操作系统第一次与第二次实验报告

实验报告

实验1 Linux基本环境

1、实验目的

（1）熟悉Linux下的基本操作，学会使用各种Shell命令去操作Linux，对Linux 有一个感性认识。

（2）学会使用vi编辑器编简单的C语言程序，并能对其编译和调试。

2、实验内容

（1）以root用户身份登陆，并使用“ls”,“cat”“cd”等命令来实现基本的文件操作并观察Linux文件系统的特点；

（2）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、实验结果

（1） a.输入“ls”后，vi编辑器显示主文件夹下的所有文件及目录名。使用dir 查看当前目录内容。

b.输入“cat”后，会显示文件：cat 文件名建立文件：cat >文件名，

ctrl+d结束输入。

c.输入“cd”，改变当前目录，cd ..回到上层目录，cd /回到根目录。（2） a.在命令行键入vi filename.c 然后回车。

b.按一下键盘上的I键（insert），进入编辑模式。(a与i是相同的用法)

c.当文件编辑完后，按Esc 键；输入:wq) ,保存退出。

d.对刚才编写的程序进行编译。编译的命令是：gcc filenam

e.c

e.最后运行程序，命令式：./a.out

4、实验总结

通过做本次实验，我熟悉了Linux环境下的基本操作，学会使用各种命令去操作Linux，也学会使用vi编辑器编辑简单的程序，并能对其编译

和调试。了解并掌握了对vi编辑器的一些基本使用方法等。可能由于初次接触Linux环境，所以刚开始编程时出现了许多错误，但我及时找同学或老师来帮忙，解决我的问题，这些错误能够让我更清楚地了解自己对哪些知识掌握的不够透彻，让自己对知识掌握的更牢固。

实验2 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）分析进程竞争资源现象，学习解决进程互斥的方法。

（4）了解Linux系统中进程通信的基本原理。

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

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。

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）①编写一段程序，使其现实进程的软中断通信。

要求：使用系统调用fork()创建两个子进程，再用系统调用signal()

让父进程捕捉键盘上来的中断信号（即按DEL键）；当捕捉到中断信号

后，父进程用系统调用Kill()向两个子进程发出信号，子进程捕捉到信

号后分别输出下列信息后终止：

Child Processll is Killed by Parent!

Child Processl2 is Killed by Parent!

父进程等待两个子进程终止后，输出如下的信息后终止

Parent Process is Killed!

②在上面的程序中增加语句signal (SIGNAL, SIG-IGN) 和signal

(SIGQUIT, SIG-IGN), 观察执行结果，并分析原因。

（4）进程的管道通信

编制一段程序，实现进程的管理通信。

使用系统调用pipe()建立一条管道线；两个子进程P1和P2 分别向管道

中写一句话：

Child 1 is sending a message!

Child 2 is sending a message!

而父进程则从管道中读出来自于两个子进程的信息，显示在屏幕上。

要求父进程先接收子进程P1发来的消息，然后再接收子进程P2发来的

消息。

3、实验结果

（1）bca(有时会出现bac)

分析：从进程执行并发来看，输出bac,acb等情况都有可能。

原因：fork()创建进程所需的时间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，所以会出现上述结果。

（2）child….

son…

daughter…

daughter…

或child

…son

…child

…son

…daughter

有时会出现child... son... daughter...

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，输出字符串的顺序和先

后随着执行的不同而发生变化。这与打印单字符的结果相同。

如果在程序中使用调用lockf()来给每一个子进程加锁之后出现的情况：

大致与未上锁的输出结果相同，也是随着执行时间不同，输出结果的顺

序有所不同。

分析：因为上述程序执行时，不同进程之间不存在共享临界资源（其中打印机的互斥性已有由操作系统保证）问题，所以，加锁与不加

锁效果相同。

（3）child process2 is killed by parent!

parent process is killed!

分析：由于stop函数和waiting函数共同作用。保证了parent process is killed！一定在child process1 is killed by parent!

child process2 is killed by parent！之后出现。

当增加语句signal (SIGNAL, SIG-IGN) 和signal (SIGQUIT,SIG-IGN ) parent process is killed!然后程序处于保持阻塞状态。

分析：由于忽略了中断与退出信号，程序会一直保持阻塞状态而无法退出。

（4）延迟5秒后显示:

child1 process is sending message!

再延迟5秒:

child2 process is sending message!

分析：程序通过sleep（）函数使当前的进程自我阻塞，而在阻塞过程中没有运行其他进程是因为通过lockf（）进行了锁定，从而实

现进程的互斥。

4、实验总结