操作系统_实验四信号机制实验
操作系统进程控制实验报告
操作系统进程控制实验报告硬件环境：处理器：Intel(R) Core(TM) i5-3210M CPU @2.50GHz 2.50GHz安装内存：4.00GB系统类型：64位操作系统软件环境：Linux系统一、实验目的加深对于进程并发执行概念的理解。
实践并发进程的创建和控制方法。
观察和体验进程的动态特性。
进一步理解进程生命期期间创建、变换、撤销状态变换的过程。
掌握进程控制的方法，了解父子进程间的控制和协作关系。
练习Linux系统中进程创建与控制有关的系统调用的编程和调试技术。
二、实验步骤（1）分析实例实验（2）进行独立实验（3）思考并完成实验报告实验截图：思考：说明它们反映出操作系统教材中进程及处理机管理一节讲解的进程的哪些特征和功能？在真实的操作系统中它是怎样实现和反映出教材中讲解的进程的生命期、进程的实体和进程状态控制的。
你对于进程概念和并发概念有哪些新的理解和认识？子进程是如何创建和执行新程序的？信号的机理是什么？怎样利用信号实现进程控制？根据实验程序、调试过程和结果分析写出实验报告。
1.进程的概念：进程不仅是一段程序代码，还包括当前活动(通过程序计数器和寄存器中的内容来表示)，另外，进程还包括进程堆栈段，和数据段等。
2.并发概念：是指进程之间交替并发执行3.进程通过系统调用fork（）函数创建子进程，子进程由唯一的pid值标示，pid通常是一个整数值。
通过fork创建的子进程实际上是父进程的克隆体，通过复制原来进程的地址空间而成，父子进程同时执行fork之后的程序。
但是父子进程的pid值不同，可以通过对pid的判断，使父子进程执行不同的程序。
子进程如果想执行不同的程序，需要系统调用exec（）函数装入新的程序执行。
4.信号的机理：信号是用来通知进程某个特定的事件已经发生。
信号是由特定的事件产生，信号必须要发送到进程，一旦发送，进程必须得到处理。
信号可以可以有系统默认处理也可以用户自定义处理。
操作系统实验实验报告
操作系统实验实验报告一、实验目的操作系统是计算机系统中最为关键的核心软件，它管理着计算机的硬件资源和软件资源，为用户提供了一个方便、高效、稳定的工作环境。
本次操作系统实验的目的在于通过实际操作和实践，深入理解操作系统的基本原理和核心概念，掌握操作系统的基本功能和操作方法，提高对操作系统的认识和应用能力。
二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10 专业版，开发工具为Visual Studio 2019，编程语言为 C 和 C+＋。
实验硬件环境为一台配备Intel Core i7 处理器、16GB 内存、512GB SSD 硬盘的个人计算机。
三、实验内容（一）进程管理实验1、进程创建与终止通过编程实现创建新的进程，并在完成任务后终止进程。
在实验中，我们使用了 Windows API 函数 CreateProcess 和 TerminateProcess 来完成进程的创建和终止操作。
通过观察进程的创建和终止过程，深入理解了进程的生命周期和状态转换。
2、进程同步与互斥为了实现进程之间的同步与互斥，我们使用了信号量、互斥量等同步对象。
通过编写多线程程序，模拟了多个进程对共享资源的访问，实现了对共享资源的互斥访问和同步操作。
在实验中，我们深刻体会到了进程同步与互斥的重要性，以及不正确的同步操作可能导致的死锁等问题。
（二）内存管理实验1、内存分配与释放使用 Windows API 函数 VirtualAlloc 和 VirtualFree 进行内存的分配和释放操作。
通过实验，了解了内存分配的不同方式（如堆分配、栈分配等）以及内存释放的时机和方法，掌握了内存管理的基本原理和操作技巧。
2、内存分页与分段通过编程模拟内存的分页和分段管理机制，了解了内存分页和分段的基本原理和实现方法。
在实验中，我们实现了简单的内存分页和分段算法，对内存的地址转换和页面置换等过程有了更深入的理解。
（三）文件系统实验1、文件操作使用 Windows API 函数 CreateFile、ReadFile、WriteFile 等进行文件的创建、读取和写入操作。
操作系统中信号的研究与实现
操作系统中信号的研究与实现随着计算机技术的不断发展，操作系统已成为计算机系统最重要的一部分。
作为操作系统的核心部分，信号是操作系统中的一项非常重要的功能之一。
本文将详细探讨操作系统中信号的研究与实现，包括信号的概念、处理过程、实现方法、应用场景等。
一、信号的概念信号是操作系统与进程之间进行通讯的重要手段。
它是一种异步通知机制，可以使进程响应某些事件或改变某些行为。
在 Linux 中，信号是由内核向进程发送的软中断，用于通知进程发生了某个事件或某个操作已经完成。
信号是 Linux 系统中的一个基本概念，也是用户与内核通信的一种重要方式。
二、信号的处理过程在 Linux 系统中，信号的处理过程可以分为三个阶段：信号产生、信号传递和信号处理。
1.信号产生信号产生是指在 Linux 系统中某个事件发生时，系统会向相应进程发送一个信号，以通知进程发生了该事件。
例如，当用户按下 Ctrl+C 时，系统会向相应进程发送一个 SIGINT 信号，以通知进程接收到该信号。
当然，也可以通过调用 kill 系统调用发送信号来产生信号。
2.信号传递信号传递指的是在发生信号后，系统要将该信号传递给相应的进程进行处理。
当信号产生后，内核会将信号发送到进程的进程表项中，进程可以通过系统调用sigaction 或 signal 来设置自己对信号的处理方式。
信号处理指的是进程接收到信号后需要进行的处理。
在 Linux 系统中，信号处理可以分为默认处理方式和自定义处理方式。
默认情况下，进程接收到信号后会终止运行并退出；而自定义处理方式可以通过 sigaction 或 signal 进行设置。
自定义处理方式可以设置为忽略该信号、终止进程、打印日志等等。
三、信号的实现方法在 Linux 系统中，信号的实现方法包括两种：基于中断的实现和基于轮询的实现。
1.基于中断的实现基于中断的实现指的是操作系统通过中断机制来实现信号的传递和处理。
当信号发生时，操作系统会向相应进程发送一个中断信号，以通知进程接收到该信号。
信号量机制解决互斥问题实验报告
信号量机制解决互斥问题实验报告一、实验目的本实验旨在通过实际操作，深入理解信号量机制在解决互斥问题中的应用，并掌握其实现原理。
通过实验，我们将观察信号量如何确保对共享资源的互斥访问，从而提高多线程程序的安全性和稳定性。
二、实验环境操作系统：Linux编程语言：C语言开发工具：gcc编译器、终端三、实验原理信号量机制是一种常用的同步原语，用于解决多线程或多进程间的互斥问题。
信号量是一个整数值，通常用于表示资源的数量。
在解决互斥问题时，信号量通过维护一个非负的整数值来确保对共享资源的互斥访问。
四、实验步骤创建两个线程，它们需要访问共享资源。
使用信号量来同步这两个线程，确保它们不会同时访问共享资源。
在访问共享资源之前，线程必须获取信号量。
如果信号量的值为0，线程将被阻塞，直到信号量的值变为正值。
当线程完成对共享资源的访问后，释放信号量，使其值加1。
重复上述步骤，直到完成所有线程的同步操作。
五、实验代码实现以下是一个简单的C语言示例代码，演示了如何使用信号量解决互斥问题：#include <stdio.h>#include <pthread.h>// 定义共享资源数和线程数#define RESOURCE_COUNT 5#define THREAD_COUNT 2// 定义信号量变量pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;int semaphore = RESOURCE_COUNT; // 初始化为可用资源数void *thread_func(void *arg) {int i;for (i = 0; i < RESOURCE_COUNT; i++) {pthread_mutex_lock(&mutex); // 获取互斥锁，保护临界区代码printf("Thread %ld is accessing resource %d\n",pthread_self(), i);semaphore--; // 占用一个资源pthread_mutex_unlock(&mutex); // 释放互斥锁，允许其他线程进入临界区代码sleep(1); // 模拟耗时操作}pthread_exit(NULL);}int main() {pthread_t threads[THREAD_COUNT];int i;for (i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {pthread_create(&threads[i], NULL, thread_func, NULL); // 创建线程并执行函数thread_func()}for (i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {pthread_join(threads[i], NULL); // 等待所有线程执行完毕}return 0;}六、实验结果与分析通过运行上述代码，我们可以观察到以下实验结果：在多线程环境下，当一个线程正在访问共享资源时，其他线程将被阻塞，直到资源被释放。
信号与系统实验报告四
一.实验目的1．熟悉零极点与频率响应的关系，掌握极点与系统稳定性的关系2．熟悉拉普拉斯变换的原理及性质，掌握常见信号的拉氏变换3．了解正/反拉氏变换的MATLAB 实现方法和利用MATLAB 绘制三维曲面图的方法4．了解信号的零极点分布对信号拉氏变换曲面图的影响及续信号的拉氏变换与傅氏变换的关系二.实验原理 1．系统的零极点及频率响应特性描述连续系统的系统函数H(s)的一般表示形式为：11101110()m m m m n n n b s b s b s b H s s a s a s a ----++++=++++ 其对应的零极点形式的系统函数为：1212()()()()()()()mm n b s z s z s z H s s p s p s p ---=--- 共有n 个极点：p 1，p 2，…p n 和m 个零点：z 1，z 2，…z m 。
把零极点画在S 平面中得到的图称为零极点图，人们可以通过零极点分布判断系统的特性。
当系统的极点处在S 的左半平面时系统稳定；处在虚轴上的单阶极点系统稳定；处在S 的右半平面的极点及处在虚轴上的高阶极点，系统是不稳定的。
描述系统除了可以用系统函数和零极图以外，还可以用状态方程。
对应上述用系统函数H (s) 描述的系统，其状态方程可用相变量状态方程和对角线变量状态方程描述，形式分别为相变量状态方程：1122110121'01000'00100'00010'1n n n n n x x x x f x x x a a a a x ---⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎪⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪=+ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪----⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 系统在频域中的特性可以用频域中的系统函数表示()()s j H j H s ωω== H(jω)是复函数，可表示为()()|()|j H j H j e ϕωωω=|()|H j ω称为幅频特性， ()ϕω称为相频特性。
进程管理实验报告分析(3篇)
第1篇一、实验背景进程管理是操作系统中的一个重要组成部分，它负责管理计算机系统中所有进程的创建、调度、同步、通信和终止等操作。
为了加深对进程管理的理解，我们进行了一系列实验，以下是对实验的分析和总结。
二、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. 分析进程争用资源的现象，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。
三、实验内容1. 使用系统调用fork()创建两个子进程，父进程和子进程分别显示不同的字符。
2. 修改程序，使每个进程循环显示一句话。
3. 使用signal()捕捉键盘中断信号，并通过kill()向子进程发送信号，实现进程的终止。
4. 分析利用软中断通信实现进程同步的机理。
四、实验结果与分析1. 实验一：父进程和子进程分别显示不同的字符在实验一中，我们使用fork()创建了一个父进程和两个子进程。
在父进程中，我们打印了字符'a'，而在两个子进程中，我们分别打印了字符'b'和字符'c'。
实验结果显示，父进程和子进程的打印顺序是不确定的，这是因为进程的并发执行。
2. 实验二：每个进程循环显示一句话在实验二中，我们修改了程序，使每个进程循环显示一句话。
实验结果显示，父进程和子进程的打印顺序仍然是随机的。
这是因为并发执行的进程可能会同时占用CPU，导致打印顺序的不确定性。
3. 实验三：使用signal()捕捉键盘中断信号，并通过kill()向子进程发送信号在实验三中，我们使用signal()捕捉键盘中断信号（按c键），然后通过kill()向两个子进程发送信号，实现进程的终止。
实验结果显示，当按下c键时，两个子进程被终止，而父进程继续执行。
这表明signal()和kill()在进程控制方面具有重要作用。
4. 实验四：分析利用软中断通信实现进程同步的机理在实验四中，我们分析了利用软中断通信实现进程同步的机理。
操作系统实验报告(进程间的共享存贮区和信号量通信)
case -1:perror("fork()");exit(0);case 0:do_child_loop(sem_set_id,FILE_NAME);exit(0);default:break;}}for(i = 0;i<10;i++){int child_status;wait(&child_status);}printf("main is done");fflush(stdout);return 0;}运行结果：二、共享主存段机制共享主存段为进程提供了直接通过主存进行通信的有效手段，不像消息缓存机制那样需要系统提供缓存，也不像pipe机制那样需要事先建立一个特殊文件，而是有通信双方直接访问某些共享虚拟存储器空间。
在系统V中，系统管理一组共享主存段控制块。
通信进程在使用共享主存段以前，首先提出申请，系统为止分配存储空间并返回共享主存段标识号。
一个共享段建立后，进程把它被附加到自己的虚拟存储空间中。
一个进程可以附加多个共享主存段。
一个主存段一旦被附加到进程的虚拟机空间后，对它的访问以其他虚拟机的访问完全相同。
但为了保证共享主存段数据完整性，通信的进程之间要互斥的进行访问。
当通信进程不再需要该共享主存段时，可使用命令将其与进程分离，从而使其进程的虚空间删除。
为了理解进程通过共享主存段的通信过程，下面举例，一个是进程向共享段写信息的例子：一个是进行从共享段读信息的例子。
代码如下：四、实验过程与分析一、信号量机制在第一个例子的程序中创建了5个并发子进程，互斥地对文件进行写操作，将自己的进程号写到文件中去，信号量的初值为1，当地一个进程执行update_file函数时首先将信号量值-1，（相当于P操作）致使其它进程等待无法操作文件，直到其结束后，将其值变为1后（相当于V操作），其它进程并发竞争对文件的写操作，并将自己的pid 写入文件中。
在linux中信号量机制的执行既步骤如下所示：（1）信号量的定义：struct semaphore {spinlock_t lock;unsigned int count;struct list_head wait_list;};在linux中，信号量用上述结构体表示，我们可以通过该结构体定义一个信号量。
操作系统中的信号机制
操作系统中的信号机制信号机制是操作系统的一个重要特性，通过它，应用程序可以与操作系统进行通信，实现进程间的协调和同步。
在本文中，将详细介绍信号机制的原理、使用和实现方法，并探讨其在操作系统中应用的重要性和作用。
一、信号机制的原理信号机制的原理是在操作系统中，某个进程通过向另一个进程发送信号，来通知这个进程某些事情已发生。
在Linux和Unix系统中，每个进程都有一个唯一的进程ID，通过信号，进程可以向目标进程发送指定的信号号码，目标进程将收到这个信号，并对其进行处理。
信号可以分为两种类型：软件中断和硬件中断。
软件中断是由操作系统中断处理程序发出的，用于通知应用程序某个事件已经发生；硬件中断是由系统硬件设备发出的，例如鼠标或键盘按键、定时器等。
在Unix系统中，每个信号都有一个唯一的编号，通常在1~31之间。
其中，0号信号表示检查进程是否存在，1号信号表示终止进程，2号信号表示中断进程执行等等。
除此之外，还有一些用户自定义的信号，可以用于特定的应用程序场景。
二、信号机制的使用在Linux和Unix系统中，可以使用kill命令发送信号。
该命令的基本语法是：kill [-s ]。
其中，表示需要发送的信号号码，可以是从1开始的任意整数；表示需要发送信号的进程ID。
如果没有指定信号号码，默认发送15号信号，即终止进程。
除了kill命令，应用程序也可以使用系统调用函数来发送信号。
例如，使用kill函数和raise函数可以向指定的进程ID或当前进程发送信号，如下所示：#include <sys/types.h>#include <sys/signal.h>int kill(pid_t pid, int sig);int raise(int sig);在应用程序中，通常会使用信号处理函数来定义信号的处理方式。
应用程序使用signal函数注册信号处理函数，并在信号发生时执行预先定义好的操作。
信号与系统实验报告
信号与系统实验报告目录1. 内容概要 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的 (4)1.3 研究意义 (4)2. 实验原理 (5)2.1 信号与系统基本概念 (7)2.2 信号的分类与表示 (8)2.3 系统的分类与表示 (9)2.4 信号与系统的运算法则 (11)3. 实验内容及步骤 (12)3.1 实验一 (13)3.1.1 实验目的 (14)3.1.2 实验仪器和设备 (15)3.1.4 实验数据记录与分析 (16)3.2 实验二 (16)3.2.1 实验目的 (17)3.2.2 实验仪器和设备 (18)3.2.3 实验步骤 (19)3.2.4 实验数据记录与分析 (19)3.3 实验三 (20)3.3.1 实验目的 (21)3.3.2 实验仪器和设备 (22)3.3.3 实验步骤 (23)3.3.4 实验数据记录与分析 (24)3.4 实验四 (26)3.4.1 实验目的 (27)3.4.2 实验仪器和设备 (27)3.4.4 实验数据记录与分析 (29)4. 结果与讨论 (29)4.1 实验结果汇总 (31)4.2 结果分析与讨论 (32)4.3 结果与理论知识的对比与验证 (33)1. 内容概要本实验报告旨在总结和回顾在信号与系统课程中所进行的实验内容，通过实践操作加深对理论知识的理解和应用能力。
实验涵盖了信号分析、信号处理方法以及系统响应等多个方面。
实验一：信号的基本特性与运算。
学生掌握了信号的表示方法，包括连续时间信号和离散时间信号，以及信号的基本运算规则，如加法、减法、乘法和除法。
实验二：信号的时间域分析。
在本实验中，学生学习了信号的波形变换、信号的卷积以及信号的频谱分析等基本概念和方法，利用MATLAB工具进行了实际的信号处理。
实验三：系统的时域分析。
学生了解了线性时不变系统的动态响应特性，包括零状态响应、阶跃响应以及脉冲响应，并学会了利用MATLAB进行系统响应的计算和分析。
操作系统实验---进程通信——共享存储区和信号量
实验报告实验题目姓名：学号：课程名称：操作系统实验所在学院：信息科学与工程学院专业班级：计算机任课教师：实验项目名称进程通信——共享存储区和信号量一、实验目的与要求：1、了解和熟悉共享存储机制2、了解和熟悉信号量机制3、熟悉信号量机制中使用的数据结构和信号量机制的操作以及控制。
4、了解共享主存段机制，学会对共享主存段的系统调用。
二、实验设备及软件：1、PC机一台2、Linux操作系统三、实验方法（原理、流程图）一、共享存储区1、共享存储区机制的概念共享存储区（Share Memory）是 UNIX 系统中通信速度最高的一种通信机制。
该机制可使若干进程共享主存中的某一个区域，且使该区域出现（映射）在多个进程的虚地址空间中。
另一方面，一个进程的虚地址空间中又可连接多个共享存储区，每个共享存储区都有自己的名字。
当进程间欲利用共享存储区进行通信时，必须先在主存中建立一共享存储区，然后将它附接到自己的虚地址空间上。
此后，进程对该区的访问操作，与对其虚地址空间的其它部分的操作完全相同。
进程之间便可通过对共享存储区中数据的读、写来进行直接通信。
图示列出二个进程通过共享一个共享存储区来进行通信的例子。
其中，进程 A 将建立的共享存储区附接到自己的 AA’区域，进程 B 将它附接到自己的 BB’区域。
应当指出，共享存储区机制只为进程提供了用于实现通信的共享存储区和对共享存储区进行操作的手段，然而并未提供对该区进行互斥访问及进程同步的措施。
因而当用户需要使用该机制时，必须自己设置同步和互斥措施才能保证实现正确的通信。
二、涉及的系统调用1、shmget( )创建、获得一个共享存储区。
系统调用格式： shmid=shmget(key,size,flag)参数定义： int shmget(key,size,flag);key_t key;int size,flag;其中，key是共享存储区的名字；size是其大小（以字节计）；flag是用户设置的标志，如IPC_CREAT。
「信号与系统实验四五实验报告」
「信号与系统实验四五实验报告」信号与系统实验四、五实验报告一、实验目的1.掌握系统的零状态响应和零输入响应的计算方法。
2.理解系统的初始状态和输入信号之间的关系。
3. 学会使用Matlab软件进行系统响应的仿真。
二、实验原理1.零状态响应：当系统初始状态为零时，对于任意输入信号x(t)，系统响应y(t)即为零状态响应。
2.零输入响应：当输入信号为零时，系统初始状态不为零，输出信号的响应即为零输入响应。
3.零状态响应和零输入响应的和即为系统的完全响应。
三、实验步骤实验四：1.搭建系统框图，给定初始条件和输入信号。
2.计算零状态响应和零输入响应。
3. 使用Matlab软件进行仿真，得到系统的完全响应，并绘制时域图像。
4.分析实验结果。
实验五：1.搭建系统框图，给定初始条件和输入信号。
2.计算零状态响应和零输入响应。
3. 使用Matlab软件进行仿真，得到系统的完全响应，并绘制时域图像。
4.分析实验结果。
四、实验结果及分析在实验四中，给定系统的初始条件和输入信号后，通过计算得到了系统的零状态响应和零输入响应。
在Matlab软件中进行仿真后，得到了系统的完全响应，并绘制了时域图像。
分析实验结果，可以看出系统的完全响应与系统的初始条件和输入信号有关，通过对信号的处理可以得到不同的响应结果。
在实验五中，同样给定系统的初始条件和输入信号，通过计算得到了系统的零状态响应和零输入响应。
在Matlab软件中进行仿真后，得到了系统的完全响应，并绘制了时域图像。
通过对实验结果的分析，可以发现系统的初始状态对系统的响应有较大的影响，不同的初始状态会导致不同的输出结果。
通过实验四、五的学习和实践，我对系统的零状态响应和零输入响应有了更深入的理解，同时也熟练掌握了使用Matlab软件进行系统响应仿真的方法。
实验结果也验证了理论知识的正确性，并加深了对信号与系统的理解。
五、实验心得通过实验四、五的学习和实践，我对信号与系统的概念和相关知识有了更深入的了解。
《操作系统》课程实验报告
《操作系统》课程实验报告一、实验目的本次《操作系统》课程实验的主要目的是通过实际操作和观察，深入理解操作系统的工作原理、进程管理、内存管理、文件系统等核心概念，并掌握相关的操作技能和分析方法。
二、实验环境1、操作系统：Windows 10 专业版2、开发工具：Visual Studio Code3、编程语言：C/C+＋三、实验内容（一）进程管理实验1、进程创建与终止通过编程实现创建新进程，并观察进程的创建过程和资源分配情况。
同时，实现进程的正常终止和异常终止，并分析其对系统的影响。
2、进程同步与互斥使用信号量、互斥锁等机制实现进程之间的同步与互斥。
通过模拟多个进程对共享资源的访问，观察并解决可能出现的竞争条件和死锁问题。
（二）内存管理实验1、内存分配与回收实现不同的内存分配算法，如首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法。
观察在不同的内存请求序列下，内存的分配和回收情况，并分析算法的性能和优缺点。
2、虚拟内存管理研究虚拟内存的工作原理，通过设置页面大小、页表结构等参数，观察页面的换入换出过程，以及对系统性能的影响。
（三）文件系统实验1、文件操作实现文件的创建、打开、读取、写入、关闭等基本操作。
观察文件在磁盘上的存储方式和文件系统的目录结构。
2、文件系统性能优化研究文件系统的缓存机制、磁盘调度算法等，通过对大量文件的读写操作，评估不同优化策略对文件系统性能的提升效果。
四、实验步骤（一）进程管理实验步骤1、进程创建与终止（1）使用 C/C+＋语言编写程序，调用系统函数创建新进程。
（2）在子进程中执行特定的任务，父进程等待子进程结束，并获取子进程的返回值。
（3）通过设置异常情况，模拟子进程的异常终止，观察父进程的处理方式。
2、进程同步与互斥（1）定义共享资源和相关的信号量或互斥锁。
（2）创建多个进程，模拟对共享资源的并发访问。
（3）在访问共享资源的关键代码段使用同步机制，确保进程之间的正确协作。
（4）观察并分析在不同的并发情况下，系统的运行结果和资源竞争情况。
信号与系统的实验报告
信号与系统的实验报告信号与系统的实验报告引言：信号与系统是电子工程、通信工程等领域中的重要基础学科，它研究的是信号的传输、处理和变换过程，以及系统对信号的响应和特性。
在本次实验中，我们将通过实际操作和数据分析，深入了解信号与系统的相关概念和实际应用。
实验一：信号的采集与重构在这个实验中，我们使用了示波器和函数发生器来采集和重构信号。
首先，我们通过函数发生器产生了一个正弦信号，并将其连接到示波器上进行观测。
通过调整函数发生器的频率和幅度，我们可以观察到信号的不同特性，比如频率、振幅和相位等。
然后，我们将示波器上的信号通过数据采集卡进行采集，并使用计算机软件对采集到的数据进行处理和重构。
通过对比原始信号和重构信号，我们可以验证信号的采集和重构过程是否准确。
实验二：信号的时域分析在这个实验中，我们使用了示波器和频谱分析仪来对信号进行时域分析。
首先，我们通过函数发生器产生了一个方波信号，并将其连接到示波器上进行观测。
通过调整函数发生器的频率和占空比，我们可以观察到方波信号的周期和占空比等特性。
然后，我们使用频谱分析仪对方波信号进行频谱分析，得到信号的频谱图。
通过分析频谱图，我们可以了解信号的频率成分和能量分布情况，进而对信号的特性进行深入研究。
实验三：系统的时域响应在这个实验中，我们使用了函数发生器、示波器和滤波器来研究系统的时域响应。
首先，我们通过函数发生器产生了一个正弦信号，并将其连接到滤波器上进行输入。
然后，我们通过示波器观测滤波器的输出信号，并记录下其时域波形。
通过改变滤波器的参数，比如截止频率和增益等，我们可以观察到系统对信号的响应和滤波效果。
通过对比输入信号和输出信号的波形，我们可以分析系统的时域特性和频率响应。
实验四：系统的频域响应在这个实验中，我们使用了函数发生器、示波器和频谱分析仪来研究系统的频域响应。
首先，我们通过函数发生器产生了一个正弦信号，并将其连接到系统中进行输入。
然后，我们通过示波器观测系统的输出信号，并记录下其时域波形。
信号与系统 实验四、五 实验报告
实验五：基于Matlab的连续信号生成及时频域分析一、实验要求1、通过这次实验，学生应能掌握Matlab软件信号表示与系统分析的常用方法。
2、通过实验，学生应能够对连续信号与系统的时频域分析方法有更全面的认识。
二、实验内容一周期连续信号1)正弦信号：产生一个幅度为2，频率为4Hz，相位为π/6的正弦信号；2)周期方波：产生一个幅度为1，基频为3Hz，占空比为20%的周期方波。
非周期连续信号3)阶跃信号；4)指数信号：产生一个时间常数为10的指数信号；5)矩形脉冲信号：产生一个高度为1、宽度为3、延时为2s的矩形脉冲信号。
三、实验过程一1)t=0:0.001:1;ft1=2*sin(8*pi*t+pi/6);plot(t,ft1);2)t=0:0.001:2;ft1=square(6*pi*t,20);plot(t,ft1),axis([0,2,-1.5,1.5]);3)t=-2:0.001:2;y=(t>0);ft1=y;plot(t,ft1),axis([-2,2,-1,2]);4)t=0:0.001:30;ft1=exp(-1/10*t);plot(t,ft1),axis([0,30,0,1]);5)t=-2:0.001:6;ft1=rectpuls(t-2,3);plot(t,ft1),axis([-2,6,-0.5,1.5]);四、实验内容二1)信号的尺度变换、翻转、时移（平移）已知三角波f(t)，用MATLAB画信号f(t)、f(2t)和f(2-2t) 波形，三角波波形自定。
2)信号的相加与相乘相加用算术运算符“+”实现，相乘用数组运算符“.*”实现。
已知信号x(t)=exp(-0.4*t),y(t)=2cos(2pi*t)，画出信号x(t)+y(t)、x(t)*y(t)的波形。
3)离散序列的差分与求和、连续信号的微分与积分已知三角波f(t)，画出其微分与积分的波形，三角波波形自定。
操作系统实验4-4实验报告
操作系统实验4-4实验报告一、实验目的本次操作系统实验 4-4 的目的是深入了解和掌握操作系统中进程管理的相关知识和技术，通过实际操作和观察，加深对进程调度算法、进程同步与互斥等概念的理解，并提高解决实际问题的能力。
二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10，编程环境为 Visual Studio 2019。
三、实验内容1、进程调度算法的实现先来先服务（FCFS）算法短作业优先（SJF）算法时间片轮转（RR）算法优先级调度算法2、进程同步与互斥的实现使用信号量实现生产者消费者问题使用互斥锁实现哲学家进餐问题四、实验步骤1、进程调度算法的实现先来先服务（FCFS）算法设计数据结构来表示进程，包括进程ID、到达时间、服务时间等。
按照进程到达的先后顺序将它们放入就绪队列。
从就绪队列中选择第一个进程进行处理，计算其完成时间、周转时间和带权周转时间。
短作业优先（SJF）算法在设计的数据结构中增加作业长度的字段。
每次从就绪队列中选择服务时间最短的进程进行处理。
计算相关的时间指标。
时间片轮转（RR）算法设定时间片的大小。
将就绪进程按照到达时间的先后顺序放入队列。
每个进程每次获得一个时间片的执行时间，若未完成则重新放入队列末尾。
优先级调度算法为每个进程设置优先级。
按照优先级的高低从就绪队列中选择进程执行。
2、进程同步与互斥的实现生产者消费者问题创建一个共享缓冲区。
生产者进程负责向缓冲区中生产数据，消费者进程从缓冲区中消费数据。
使用信号量来控制缓冲区的满和空状态，实现进程的同步。
哲学家进餐问题模拟多个哲学家围绕一张圆桌进餐的场景。
每个哲学家需要同时获取左右两边的筷子才能进餐。
使用互斥锁来保证筷子的互斥访问，避免死锁的发生。
五、实验结果与分析1、进程调度算法的结果与分析先来先服务（FCFS）算法优点：实现简单，公平对待每个进程。
缺点：对短作业不利，平均周转时间可能较长。
短作业优先（SJF）算法优点：能有效降低平均周转时间，提高系统的吞吐量。
操作系统实验报告4
操作系统实验报告4一、实验目的本次操作系统实验的目的在于深入了解和掌握操作系统中进程管理、内存管理、文件系统等核心概念和相关操作，通过实际的实验操作，增强对操作系统原理的理解和应用能力，提高解决实际问题的能力。
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+＋，开发工具为 Visual Studio 2019。
三、实验内容与步骤（一）进程管理实验1、进程创建与终止使用 C+＋语言编写程序，创建多个进程，并在进程中执行不同的任务。
通过进程的标识符（PID）来监控进程的创建和终止过程。
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。
观察生产者和消费者进程在不同情况下的执行顺序和结果。
（二）内存管理实验1、内存分配与释放编写程序，使用动态内存分配函数（如｀malloc` 和｀free`）来分配和释放内存。
观察内存的使用情况和内存泄漏的检测。
2、内存页面置换算法实现几种常见的内存页面置换算法，如先进先出（FIFO）算法、最近最少使用（LRU）算法和最佳置换（OPT）算法。
通过模拟不同的页面访问序列，比较不同算法的性能。
（三）文件系统实验1、文件创建与读写使用 C+＋语言的文件操作函数，创建一个新文件，并向文件中写入数据。
从文件中读取数据，并进行数据的处理和显示。
2、文件目录操作实现对文件目录的创建、删除、遍历等操作。
观察文件目录结构的变化和文件的组织方式。
四、实验结果与分析（一）进程管理实验结果与分析1、进程创建与终止在实验中，成功创建了多个进程，并通过控制台输出观察到了每个进程的 PID 和执行状态。
可以看到，进程的创建和终止是按照程序的逻辑顺序进行的，操作系统能够有效地管理进程的生命周期。
2、进程同步与互斥在生产者消费者问题的实验中，通过信号量的控制，生产者和消费者进程能够正确地实现同步与互斥。
当缓冲区为空时，消费者进程等待；当缓冲区已满时，生产者进程等待。
实验四进程间通信(信号量机制实验)
2021/6/12
3
5、信号的安装（设置信号关联动作）
系统调用格式：
signal( sig , function )
参数定义：
int sig;
void (*function)( );
函数说明：当指定信号sig 到达时就会跳转到 function指定的函数执行。如果参function 不是函数指针，则必须是下列两个常数之一：
int kill(pid,sig) 参数定义
int pid,sig; 其中，pid是一个或一组进程的标识符， 参数sig是要发送的软中断信号。
2021/6/12
2
4、进程对信号的响应 进程可以通过三种方式来响应一个信号： ⑴忽略信号
对信号不做任何处理； ⑵捕捉信号
定义信号处理函数，当信号发生时，执 行相应的处理函数； ⑶执行缺省操作
signal(10,stop)中的10是用户自定义的信 号，由父进程发出。父进程用kill(p1,10 ) 函数发中断信号10给子进程p1，子进程p1 在收到父进程发来的中断信号10时，就转 入stop( )做相应处理。
2021/6/12
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用于科普，若有不 当之处，请指正，感
谢您的下载。
2021/6/12
SIG_IGN 忽略参数sig指定的信号 (SIG_INT=1)
SIG_DFL 将参数sig 指定的信号重设为核心
预设的信号处理方式。(SIG_Fra bibliotekFL=0)2021/6/12
4
例如：signal( SIGINT, stop)中的SIGINT 是来自键盘的中断信号，当键盘有中断信 号产生时，进程就会转入stop( ) 做相应处 理。
实验五 进程间通信 （信号量机制实验） 1、信号
信号与系统实验报告
信号与系统实验报告信号与系统实验报告引言信号与系统是电子与通信工程领域中的重要基础课程，通过实验可以更好地理解信号与系统的概念、特性和应用。
本实验报告旨在总结和分析在信号与系统实验中所获得的经验和结果，并对实验进行评估和展望。
实验一：信号的采集与重构本实验旨在通过采集模拟信号并进行数字化处理，了解信号采集与重构的原理和方法。
首先，我们使用示波器采集了一个正弦信号，并通过模数转换器将其转化为数字信号。
然后，我们利用数字信号处理软件对采集到的信号进行重构和分析。
实验结果表明，数字化处理使得信号的重构更加准确，同时也提供了更多的信号处理手段。
实验二：滤波器的设计与实现在本实验中，我们学习了滤波器的基本原理和设计方法。
通过使用滤波器，我们可以对信号进行频率选择性处理，滤除不需要的频率分量。
在实验中，我们设计了一个低通滤波器，并通过数字滤波器实现了对信号的滤波。
实验结果表明，滤波器能够有效地滤除高频噪声，提高信号的质量和可靠性。
实验三：系统的时域和频域响应本实验旨在研究系统的时域和频域响应特性。
我们通过输入不同频率和幅度的信号，观察系统的输出响应。
实验结果表明，系统的时域响应可以反映系统对输入信号的时域处理能力，而频域响应则可以反映系统对输入信号频率成分的处理能力。
通过分析系统的时域和频域响应，我们可以更好地理解系统的特性和性能。
实验四：信号的调制与解调在本实验中，我们学习了信号的调制与解调技术。
通过将低频信号调制到高频载波上，我们可以实现信号的传输和远距离通信。
实验中，我们使用调制器将音频信号调制到无线电频率上，并通过解调器将其解调回原始信号。
实验结果表明，调制与解调技术可以有效地实现信号的传输和处理，为通信系统的设计和实现提供了基础。
结论通过本次信号与系统实验，我们深入了解了信号的采集与重构、滤波器的设计与实现、系统的时域和频域响应以及信号的调制与解调等基本概念和方法。
实验结果表明，信号与系统理论与实践相结合，可以更好地理解和应用相关知识。
信号与系统实验报告4
信号与系统实验报告4信号与系统实验报告实验四信号抽样与恢复⼀、实验⽬的学会⽤MA TLAB实现连续信号的采样和重建⼆、实验原理1．抽样定理若是带限信号，带宽为, 经采样后的频谱就是将的频谱在频率轴上以采样频率为间隔进⾏周期延拓。
因此，当时，不会发⽣频率混叠；⽽当时将发⽣频率混叠。
2．信号重建经采样后得到信号经理想低通则可得到重建信号，即：其中：所以：上式表明，连续信号可以展开成抽样函数的⽆穷级数。
利⽤MATLAB中的来表⽰，有，所以可以得到在MATLAB中信号由重建的表达式如下：我们选取信号作为被采样信号，当采样频率时，称为临界采样。
我们取理想低通的截⽌频率。
下⾯程序实现对信号的采样及由该采样信号恢复重建三．实验内容验证实验原理例5-1 Sa(t)的临界采样及信号重构；例5-2 Sa(t)的过采样及信号重构和绝对误差分析程序和例4-1类似，将采样间隔改成Ts=0.7*pi/wm , 滤波器截⽌频率该成wc=1.1*wm ，添加⼀个误差函数例5-3 Sa(t)的⽋采样及信号重构和绝对误差分析程序和例4-2类似，将采样间隔改成Ts=1.5*pi/wm , 滤波器截⽌频率该成wc=wm=1上机实验内容：设，由于不是严格的频带有限信号，但其频谱⼤部分集中在[0 ，2] 之间，带宽wm 可根据⼀定的精度要求做⼀些近似。
试根据以下两种情况⽤M AT L A B实现由f(t)的抽样信号fs(t) 重建f(t) 并求两者误差，分析两种情况下的结果。
(1) wm=2 , wc=1.2 wm , Ts=1 ；(2) wm=2 , wc=2 , Ts=2.5；（1).解答：wm=2; %信号带宽wc=1.2*wm; % 滤波器截⽌频率Ts=1; % 采样间隔ws=2*pi/Ts; %采样⾓频率n=-100:100; %时域采样电数nTs=n*Ts; % 时域采样点f=0.5*(1+cos(nTs)).*(heaviside(nTs+pi)-heaviside(nTs-pi));Dt=0.005;t=-15:Dt:15;fa=f*Ts*wc/pi*sinc((wc/pi)*(ones(length(nTs),1)*t-nTs'*ones(1,length(t)))); % 信号重构t1= -15:0.5:15;error=abs(fa -0.5*(1+cos(t)).*(heaviside(t+pi)-heaviside(t-pi)));f1=0.5*(1+cos(t1)).*(heaviside(t1+pi)-heaviside(t1-pi));subplot(311);stem(t1,f1);xlabel('kTs');ylabel('f(kTs)');title('f(t)=0.5*(1+cost)*(u(t+pi) -u(t-pi)) 的临界采样信号'); subplot(312);plot(t,fa)xlabel('t');ylabel('fa(t)');title('由f(t)=0.5*(1+cost)*(u(t+pi) -u(t-pi)) 的临界采样信号重构sa(t)');grid;subplot(313);plot(t,error);grid on;title('原始函数和重构函数的误差');图像如下：（2）。
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signal(sig,function)
int sig;
void (*func) ()
其中sig用于指定信号的类型，sig为0则表示没有收到任何信号，余者如下表：
值
名字
说明
01
SIGHUP
挂起（hangup）
02
SIGINT
中断，当用户从键盘按^c键或^break键时
03
SIGQUIT
退出，当用户从键盘按quit键时
wait(0); /*同步*/
wait(0);
printf("Parent process is killed!\n");
exit(0);
}
else
{signal(SIGINT,SIG_IGN);
wait_mark=1;
signal(17,stop);/*接收到软中断信号17，转stop*/
waiting( );
12
SIGSYS
系统调用中参数错，如系统调用号非法
13
SIGPIPE
向某个非读管道中写入数据
14
SIGALRM
闹钟。当某进程希望在某时间后接收信号时发此信号
15
SIGTERM
软件终止（software termination）
16
SIGUSR1
用户自定义信号1
17
SIGUSR2
用户自定义信号2
18
SIGCLD
function的解释如下：
（1）function=1时，进程对sig类信号不予理睬，亦即屏蔽了该类信号；
（2）function=0时，缺省值，进程在收到sig信号后应终止自己；
（3）function为非0，非1类整数时，function的值即作为信号处理程序的指针。
三、参考程序（程序中有BUG，请自行编译、调试）
（3）中断响应是及时的，而信号响应通常都有较大的时间延迟。
信号机制具有以下三方面的功能：
（1）发送信号。发送信号的程序用系统调用kill()实现；
（2）预置对信号的处理方式。接收信号的程序用signal( )来实现对处理方式的预置；
（3）收受信号的进程按事先的规定完成对相应事件的处理。
2、信号的发送
04
SIGILL
非法指令
05
SIGTRAP
跟踪陷阱（trace trap），启动进程，跟踪代码的执行
06
SIGIOT
IOT指令
07
SIGEMT
EMT指令
08
SIGFPE
浮点运算溢出
09
SIGKILL
杀死、终止进程
10
SIGBUS
总线错误
11
SIGSEGV
段违例（segmentation violation），进程试图去访问其虚地址空间以外的位置
实验四信号机制实验
实验目的
1、了解什么是信号
2、熟悉LINUX系统中进程之间软中断通信的基本原理
实验要求（详细的实验内容见后）
1、编写程序：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^c键）；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：
waiting( );
lockf(stdout,1,0);
printf("Child process 1 is killedby parent!\n");
lockf(stdout,0,0);
exitg( )
{
while(wait_mark!=0);
}
void stop( )
lockf(stdout,1,0);//给输出设备上锁
printf("Child process 2 is killed by parent!\n");
lockf(stdout,0,0);//给输出设备解锁
exit(0);
}
}
else
{
wait_mark=1;
signal(16,stop);/*接收到软中断信号16，转stop*/
3、对信号的处理
当一个进程要进入或退出一个低优先级睡眠状态时，或一个进程即将从核心态返回用户态时，核心都要检查该进程是否已收到软中断。当进程处于核心态时，即使收到软中断也不予理睬；只有当它返回到用户态后，才处理软中断信号。对软中断信号的处理分三种情况进行：
（1）如果进程收到的软中断是一个已决定要忽略的信号（function=1），进程不做任何处理便立即返回；
（2）pid=0时，核心将信号发送给与发送进程同组的所有进程。
（3）pid=-1时，核心将信号发送给所有用户标识符真正等于发送进程的有效用户标识号的进程。
2、signal( )
预置对信号的处理方式，允许调用进程控制软中断信号。
系统调用格式
signal(sig,function)
头文件为
#include <signal.h>
（2）进程收到软中断后便退出（function=0）；
（3）执行用户设置的软中断处理程序。
二、所涉及的中断调用
1、kill( )
系统调用格式
int kill(pid,sig)
参数定义
int pid,sig;
其中，pid是一个或一组进程的标识符，参数sig是要发送的软中断信号。
（1）pid>0时，核心将信号发送给进程pid。
Child process1 is killed by parent!
Child process2 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!
具体见后面思考题
2、根据以上的例程，分析利用软中断通信实现进程同步的机理。
备注：见思考题
3、完成模拟编程。
实验指导
一、信号
1、信号的基本概念
每个信号都对应一个正整数常量(称为signal number,即信号编号。定义在系统头文件<signal.h>中)，代表同一用户的诸进程之间传送事先约定的信息的类型，用于通知某进程发生了某异常事件。每个进程在运行时，都要通过信号机制来检查是否有信号到达。若有，便中断正在执行的程序，转向与该信号相对应的处理程序，以完成对该事件的处理；处理结束后再返回到原来的断点继续执行。实质上，信号机制是对中断机制的一种模拟，故在早期的UNIX版本中又把它称为软中断。
{
wait_mark=0;
}
四、运行结果
屏幕上无反应，当按下^C后，显示什么？
五、分析原因
上述程序中，并没有得到预期的效果，
为什么？
六、实验内容
(1)实验思考
a、屏幕上无反应，当按下^C后，显示什么？
b、为何预期的结果并未显示出？
c、程序该如何修改才能得到正确结果？
d、该程序段前面部分用了两个wait(0)，它们起什么作用？
e、该程序段中每个进程退出时都用了语句exit(0)，为什么？
（2）模拟编程
编程用fork()创建一个子进程代表售票员，父进程代表司机，让子进程（售员）捕捉来自（司机）发出的中断信号，售票员接收到司机的信号后输出“开车了”。
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
void waiting( ),stop( );
int wait_mark;
main( )
{
int p1,p2,stdout;
while((p1=fork())==-1); /*创建子进程p1*/
if (p1>0)
{
while((p2=fork())==-1); /*创建子进程p2*/
if(p2>0)
{
wait_mark=1;
signal(SIGINT,stop);/*接收到^c信号，转stop*/
waiting( );
kill(p1,16); /*向p1发软中断信号16*/
kill(p2,17); /*向p2发软中断信号17*/
某个子进程死
19
SIGPWR
电源故障
function：在该进程中的一个函数地址，在核心返回用户态时，它以软中断信号的序号作为参数调用该函数，对除了信号SIGKILL，SIGTRAP和SIGPWR以外的信号，核心自动地重新设置软中断信号处理程序的值为SIG_DFL，一个进程不能捕获SIGKILL信号。
信号与中断的相似点：
（1）采用了相同的异步通信方式；
（2）当检测出有信号或中断请求时，都暂停正在执行的程序而转去执行相应的处理程序；
（3）都在处理完毕后返回到原来的断点；
（4）对信号或中断都可进行屏蔽。
信号与中断的区别：
（1）中断有优先级，而信号没有优先级，所有的信号都是平等的；
（2）信号处理程序是在用户态下运行的，而中断处理程序是在核心态下运行；
信号的发送，是指由发送进程把信号送到指定进程的信号域的某一位上。如果目标进程正在一个可被中断的优先级上睡眠，核心便将它唤醒，发送进程就此结束。一个进程可能在其信号域中有多个位被置位，代表有多种类型的信号到达，但对于一类信号，进程却只能记住其中的某一个。
进程用kill()向一个进程或一组进程发送一个信号。