（5）通过Pintos内核剖析，解决现有Pintos操作系统中存在的进程终止时缺少终端提示的问题。
（6）通过Pintos内核剖析，解决现有Pintos操作系统中存在的运行文件禁止写操作的问题。
二、实验内容与实验步骤实验内容如下：（1）在分析内核的基础上，对Pintos操作系统的参数传递问题提出有效的策略，设计算法，分步跟踪和调试，通过实践，有效解决参数传递问题，并对实验结果进行分析。
（2）通过Pintos操作系统内核的剖析，了解其中断处理的机制，在此基础上，完善Pintos的系统调用功能，设计算法，分步跟踪和调试，通过测试分析完善的系统调用功能。
（3）在分析内核的基础上，对现有Pintos操作系统进行完善，增加进程终止的终端提示功能，设计算法，分步跟踪和调试，通过实践，验证终端提示功的有效性。
系统功能调用实验
西安电子科技大学计算机学院实验报告题目：Linux 系统调用的实现班级：姓名：学号：一、理论分析1.系统调用就是用户程序和硬件设备之间的桥梁。
用户程序在需要的时候，通过系统调用来使用硬件设备。
系统调用的存在，有以下重要的意义：用户程序通过系统调用来使用硬件，而不用关心具体的硬件设备，从而大大简化了用户程序的开发。
比如：用户程序通过write()系统调用就可以将数据写入文件，而不必关心文件是在磁盘上还是软盘上，或者其他存储上；系统调用使得用户程序有更好的可移植性。
只要操作系统提供的系统调用接口相同，用户程序就可在不用修改的情况下，从一个系统迁移到另一个操作系统；系统调用使得内核能更好的管理用户程序，增强了系统的稳定性。
因为系统调用是内核实现的，内核通过系统调用来控制开放什么功能及什么权限给用户程序。
这样可以避免用户程序不正确的使用硬件设备，从而造成破坏；系统调用有效的分离了用户程序和内核的开发。
用户程序只需关心系统调用API，通过这些 API 来开发自己的应用，不用关心 API 的具体实现。
内核则只要关心系统调用 API 的实现，而不必管它们是被如何调用的。
简言之，用户程序，系统调用，内核，硬件设备的调用关系如下图：2.Linux 系统调用基本原理：对于 Linux 系统调用的理解我们需要清楚以下两点： l 系统调用的函数名称转换; l 系统调用的参数传递。
首先看第一个问题。
实际上，Linux 中每个系统调用都有相应的系统调用号作为唯一的标识，内核维护一张系统调用表sys_call_table，表中的元素是系统调用函数的起始地址，而系统调用号就是系统调用在调用表的偏移量。
在 x86 上，系统调用号是通过 eax 寄存器传递给内核的。
通知内核的机制靠软件中断实现。
首先，用户程序为系统调用设置参数。
其中一个参数是系统调用编号。
参数设置完成后，程序执行“系统调用”指令。
x86 系统上的软中断由 int 0x80 产生。
操作系统课内实验报告
.. 西安交通大学实验报告操作系统实验报告2130505133计算机36班操作系统实验实验一：用户接口实验实验目的1)理解面向操作命令的接口Shell。
2)学会简单的shell编码。
3)理解操作系统调用的运行机制。
4)掌握创建系统调用的方法。
操作系统给用户提供了命令接口和程序接口（系统调用）两种操作方式。
用户接口实验也因此而分为两大部分。
首先要熟悉Linux的基本操作命令，并在此基础上学会简单的shell 编程方法。
然后通过想Linux内核添加一个自己设计的系统调用，来理解系统调用的实现方法和运行机制。
在本次实验中，最具有吸引力的地方是：通过内核编译，将一组源代码变成操作系统的内核，并由此重新引导系统，这对我们初步了解操作系统的生成过程极为有利。
实验内容1)控制台命令接口实验该实验是通过“几种操作系统的控制台命令”、“终端处理程序”、“命令解释程序”和“Linux操作系统的bash”来让实验者理解面向操作命令的接口shell和进行简单的shell编程。
➢查看bash版本。
在shell 提示符下输入：$echo $BASH_VERSION我们的版本是4.3.42(1)-release（2）建立bash 脚本，输出Hello word在编辑器中输入以下内容#!/bin/bashecho Hello World!执行脚本使用指令：$./script➢编写bash脚本，统计/my目录下c语言文件的个数通过bash 脚本，可以有多种方式实现这个功能，而使用函数是其中个一个选择。
在使用函数之前，必须先定义函数。
进入自己的工作目录，编写名为count 的文件脚本程序：#! /bin/bashfunction count{echo –n " Number of matches for $1: " #接收程序的第一个参数ls $1|wc –l #对子程序的第一个参数所在的目录进行操作}将count 文件复制到当前目录下，然后在当前目录下建立文件夹，在my 目录下建立几个c 文件,以便用来进行测试2)系统调用实验该实验是通过实验者对“Linux操作系统的系统调用机制”的进一步了解来理解操作系统调用的运行机制；同时通过“自己创建一个系统调用mycall（）”和“编程调用自己创建的系统调用”进一步掌握创建和调用系统调用的方法。
操作系统实验报告三
操作系统实验报告三一、实验目的本次操作系统实验的目的在于深入了解操作系统的进程管理、内存管理和文件系统等核心功能，通过实际操作和观察，增强对操作系统原理的理解和掌握，提高解决实际问题的能力。
二、实验环境本次实验在 Windows 10 操作系统环境下进行，使用了 Visual Studio 2019 作为编程工具，并借助了相关的操作系统模拟软件和调试工具。
三、实验内容与步骤（一）进程管理实验1、创建多个进程使用 C+＋语言编写程序，通过调用系统函数创建多个进程。
观察每个进程的运行状态和资源占用情况。
2、进程同步与互斥设计一个生产者消费者问题的程序，使用信号量来实现进程之间的同步与互斥。
分析在不同并发情况下程序的执行结果，理解进程同步的重要性。
（二）内存管理实验1、内存分配与回收实现一个简单的内存分配算法，如首次适应算法、最佳适应算法或最坏适应算法。
模拟内存的分配和回收过程，观察内存的使用情况和碎片产生的情况。
2、虚拟内存管理了解 Windows 操作系统的虚拟内存机制，通过查看系统性能监视器观察虚拟内存的使用情况。
编写程序来模拟虚拟内存的页面置换算法，如先进先出（FIFO）算法、最近最少使用（LRU）算法等。
（三）文件系统实验1、文件操作使用 C+＋语言对文件进行创建、读写、删除等操作。
观察文件在磁盘上的存储方式和文件目录的结构。
2、文件系统性能测试对不同大小和类型的文件进行读写操作，测量文件系统的读写性能。
分析影响文件系统性能的因素，如磁盘碎片、缓存机制等。
四、实验结果与分析（一）进程管理实验结果1、创建多个进程在创建多个进程的实验中，通过任务管理器可以观察到每个进程都有独立的进程 ID、CPU 使用率、内存占用等信息。
多个进程可以并发执行，提高了系统的资源利用率。
2、进程同步与互斥在生产者消费者问题的实验中，当使用正确的信号量机制时，生产者和消费者能够协调工作，不会出现数据不一致或死锁的情况。
debug 命令使用祥解
debug 命令使用祥解前段时间我在学习汇编语言，发现这语言不是太难学，他里面的算法思想和高级语言都是一样的，我在学这个之前学过c++ ,所以我才这样说的，学习一门语言固然重要，但是学会使用你所用的平台去调试也很重要，下面这个实验是我们现在正在上的接口原理实验，debug命令使用都是我们教员自己总结的，感觉很好，所以就发过来供大家分享。
实验1 DEBUG调试命令练习一、实验目的1、熟悉DEBUG调试程序的常用命令；2、掌握利用DEBUG命令查看和修改CPU中寄存器及内存单元内容的方法；3、学会汇编、反汇编、运行和调试简单程序段的方法。
二、实验内容和步骤1、Debug程序的启动方法1：键入debug后回车只是装入Debug程序，并没指定要调试程序；方法2：相继装入Debug程序和要调试的程序格式：[路径] debug filename屏幕上出现提示符“-”注意：filename必须是可执行文件，要带扩展名exe2、Debug程序的退出在提示符“-”后输入“Q”回车即可。
3、D命令功能：显示数据段中指定单元或单元块的内容。
【例1】D1000↙结果显示128（80H）个字节的内容，一行16个字节，共8行。
其中每一行的第一列是数据段段寄存器DS的当前值，第二列是每一行的第一个字节在段中的偏移量，中间是16个单元的内容（十六进制），单元地址依次加1。
最右边是该单元内容（十六进制形式的ASCII码）所对应的字符。
【例2】D DS：1000↙结果显示和上例相同，因此在没有定义具体的数据段时，可以省略DS。
【例3】D 1234：1000↙结果显示数据段中以1234H为段地址、偏移量从1000H开始的128个单元的内容。
该例定义了显示范围，显示结果的段地址不一定是段寄存器DS中的当前内容，而是一个指定的段地址。
【例4】D 1234：1000 100F↙结果显示数据段中以1234H为段地址、偏移量从1000H开始到100FH结束的16个单元的内容。
子程序调用实验报告
一、实验目的1. 理解子程序的概念和作用。
2. 掌握子程序的编写和调用方法。
3. 学习子程序在程序设计中的应用。
二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编译器：Visual Studio 20193. 编程语言：C++三、实验内容本次实验主要涉及子程序的编写、调用以及调试。
以下为实验步骤：1. 编写一个简单的子程序，实现两个整数的加法运算。
2. 在主程序中调用该子程序，并输出结果。
3. 对子程序进行调试，确保其功能正确。
四、实验步骤1. 打开Visual Studio 2019，创建一个C++项目。
2. 在项目中创建一个新的源文件，命名为“main.cpp”。
3. 在“main.cpp”文件中编写以下代码：```cpp#include <iostream>// 定义子程序，实现两个整数的加法运算int add(int a, int b) {return a + b;}int main() {int num1 = 10;int num2 = 20;int result;// 调用子程序，计算两个整数的和result = add(num1, num2);// 输出结果std::cout << "The sum of " << num1 << " and " << num2 << " is: " << result << std::endl;return 0;}```4. 保存文件，并编译程序。
如果出现错误，检查代码并进行修正。
5. 运行程序，观察输出结果。
五、实验结果与分析1. 编译并运行程序，输出结果为：The sum of 10 and 20 is: 30。
2. 通过本次实验，我们了解了子程序的概念和作用。
子程序可以封装特定的功能，使得主程序更加简洁易读。
计算机操作系统实验指导linux版王红玲源码
计算机操作系统实验指导linux版王红玲源码计算机操作系统实验指导（Linux版）导言：计算机操作系统是计算机系统中最重要的软件之一，负责管理计算机系统的硬件和软件资源，并为用户提供良好的使用环境。
为了帮助学生更好地理解操作系统的原理和实现，我们开设计算机操作系统实验课程，并提供一份针对Linux操作系统的实验指导。
本实验指导旨在帮助学生通过实际编程来探索和理解操作系统的原理和实现方式。
通过完成本实验，学生将能够熟悉Linux操作系统的基本功能和原理，并学会使用Linux的命令行界面和Shell编程。
同时，本实验还将引导学生通过源代码的阅读和分析，深入理解操作系统内部的工作原理。
实验一：Linux环境搭建在开始实验之前，我们首先需要搭建一个适合的Linux开发环境。
学生可以选择在个人电脑上安装Linux发行版，如Ubuntu或Fedora，也可以使用虚拟机软件，如VirtualBox或VMware，在Windows或Mac OS上安装Linux虚拟机。
实验二：Linux基本操作和Shell编程在本实验中，学生将通过完成一系列实际任务来熟悉Linux的基本操作和Shell编程。
任务包括使用命令行界面进行文件和目录操作、执行Shell脚本、配置系统环境等。
学生需要按照指导完成每个任务，并理解每个任务的目的和原理。
实验三：Linux系统调用和进程管理在本实验中，学生将学习和实现Linux系统调用和进程管理的功能。
学生需要阅读和分析Linux内核源代码中与系统调用和进程管理相关的部分，并完成一系列与之相关的实验任务。
任务包括编写和调试系统调用、创建和管理进程、实现进程间通信等。
实验四：Linux内存管理和文件系统在本实验中，学生将学习和实现Linux内存管理和文件系统的功能。
学生需要阅读和分析Linux内核源代码中与内存管理和文件系统相关的部分，并完成一系列与之相关的实验任务。
任务包括实现内存分配算法、设计和实现文件系统、调试和优化内存和文件系统的性能等。
Linux操作系统实验指导书
Linux操作系统实验指导书Linux操作系统实验指导书计算机科学与技术学院技术科学与技术系实验⼀Linux系统安装与简单配置⼀、实验⽬的1.掌握虚拟机的配置过程。
2.掌握Linux系统的安装过程和简单配置⽅法。
3.掌握Linux系统的启动、关闭步骤。
⼆、实验内容1.安装并使⽤虚拟机（如Sun Virtualbox ver 3.06）。
2.在虚拟机上安装Linux系统（如红旗Linux桌⾯版4.0）。
3.配置Linux系统运⾏环境。
4.正确地启动、关闭系统。
三、主要实验步骤1．安装虚拟机软件（例如Sun Virtualbox ver 3.06），下图为安装好Virtualbox且运⾏成功的界⾯。
2．在Virtualbox虚拟机中新建虚拟电脑1）点击“新建”图标，就会弹出“欢迎使⽤新建虚拟电脑向导”，点击“下⼀步”图标，在下图中的对话框中填写虚拟电脑的名称，例如“myredf”，并选择操作系统类型，点击“下⼀步”图标2）接着设置内存⼤⼩，例如下图所⽰，点击“下⼀步”图标3）接着设置虚拟硬盘⼤⼩，点击“下⼀步”图标拟硬盘类型”，如下图所⽰，且点击“下⼀步”图标5）在“虚拟硬盘所在位置和空间⼤⼩”对话框中，点击“下⼀步”图标，然后出现“摘要”对话框，点击“完成”图标，6）再次点击“完成”图标，出现下图所⽰的虚拟机界⾯：7)接着为虚拟机myredf配置虚拟光驱，点击设置图标，出现下⾯的界⾯：8）在光驱栏⽬中，选择分配光驱，再选择虚拟光盘，接着点击右边的⽂件夹图标，在弹出的虚拟介质管理器对话框中，注册红旗Linux的安装光盘映象⽂件（例如redflag.iso），然后点击确定，就会出现如下的界⾯：9）在虚拟机主界⾯中，点击“开始”图标，启动虚拟机myredf的运⾏，就会出现如下的界⾯：10）接着，就按照课本中的关于红旗Linux的安装步骤，⼀步⼀步地进⾏配置和安装Linux。
3．安装成功Linux之后，再按照课本中的步骤进⾏登录和退出系统以及进⾏⼀些简单的配置⼯作。
系统调用实验报告
系统调用实验报告系统调用实验报告一、引言计算机操作系统是现代计算机系统的核心组成部分，它负责管理和协调计算机硬件和软件资源，为用户提供良好的使用环境。
在操作系统中，系统调用是用户程序与操作系统之间进行交互的关键接口。
二、实验目的本实验旨在深入理解系统调用的概念和原理，通过编写和调用系统调用接口，掌握系统调用的使用方法和注意事项。
三、实验环境本实验使用Linux操作系统，并借助C语言编写相关程序。
四、实验过程1. 系统调用的概念系统调用是操作系统提供给用户程序的一组函数接口，通过这些接口，用户程序可以向操作系统请求服务和资源。
系统调用可以分为进程控制、文件操作、设备管理、通信等多个类别，每个系统调用都有一个唯一的标识符和一组参数。
2. 系统调用的使用方法为了使用系统调用，我们需要包含相应的头文件，并通过系统调用号来调用对应的函数。
例如，要打开一个文件，可以使用open()系统调用，其原型为：```cint open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);```其中，pathname是文件路径，flags是打开方式，mode是权限设置。
通过调用open()函数，我们可以获取一个文件描述符，用于后续的文件操作。
3. 系统调用的注意事项在使用系统调用时，需要注意以下几点：- 参数传递：系统调用的参数传递通常使用寄存器或栈来完成，具体传递方式与操作系统和硬件平台相关。
- 错误处理：系统调用可能会返回错误码，表示调用失败。
因此，在调用系统调用后，需要检查返回值并进行相应的错误处理。
- 安全性：系统调用是操作系统提供的特权接口，用户程序需要通过操作系统的访问控制机制来确保系统调用的安全性。
五、实验结果通过编写和调用系统调用接口，我们可以实现各种功能，如文件读写、进程创建和管理、网络通信等。
这些功能可以大大扩展用户程序的能力，提高系统的灵活性和可扩展性。
六、实验总结系统调用是操作系统与用户程序之间的重要接口，它为用户程序提供了访问操作系统服务和资源的途径。
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西安电子科技大学
计算机学院
实
验
报
告
题目：Linux 系统调用的实现
班级：
姓名：
学号：
一、理论分析
1.系统调用就是用户程序和硬件设备之间的桥梁。
用户程序在需要的时候，通过系统调用来使用硬件设备。
系统调用的存在，有以下重要的意义：用户程序通过系统调用来使用硬件，而不用关心具体的硬件设备，从而大大简化了用户程序的开发。
比如：用户程序通过write()系统调用就可以将数据写入文件，而不必关心文件是在磁盘上还是软盘上，或者其他存储上；系统调用使得用户程序有更好的可移植性。
只要操作系统提供的系统调用接口相同，用户程序就可在不用修改的情况下，从一个系统迁移到另一个操作系统；系统调用使得内核能更好的管理用户程序，增强了系统的稳定性。
因为系统调用是内核实现的，内核通过系统调用来控制开放什么功能及什么权限给用户程序。
这样可以避免用户程序不正确的使用硬件设备，从而造成破坏；系统调用有效的分离了用户程序和内核的开发。
用户程序只需关心系统调用API，通过这些 API 来开发自己的应用，不用关心 API 的具体实现。
内核则只要关心系统调用 API 的实现，而不必管它们是被如何调用的。
简言之，用户程序，系统调用，内核，硬件设备的调用关系如下图：
2.Linux 系统调用基本原理：对于 Linux 系统调用的理解我们需要清楚以下两点： l 系统调用的函数名称转换; l 系统调用的参数传递。
首先看第一个问题。
实际上，Linux 中
每个系统调用都有相应的系统调用号作为唯一的标识，内核维护一张系统调用表
sys_call_table，表中的元素是系统调用函数的起始地址，而系统调用号就是系统调用在调用表的偏移量。
在 x86 上，系统调用号是通过 eax 寄存器传递给内核的。
通知内核的机制靠软件中断实现。
首先，用户程序为系统调用设置参数。
其中一个参数是系统调用编号。
参数设置完成后，程序执行“系统调用”指令。
x86 系统上的软中断由 int 0x80 产生。
这个指令会导致一个异常：产生一个事件，这个事件会致使处理器切换到内核态并跳转到一个新的地址，并开始执行那里的异常处理程序。
此时的异常处理程序实际上就是系统调用处理程序。
它与硬件体系结构紧密相关。
新地址的指令会保存程序的状态，计算出应该调用哪个系统调用，调用内核中实现那个系统调用的函数。
从系统分析的角度，Linux 的系统调用涉及 3 个方面的问题。
（1）响应函数 sys_xxx 响应函数名以“sys_”开头，后跟该系统调用的名字。
例如：系统调用 fork()的响应函数是 sys_fork()。
（2）系统调用表与系统调用号：数组与下标文件 include/asm/unisted.h 为每个系统调用规定了唯一的编号。
系统调用表 sys_call_table 记录了各 sys_name 函数在表中的位置。
有了这张表，就很容易根据特定系统调用在表中的偏移量，找到对应的系统调用响应函数的入口地址。
系统调用号相当关键，一旦分配就不能再有任何变更，否则编译好的应用程序就会崩溃。
Linux 有一个“未实现”系统调用 sys_ni_syscall()，它除了返回 ENOSYS 外不做任何其他工作，这个错误号就是专门针对无效的系统调用而设的。
（3）int 0x80 中断过程宏定义_syscallN()（见 include/asm/unisted.h)用于系统调用的格式转换和参数的传递。
N 取 0~5 之间的整数。
参数个数为 N 的系统调用由_syscallN()负责格式转换和参数传递。
系统调用号放入 eax 寄存器，启动 int 0x80 后，规定返回值送 eax 寄存器。
二、设计与实现
（1）内核源代码的下载：使用命令下载 #apt-get install linux-source，下载的源码在/usr/src/目录下。
解压缩：下载的源码为 bz2 格式的压缩包，因此需要首先进行解码。
#tar -xjvf 压缩包名
（2）代码的修改：添加一个系统功能调用，需要修改如下几处代码： 1）打开
/usr/src/linux-source-3.2.0/kernel/sys.c 在后添加我自己定义的函数，如下：
2）打开/usr/src/linux-source-3.2.0/arch/x86/kernel/syscall_table_32.S 添加一行，并记住其位置（编号）。
.long sys_mycall 使用 223 号，因为这个调用号目前已被废弃。
如下：
3）打开/usr/src/linux-source-3.2.0/arch/x86/include/asm/unistd_32.h 在合适的位置（根据上面的编号）添加一行： #define __NR_mycall N /*N 为上面的编号*/
（3）内核的编译：先安装环境，执行命令： #apt-get install build-essential kernel-package libncurses5-dev fakeroot 编译步骤如下： 1）进入源代码目录：#cd /usr/src/linux-source-3.2.0 inux-source-3.2.0 为源码目录名。
2）清理以前编译留下的临时文件， #make mrproper 3）使用 make localmodconfig 自动精简内核#make localmodconfig 4）开始编译 #make-kpkg clean #fakeroot make-kpkg
--initrd --append-to-version=-xidian kernel_image 编译过程会持续很长时间。
（4）安装内核：编译好的内核在上一层目录，执行命令： #cd .. #dpkg -i linux-image-3.2.39-xidian_3.2.39-xidian-10.00.Custom_i386.deb
linux-image-3.2.39-xidian_3.2.39-xidian-10.00.Custom_i386.deb 是编译后的安装文件名。
（5）重启验证内核 #reboot 重启后打开终端输入 #uname -r 查看版本号，内核替换成功。
三、实验结果
测试：编写如下程序：
编译并运行：
输出了200，证明实验成功。
四、心得与收获
Linux 中每个系统调用都有相应的系统调用号作为唯一的标识，内核维护一张系统调用表syscall_table_32.S。
文件 unisted.h 为每个系统调用规定了唯一的编号。
文件sys.c 定义了每个系统函数的内容。
在这个实验中，我们只需要将这3个文件的相应内容增加与改变，并编译给系统。
然后我们只要在c源代码中include相应的系统包，就可以调用我们自己定义的系统函数。