操作系统实验五
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。
《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。
操作系统原理实验5-实现一个简单的Shell
《操作系统原理》实验报告
实验序号：5 实验项目名称：实现一个简单的Shell
一、实验目的及要求
1. 加深对操作系统Shell的理解。
2. 理解进程控制的思想。
3. 深入掌握Linux操作系统下的进程控制编程。
二、实验设备（环境）及要求
1.虚拟机VMware Workstation、Ubuntu操作系统和C语言编程。
2.设计思路：Shell建立一个新的进程，然后在那个进程中运行一个程序（如完成ls操作）然后等待那个进程执行结束。
然后shell便可读取新的一行输入，建立一个新的进程，在这个进程中运行程序并等待这个进程结束。
所以要写一个shell，需要循环以下过程：
a. 获取命令行
b. 解析命令行
c. 建立一个子进程（fork）
d. 替换子进程（execvp）
e. 父进程等待子进程退出（wait）。
三、实验内容与步骤
主要代码
解析并执行指令
输出各进程的信息
四、实验结果与数据处理
五、分析与讨论
六、教师评语
成绩
签名：
日期：。
操作系统实验5 进程调度模拟程序设计
一、实验内容进程调度算法：采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）或者时间片轮转法。
每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。
进程控制块可以包含如下信息：进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。
进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为地指定（也可以由随机数产生）。
进程的到达时间为进程输入的时间。
进程的运行时间以时间片为单位进行计算。
等待I/O的时间以时间片为单位进行计算，可随机产生，也可事先指定。
每个进程的状态可以是就绪R（Ready）、运行R（Run）、等待（Wait）或完成F（Finish）四种状态之一。
就绪进程获得CPU后都只能运行一个时间片。
用已占用CPU时间加1来表示。
如果运行一个时间片后，进程的已占用CPU时间已达到所需要的运行时间，则撤消该进程，如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时应将进程的优先数减1（即降低一级），然后把它插入就绪队列等待CPU。
每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、等待进程以及各个进程的PCB，以便进行检查。
重复以上过程，直到所要进程都完成为止。
用C或C++二、实验目的与要求在采用多道程序设计的设计中的系统中，往往有若干个进程同时处于就绪状态。
当就绪进程个数大于处理器数时，就必须依照某种策略来决定哪些进程优先占用处理器本实验模拟在单处理器情况下的处理器调度，帮助学生加深了解处理器调度工作。
三、实验环境Visual+C++6.0四、实验步骤1、实验准备知识处理器调度总是选对首进程运行。
采用动态改变优先数的办法，进程每运行一次优先数就减“1”。
由于本次实验是模拟处理器调度，所以，对被选中的进程并不实际的启动运行，而是执行：优先数—1要求运行时间—1来模拟进程的一次运行。
进程运行一次后，若要求运行时间≠0，则再将它加入队列（按优先数大小插入，且置队首标志）；若要求运行时间≠0，则把它的状态修改成“结束”，且结束队列。
山大操作系统实验5
进程同步实验张咪软件四班一、实验目的总结和分析示例实验和独立实验中观察到的调试和运行信息，说明您对与解决非对称性互斥操作的算法有哪些新的理解和认识？为什么会出现进程饥饿现象？本实验的饥饿现象是怎样表现的？怎样解决并发进程间发生的饥饿现象？您对于并发进程间使用消息传递解决进程通信问题有哪些新的理解和认识？根据实验程序、调试过程和结果分析写出实验报告。
二、实验要求理发店问题：假设理发店的理发室中有3个理发椅子和3个理发师，有一个可容纳4个顾客坐等理发的沙发。
此外还有一间等候室，可容纳13位顾客等候进入理发室。
顾客如果发现理发店中顾客已满（超过20人），就不进入理发店。
在理发店内，理发师一旦有空就为坐在沙发上等待时间最长的顾客理发，同时空出的沙发让在等候室中等待时间最长的的顾客就坐。
顾客理完发后，可向任何一位理发师付款。
但理发店只有一本现金登记册，在任一时刻只能记录一个顾客的付款。
理发师在没有顾客的时候就坐在理发椅子上睡眠。
理发师的时间就用在理发、收款、睡眠上。
请利用linux系统提供的IPC进程通信机制实验并实现理发店问题的一个解法。
三、实验环境实验环境均为Linux操作系统，开发工具为gcc和g++。
四、实验思路约束：1．设置一个count变量来对顾客进行计数，该变量将被多个顾客进程互斥地访问并修改，通过一个互斥信号量mutext来实现。
count>20时，就不进入理发店。
7<count<20时，count++，顾客申请等候室，进入等候室等待，用一个room信号量控制。
然后等待申请沙发，用一个sofa信号量控制。
然后申请椅子。
3<count<7时，count++，顾客坐在沙发上等待，等待申请椅子。
count<3时，count++，顾客坐在椅子上等待理发。
2.只有在理发椅空闲时，顾客才能做到理发椅上等待理发师理发，否则顾客便必须等待；只有当理发椅上有顾客时，理发师才可以开始理发，否则他也必须等待。
操作系统实验5-线程管理及控制
第4章线程管理与控制4.1 线程概念简介每个进程都拥有自己的数据段、代码段和堆栈段，这就造成了进程在进行切换等操作时都需要有比较复杂的上下文切换等动作。
为了进一步减少处理机的空转时间，支持多处理器以及减少上下文切换开销，进程在演化中出现了另一个概念——线程。
它是进程独立的一条运行路线，处理器调度的最小单元，也可以称为轻量级进程。
线程可以对进程的存空间和资源进行访问，并与同一进程中的其他线程共享。
因此，线程的上下文切换的开销比创建进程小很多。
同进程一样，线程也将相关的执行状态和存储变量放在线程控制块(TCB)。
一个进程可以有多个线程，也就是有多个线程控制块及堆栈寄存器，但却共享一个用户地址空间。
要注意的是，由于线程共享了进程的资源和地址空间，因此，任何线程对系统资源的操作都会给其他线程带来影响。
由此可知，多线程中的同步是非常重要的问题。
在多线程系统中，进程与进程的关系如图所示。
进程与线程关系4.2 Linu*多线程编程API与实验任务4.3.1 Linu*多线程编程API创建线程pthread_create()函数实际上就是确定调用该线程函数的入口点，在线程创建以后，就开始运行相关的线程函数，在该函数运行完之后，该线程也就退出了，这也是线程退出一种方法。
另一种退出线程的方法是使用函数pthread_e*it()，这是线程的主动行为。
这里要注意的是，在使用线程函数时，不能随意使用e*it()退出函数进行出错处理，由于e*it()的作用是使调用进程终止，往往一个进程包含多个线程，因此，在使用e*it()之后，该进程中的所有线程都终止了。
因此，在线程中就可以使用pthread_e*it()来代替进程中的e*it()。
由于一个进程中的多个线程是共享数据段的，因此通常在线程退出之后，退出线程所占用的资源并不会随着线程的终止而得到释放。
正如进程之间可以用wait()系统调用来同步终止并释放资源一样，线程之间也有类似机制，那就是pthread_join()函数。
linux实验五 用户管理
集美大学Linux系统管理课程实验报告课程名称：Linux系统管理班级：软件1115实验成绩：指导教师：范明红姓名：许云云实验项目名称：实验五：用户管理学号：2011813035上机实践日期：1．实验目的：1）熟悉Linux操作系统中的用户和组的概念。
2）掌握Linux操作系统中用户管理。
3）理解用户管理涉及的系统配置文件。
2．实验要点：1．认真阅读课本相关的内容，掌握相关指令的使用。
2. 理解系统管理中的用户管理的概念，掌握如何在Linux系统中管理用户和组。
3．实验准备：1 熟悉useradd(adduser)和userdel指令的使用2 熟悉groupadd和groupdel指令的使用3 熟悉passwd指令的使用4了解who、id、,finger,chfn,groups、whoami、newgrp指令的用法5 学习使用用户管理器管理用户4．实验内容：设置系统以字符界面方式启动：4.1用户管理1：使用useradd(adduser)指令添加名称为user1、user2、user3、user4的用户，分别为其设定密码。
2：使用userdel指令删除user4用户3.使用chfn指令添加用户的详细信息，并使用finger指令察看相关信息。
4．锁定user1用户，使其无法登陆。
（有2种方法）5．在其他终端使用用户user1、user2等登陆验证。
6．为user1解锁，使其能正常登陆。
方法一：使用usermod锁定：解锁：方法二：使用passwd锁定：解锁：4.2组管理。
1：使用groupadd指令添加user和group两个组2：使用groupdel指令删除group组3: 将用户user1、user2、user3添加到user组中。
4：指定user1为组管理员。
5．使用user1账户登陆，删除组内成员user3.6．更改user1账户的主组为user并验证。
4．3其他指令使用who、id、whoami、groups等指令1：使用who指令查看当前登陆系统的用户2：使用id指令查看当前用户的UID与GID3：使用whoami指令查看当前使用shell的用户名称4.4 打开用户管理配置文件/etc/passwd,/etc/shadow,/etc/group察看内容：查看/etc/passwd文件部分内容：查看/etc/ shadow文件部分内容：查看/etc/group文件部分内容：4.5 打开图形界面，使用用户管理器管理用户和组。
Windows操作系统实验
第2章Windows操作系统实验实验一Windows基本操作作业要求（1）将打开的窗口层叠，在各窗口中进行切换，并改变窗口的大小，这里要分清窗口右上角的三个按钮的作用。
注意：窗口在最小化时，程序仍在运行，单击“任务栏”窗口中的相关按钮，窗口即恢复。
（2）对菜单栏菜单、快捷菜单进行操作，注意菜单命令的各种不同形式。
（3）打开一个对话框，熟悉其中的各个操作元素。
实验二文件管理操作作业要求在Windows实验素材库建立了如图2-6所示的文件夹结构。
从相应网站下载该实验素材文件夹中的EXERCISE文件夹到D盘根目录下，完成以下操作：（1）在D盘根目录下建立如图2-7所示的文件夹结构。
（2）将EXERCISE文件夹下除TOOL以外的文件夹复制到STUDENT文件夹下。
（3）将STUDENT文件夹下的DOCUMENT文件夹下的文件移动到STUDENT1\WORD文件夹下。
（4）将ELSE文件夹重命名为WIN。
（5）删除VOICE和USER文件夹。
（6）恢复被删除的VOICE文件夹，彻底删除USER文件夹。
实验三运行程序和打开文档操作作业要求（1）选择“开始”菜单的“运行”命令运行计算器程序（Calc.exe）。
（2）选择“开始”菜单的“程序”命令运行画图程序。
（3）在“开始”菜单的“文档”中，找到一个近期使用过的文档，打开并编辑它。
（4）搜索“mspaint.exe”程序文件，并运行之。
实验四定制工作环境与计算机管理操作作业要求（1）在屏幕上找到“任务栏”窗口，将“任务栏”窗口隐藏或取消隐藏，并且改变“任务栏”窗口的大小。
（2）将自己喜爱的程序设置为屏幕保护程序。
（3）将自己喜爱的图片设置为桌面背景，并使图片平铺于桌面上。
（4）将桌面上的“我的电脑”图标拖动到任务栏的快速启动区。
（5）在桌面上创建“画图程序”的快捷方式。
实验五 Windows 2000综合练习作业要求从相应网站下载Windows实验素材文件夹中的EXERCISE文件夹到D盘根目录下，然后在EXERCISE文件夹下完成以下操作：（1）在USER文件夹下建立如下所示的文件夹结构。
《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。
操作系统实验报告5——目录与文件管理
实验序号: 05 实验项目名称: linux下文件管理
学 号
2009406012
姓 名
吴松娇
Hale Waihona Puke 专业、班09计本（1）实验地点
32404
指导教师
汤敏丽
时间
2012.6.6
一、实验目的
1.加深对操作系统文件管理功能的理解。
2.熟练掌握linux下文件管理命令。
二、实验环境
装有linux系统的计算机。
(4)再次输入命令“ls -1”,确认两个目录和一个文件是否成功创建。
(5)输入命令“mv–f dir2 dir1”,将dir2目录移动到dirl目录；输入命令“mv–f cs.txt dir1”,将cs.txt目录移动到dirl目录。
(6)输入命令“cd dirl”,切换到dirl目录,再输入“ls”命令,查看到dir2目录。
13、分屏显示文件内容：more例子：ls | more /说明：每次分屏地查看由ls命令显示的/下子目录清单。
14、磁盘操作工具：du例子：du -sh .说明：列出当前目录下的所有子目录和文件占用的空间。
15、查找文件所在目录命令：which例子：which rm说明：查找rm命令保存在哪个目录。
(7)删除dir2目录,输入命令“rmdir dir2。”
2.文件操作
1.创建命令: touch例子: touch skxiao.xml说明:创建文件skxiao.xml
2.删除命令: rm例子: rm -r /home/shenkxiao/说明:删除/home/shenkxiao/下的所有文件
3.复制命令: cp例子: cp skxiao.xml /home/shenkxiao说明:将当前目录下的skxiao.xml文件拷贝到/home/shenkxiao目录下
操作系统实验5文件系统：Linux文件管理
(1)掌握Linux 提供的文件系统调用的使用方法；
(2)熟悉文件和目录操作的系统调用用户接口；
(3)了解操作系统文件系统的工作原理和工作方式。
(1) 利用Linux 有关系统调用函数编写一个文件工具filetools，要求具有下列功能：***********
0. 退出
1. 创建新文件
2. 写文件
3. 读文件
4. 复制文件
5. 修改文件权限
6. 查看文件权限
7. 创建子目录
8. 删除子目录
9. 改变当前目录到指定目录
10. 链接操作
通过这次实验掌握Linux 提供的文件系统调用的使用方法；熟悉文件和目录操作的调用用户接口，了解操作系统文件系统的工作原理和工作方式。
《操作系统》实验教学大纲
《操作系统》实验教学大纲实验名称：操作系统实验实验课程：计算机科学与技术、软件工程、电子信息工程实验学时：24学时（12次课程实验）实验目的：1.通过操作系统实验，学生将深入了解操作系统的原理和设计。
2.学生将掌握操作系统的基本概念和常用技术。
3.提高学生的实践能力和创新能力，培养学生的团队合作精神。
实验内容：1.实验一：操作系统基本概念-实验介绍：了解操作系统的基本概念和基本功能。
-实验要求：学生通过阅读文献或参考书籍，掌握操作系统的基本概念。
-实验过程：学生通过讨论或小组讨论的方式，给出操作系统的定义和基本功能列表。
2.实验二：进程管理-实验介绍：通过实验来学习进程管理的基本概念和常用算法。
-实验要求：学生通过自己编写程序，实现进程的创建、销毁和调度。
-实验过程：学生根据给定的问题，设计进程模型并实现相应的程序。
3.实验三：内存管理-实验介绍：了解内存管理的基本概念和常用算法，学习虚拟内存技术的原理。
-实验要求：学生通过编写程序，实现内存分配和回收的算法。
-实验过程：学生通过模拟内存分配和回收的过程，理解内存管理的基本原理。
4.实验四：文件系统-实验介绍：了解文件系统的基本概念和常用算法，学习文件管理的基本原理。
-实验要求：学生通过编写程序，实现文件的创建、删除和查找。
-实验过程：学生通过模拟文件的创建、删除和查找的过程，理解文件管理的基本原理。
5.实验五：设备管理-实验介绍：通过实验学习设备管理的基本概念和常用算法，了解设备驱动程序的实现原理。
-实验要求：学生通过编写程序，模拟设备的控制和管理。
-实验过程：学生通过模拟设备的请求、分配和释放的过程，理解设备管理的基本原理。
6.实验六：作业调度-实验介绍：通过实验学习作业调度的基本概念和常用算法。
-实验要求：学生通过编写程序，实现作业的调度。
-实验过程：学生通过输入作业和作业调度算法，模拟作业调度的过程。
实验评定：-实验报告：60%-实验成果：20%-实验操作：20%实验环境：- 操作系统：Linux、Windows实验要求：-学生需认真完成实验任务，编写实验报告。
操作系统实验报告
技术资料常州大学操作系统课程实验报告姓名 xxx专业班级计算机科学与技术学号 xxxxxx指导老师 xxx成绩实验时间2012年4月23日——2012年5月7日实验一 Windows XP 系统管理一实验目的1) 了解和学习Windows系统管理工具及其使用；2) 熟悉Windows系统工具的内容和应用；3）熟悉Windows操作系统的应用环境。
二实验环境需要准备一台运行Windows XP操作系统的计算机。
三背景知识Windows XP的“管理工具”中集成了许多系统管理工具，利用这些工具，管理员可以方便地实现各种系统维护和管理功能。
这些工具都集中在“控制面板”的“管理工具”选项下，用户和管理员可以很容易地对它们操作和使用。
在默认情况下，只有一些常用工具——如服务、计算机管理、事件查看器、数据源 (ODBC) 、性能和组件服务等——随Windows XP 系统的安装而安装。
四实验内容与步骤为了帮助用户管理和监视系统，Windows XP提供了多种系统管理工具，其中最主要的有计算机管理、事件查看器和性能监视等。
步骤1：登录进入Windows XP。
步骤2：在“开始”菜单中单击“设置”-“控制面板”命令，双击“管理工具”图标。
在本地计算机“管理工具”组中，有哪些系统管理工具，基本功能是什么：1) 本地安全策略：查看和修改本地安全策略，如用户权限和审核策略2) Internet信息服务：管理 IIS，Internet 和 Intranet 站点的 WEB服务器3) 服务：启动和停止服务4）计算机管理：管理磁盘以及使用其他系统工具来管理本地或远程的计算机5）事件查看器：显示来自于 Windows 和其他程序的监视与排错消息6）数据源ODBC：添加、删除、以及配置 ODBC 数据源和驱动程序7）性能：显示系统性能图表以及配置数据日志和警报8）组件服务：配置和管理 COM+ 应用程序1. 计算机管理使用“计算机管理”可通过一个合并的桌面工具来管理本地或远程计算机，它将几个Windows XP管理实用程序合并到一个控制台目录树中，使管理员可以轻松地访问特定计算机的管理属性和工具。
操作系统课程实验报告
操作系统课程实验报告一、实验目的操作系统是计算机系统中最为关键的软件之一，它负责管理计算机的硬件资源和软件资源，为用户提供一个良好的工作环境。
通过操作系统课程实验，旨在深入理解操作系统的基本原理和功能，提高对操作系统的实际操作能力和问题解决能力。
二、实验环境本次实验使用的操作系统为Windows 10 和Linux（Ubuntu 1804），开发工具包括 Visual Studio Code、gcc 编译器等。
三、实验内容（一）进程管理1、进程创建与终止在 Windows 系统中，使用 C+＋语言创建多个进程，并通过进程句柄控制进程的终止。
在 Linux 系统中，使用 fork(）系统调用创建子进程，并通过 exit(）函数终止进程。
2、进程同步与互斥使用信号量实现进程之间的同步与互斥。
在 Windows 中，利用CreateSemaphore(）和 WaitForSingleObject(）等函数进行操作；在Linux 中，通过 sem_init(）、sem_wait(）和 sem_post(）等函数实现。
（二）内存管理1、内存分配与释放在 Windows 中，使用 HeapAlloc(）和 HeapFree(）函数进行动态内存的分配与释放。
在 Linux 中，使用 malloc(）和 free(）函数完成相同的操作。
2、内存页面置换算法实现了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）算法等，并比较它们的性能。
（三）文件系统管理1、文件创建与读写在 Windows 和 Linux 系统中，分别使用相应的 API 和系统调用创建文件，并进行读写操作。
2、目录操作实现了目录的创建、删除、遍历等功能。
四、实验步骤（一）进程管理实验1、进程创建与终止（1）在 Windows 系统中，编写 C+＋程序，使用 CreateProcess(）函数创建新进程，并通过 TerminateProcess(）函数终止指定进程。
实验五 Windows XP系统下的网络命令( 一)
实验五Windows XP系统下的网络命令（一）一、实验目的１.了解网络命令的基本功能２.掌握常用网络命令的使用方法３.学会使用“help”命令４.习惯console的工作环境，为以后使用Unix/Linux操作系统打好基础二、实验环境１.硬件环境：计算机一台，配有以太网网卡，局域网环境并且可以连接上互连网２.软件环境：Windows XP操作三、实验内容１.使用命令行，熟悉Windows XP系统下的网络命令四、实验原理Windows XP操作系统的命令行提供了类似Unix系统的console工作界面。
虽然该界面缺乏良好的可操作性，但是在某些方面却提供了极大的便利性，一条简单的命令可以代替视窗环境下烦琐的操作步骤。
另外，指令“help”可以提供Windows XP命令的帮助信息。
（一）net指令net命令功能非常强大，可以结合许多命令一起使用，完成不同的功能。
可用的命令包括：net accounts：用于更新用户的帐户数据库，并为所有帐户修改密码和登录需求。
当在不加选项的情况下使用这个命令时，net accounts会显示密码，登录限制，以及域信息的当前设置。
下图为net accounts命令的执行结果：图1：net accounts的执行结果●net config：用于显示工作站或服务器服务的配置信息。
使用时若不带参数开关SERVER（显示关于服务器服务的配置的有关信息）或WORKSTATION（显示关于工作站服务的配置的有关信息），它会显示一个可配置服务的列表。
下图为net config workstation命令的执行结果：图2：net config命令的执行结果●net computer：用于添加或删除域数据库中的计算机。
该命令仅在Windows服务器下才是有效的。
●net continue：用于激活一个被net pause命令挂起的Windows服务。
●net file：用于关闭一个共享的文件并且删除文件锁。
《操作系统课程》实验(实训)指导大纲
《操作系统课程》实验（实训）指导大纲课程编号：G611SG0004课程性质：学科基础课适用专业：计算机科学与技术网络工程数字媒体实验学时：16实验教材：自编符合《认证标准》：具有运用工程基础知识和本专业基本理论知识解决问题的能力，具有系统的工程实践学习经历；完成本课程实验（实训）总软件最少行数： 2000实验成绩评价方法：学生每完成一个实验项目，要求独立认真的填写实验报告。
实验指导教师将根据学生完成实验的态度和表现，结合填写的实验报告评定实验成绩，成绩的评定按百分制评分。
老师根据平时实验的分数之和取平均分，得出综合成绩。
实验（实训）内容：实验一操作系统安装及熟练使用（一）实验目的熟悉Windows//Linux操作系统的安装过程与安装方法，并掌握该操作系统所提供的用户接口环境，并为后续实验做好编程环境准备。
（二）实验项目内容1、熟悉Windows//Linux操作系统的安装过程与安装方法，并掌握该操作系统所提供的用户接口环境，通过系统提供的用户管理程序、查看系统中的用户情况、进程、线程、内存使用情况等，学会使用它进行监视进程的状况、系统资源的使用情况及用户情况。
并为后续实验做好编程环境准备。
2、用C语言编写一小段程序，使其可以通过某个系统调用来获得OS提供的某种服务。
（三）主要仪器设备一台PC机（四）实验室名称计算机中心实验室（五）实验报告撰写（撰写的格式采用教务处所提供的样本见附件）......实验二编程模拟进程间的同步和互斥（一）实验目的通过实验加强对进程同步和互斥的理解，并掌握进程（线程）的创建和调用方法。
学会使用信号量解决资源共享问题。
学生可以自己选择在Windows或Linux系统下编写。
代码不得少于200行。
（二）实验项目内容1．以下为Linux系统下参考程序，请编译、运行并观察程序的输出，并分析实验结果，写出实验报告。
#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<time.h>#include<sys/types.h>#include<sys/wait.h>#include<linux/sem.h>#define NUM_PROCS 5#define SEM_ID 250#define FILE_NAME "/tmp/sem_aaa"#define DELAY 4000000void update_file(int sem_set_id, char *file_path, int number){struct sembuf sem_op;FILE *file;//等待信号量的数值变为非负数，此处设为负值，相当于对信号量进行P操作sem_op.sem_num=0;sem_op.sem_op=-1;sem_op.sem_flg=0;semop(sem_set_id,&sem_op,1);//写文件，写入的数值是当前进程的进程号file=fopen(file_path,"w");if(file){//临界区fprintf(file,"%d\n",number);printf("%d\n",number);fclose(file);}//发送信号，把信号量的数值加1，此处相当于对信号量进行V操作sem_op.sem_num=0;sem_op.sem_op=1;sem_op.sem_flg=0;semop(sem_set_id,&sem_op,1);}//子进程写文件void do_child_loop(int sem_set_id,char *file_name){ pid_t pid=getpid();int i,j;for(i=0;i<3;i++){update_file(sem_set_id,file_name,pid);for(j=0;j<4000000;j++);}}int main(int argc,char **argv){int sem_set_id; //信号量集的IDunion semun sem_val; //信号量的数值，用于semctl()int child_pid;int i;int rc;// 建立信号量集，ID是250，其中只有一个信号量sem_set_id=semget(SEM_ID,1,IPC_CREAT|0600);if(sem_set_id==-1){perror("main: semget");exit(1);}//把第一个信号量的数值设置为1sem_val.val=1;rc=semctl(sem_set_id,0,SETVAL,sem_val);if(rc==-1){perror("main:semctl");exit(1);}//建立一些子进程，使它们可以同时以竞争的方式访问信号量for(i=0;i<NUM_PROCS;i++){child_pid=fork();switch(child_pid){case -1:perror("fork");case 0: //子进程do_child_loop(sem_set_id,FILE_NAME);exit(0);default: //父进程接着运行break;}}//等待子进程结束for(i=0;i<NUM_PROCS;i++){int child_status;wait(&child_status);}printf("main:we're done\n");fflush(stdout);return 0;}2．写一程序模拟PV操作同步机构，且用PV操作解决生产者——消费者问题。
操作系统上机实验报告
5.在主菜单里选择系统工具选择系统监视器来监视系统性能。
评语：
日期：年月日
实验五：vi的基本操作
实验目的：
1．熟悉并掌握vi命令模式、文本编辑模式和最后行模式三种工作模式之间的转换方法。
2．掌握利用vi新建和保存文件；熟悉光标的移动，文本的插入与删除等操作。
3．掌握字符串替换；行的复制、移动、撤消和删除等操作。
2.打开f2文件并显示行号。
3.在f2文件的第一行后插入如下一行内容：“With the development of
4.将文本中所有的“eyeballs”用“eye-balls”替换。
5.把第二行移动到文件的最后，删除第一和第二行并恢复删除，并不保存
6.复制第二行，并添加到文件的最后，删除第二行，保存修改后退出vi。
实验内容：
1.利用vi新建文件f2，内容为：
How to Read Faster
When I was a schoolboy I must have read every comic book ever published. But as I got older, my eyeballs must have slowed down or something I mean, comic books started to pile up faster then I could read them!
14.重复上一步操作。
15.查看刚执行过的5个命令。
实验步骤：
1.先安装VMwareWorkstation。安装后，双击图标弹出界面，在界面上单击新建虚拟机，新建一个Linux的虚拟机，按界面提示一步一步完成操作。注意：（安装过程ISO镜像操作的使用）
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操作系统实验报告哈尔滨工程大学一、实验概述1. 实验名称进程的同步2. 实验目的1.使用EOS的信号量，编程解决生产者—消费者问题，理解进程同步的意义。
2.调试跟踪EOS信号量的工作过程，理解进程同步的原理。
3.修改EOS的信号量算法，使之支持等待超时唤醒功能（有限等待），加深理解进程同步的原理。
3. 实验类型验证二、实验环境OS Lab三、实验过程3.1 准备实验按照下面的步骤准备本次实验：1. 启动OS Lab。
2. 新建一个EOS Kernel项目。
3. 生成EOS Kernel项目，从而在该项目文件夹中生成SDK文件夹。
4. 新建一个EOS应用程序项目。
5. 使用在第3步生成的SDK文件夹覆盖EOS应用程序项目文件夹中的SDK文件夹。
3.2 使用EOS的信号量解决生产者－消费者问题按照下面的步骤查看生产者－消费者同步执行的过程：1. 使用pc.c文件中的源代码，替换之前创建的EOS应用程序项目中EOSApp.c文件内的源代码。
2. 按F7生成修改后的EOS应用程序项目。
3. 按F5启动调试。
OS Lab会首先弹出一个调试异常对话框。
4. 在调试异常对话框中选择“否”，继续执行。
5. 立即激活虚拟机窗口查看生产者－消费者同步执行的过程。
6. 待应用程序执行完毕后，结束此次调试。
3.3 调试EOS信号量的工作过程3.3.1 创建信号量按照下面的步骤调试信号量创建的过程：1. 按F5启动调试EOS应用项目。
OS Lab会首先弹出一个调试异常对话框。
2. 在调试异常对话框中选择"是"，调试会中断。
3. 在main函数中创建Empty信号量的代码行（第77行）EmptySemaphoreHandle=CreateSemaphore(BUFFER_SIZE, BUFFER_SIZE, NULL); 添加一个断点。
4. 按F5继续调试，到此断点处中断。
5. 按F11调试进入CreateSemaphore函数。
可以看到此API函数只是调用了EOS内核中的PsCreateSemaphoreObject函数来创建信号量对象。
6. 按F11调试进入semaphore.c文件中的PsCreateSemaphoreObject函数。
在此函数中，会在EOS内核管理的内存中创建一个信号量对象（分配一块内存），而初始化信号量对象中各个成员的操作是在PsInitializeSemaphore函数中完成的。
7. 在semaphore.c文件的顶部查找到PsInitializeSemaphore函数的定义（第19行），在此函数的第一行（第39行）代码处添加一个断点。
8. 按F5继续调试，到断点处中断。
观察PsInitializeSemaphore函数中用来初始化信号量结构体成员的值，应该和传入CreateSemaphore函数的参数值是一致的。
9. 按F10单步调试PsInitializeSemaphore函数执行的过程，查看信号量结构体被初始化的过程。
打开"调用堆栈"窗口，查看函数的调用层次。
3.3.2 等待、释放信号量等待信号量（不阻塞）生产者和消费者刚开始执行时，用来放产品的缓冲区都是空的，所以生产者在第一次调用WaitForSingleObject函数等待Empty信号量时，应该不需要阻塞就可以立即返回。
按照下面的步骤调试：1. 删除所有的断点（防止有些断点影响后面的调试）。
2. 在eosapp.c文件的Producer函数中，等待Empty信号量的代码行（144)WaitForSingleObject(EmptySemaphoreHandle, INFINITE); 添加一个断点。
3. 按F5继续调试，到断点处中断。
4. WaitForSingleObject 函数最终会调用内核中的PsWaitForSemaphore函数完成等待操作。
所以，在semaphore.c文件中PsWaitForSemaphore函数的第一行（第68行）添加一个断点。
5. 按F5继续调试，到断点处中断。
6. 按F10单步调试，直到完成PsWaitForSemaphore函数中的所有操作。
可以看到此次执行并没有进行等待，只是将Empty信号量的计数减少了1（由10变为了9）就返回了。
如图所示,empty的初始值为10。
在完成PsWaitForSemaphore函数中的所有操作后empty的值变成了9。
释放信号量（不唤醒）1. 删除所有的断点（防止有些断点影响后面的调试）。
2. 在eosapp.c文件的Producer函数中，释放Full信号量的代码行（第152行）ReleaseSemaphore(FullSemaphoreHandle, 1, NULL); 添加一个断点。
3. 按F5继续调试，到断点处中断。
4. 按F11调试进入ReleaseSemaphore函数。
5. 继续按F11调试进入PsReleaseSemaphoreObject函数。
6. 先使用F10单步调试，当黄色箭头指向第269行时使用F11单步调试，进入PsReleaseSemaphore函数。
7. 按F10单步调试，直到完成PsReleaseSemaphore函数中的所有操作。
可以看到此次执行没有唤醒其它线程（因为此时没有线程在Full信号量上被阻塞），只是将Full信号量的计数增加了1（由0变为了1）。
full信号量初始值为0full信号量由0变为1生产者线程通过等待Empty信号量使空缓冲区数量减少了1，通过释放Full信号量使满缓冲区数量增加了1，这样就表示生产者线程生产了一个产品并占用了一个缓冲区。
等待信号量（阻塞）由于开始时生产者线程生产产品的速度较快，而消费者线程消费产品的速度较慢，所以当缓冲池中所有的缓冲区都被产品占用时，生产者在生产新的产品时就会被阻塞，下面调试这种情况。
1. 结束之前的调试。
2. 删除所有的断点。
3. 按F5重新启动调试。
OS Lab会首先弹出一个调试异常对话框。
4. 在调试异常对话框中选择“是”，调试会中断。
5. 在semaphore.c文件中的PsWaitForSemaphore函数的PspWait(&Semaphore->WaitListHead, INFINITE); 代码行（第78行）添加一个断点。
6. 按F5继续调试，并立即激活虚拟机窗口查看输出。
开始时生产者、消费者都不会被信号量阻塞，同步执行一段时间后才在断点处中断。
7. 中断后，查看“调用堆栈”窗口，有Producer函数对应的堆栈帧，说明此次调用是从生产者线程函数进入的。
8. 在“调用堆栈”窗口中双击Producer函数所在的堆栈帧，绿色箭头指向等待Empty信号量的代码行，查看Producer函数中变量i的值为14，表示生产者线程正在尝试生产14号产品。
9. 在“调用堆栈”窗口中双击PsWaitForSemaphore函数的堆栈帧，查看Empty信号量计数（Semaphore->Count）的值为-1，所以会调用PspWait函数将生产者线程放入Empty信号量的等待队列中进行等待（让出CPU）。
10. 激活虚拟机窗口查看输出的结果。
生产了从0到13的14个产品，但是只消费了从0到3的4个产品，所以缓冲池中的10个缓冲区就都被占用了，这与之前调试的结果是一致的。
释放信号量（唤醒）只有当消费者线程从缓冲池中消费了一个产品，从而产生一个空缓冲区后，生产者线程才会被唤醒并继续生产14号产品。
可以按照下面的步骤调试：1. 删除所有断点。
2. 在eosapp.c文件的Consumer函数中，释放Empty信号量的代码行（第180）ReleaseSemaphore (EmptySemaphoreHandle, 1, NULL); 添加一个断点。
3. 按F5继续调试，到断点处中断。
4. 查看Consumer函数中变量i的值为4，说明已经消费了4号产品。
5. 按照中的方法使用F10和F11调试进入PsReleaseSemaphore函数。
6. 查看PsReleaseSemaphore函数中Empty信号量计数（Semaphore->Count）的值为-1，和生产者线程被阻塞时的值是一致的。
7. 按F10单步调试PsReleaseSemaphore函数，直到在代码行（第132行）PspWakeThread(&Semaphore->WaitListHead, STATUS_SUCCESS); 处中断。
此时Empty信号量计数的值已经由-1增加为了0，需要调用PspWakeThread函数唤醒阻塞在Empty信号量等待队列中的生产者线程（放入就绪队列中），然后调用PspSchedule函数执行调度，这样生产者线程就得以继续执行。
按照下面的步骤验证生产者线程被唤醒后，是从之前被阻塞时的状态继续执行的：1. 在semaphore.c文件中PsWaitForSemaphore函数的最后一行（第83行）代码处添加一个断点。
2. 按F5继续调试，在断点处中断。
3. 查看PsWaitForSemaphore函数中Empty信号量计数（Semaphore->Count）的值为0，和生产者线程被唤醒时的值是一致的。
4. 在“调用堆栈”窗口中可以看到是由Producer函数进入的。
激活Producer函数的堆栈帧，查看Producer函数中变量i的值为14，表明之前被阻塞的、正在尝试生产14号产品的生产者线程已经从PspWait函数返回并继续执行了。
5. 结束此次调试。
3.4 修改EOS的信号量算法修改处代码运行成功3.4.3 测试方法修改完毕后，可以按照下面的方法进行测试：1. 使用修改完毕的EOS Kernel项目生成完全版本的SDK文件夹，并覆盖之前的生产者－消费者应用程序项目的SDK文件夹。
2. 按F5调试执行原有的生产者－消费者应用程序项目，结果必须仍然与图13-2一致。
如果有错误，可以调试内核代码来查找错误，然后在内核项目中修改，并重复步骤1。
3. 将Producer函数中等待Empty信号量的代码行WaitForSingleObject(EmptySemaphoreHandle, INFINITE); 替换为 while(WAIT_TIMEOUT== WaitForSingleObject(EmptySemaphoreHandle, 300)){ printf("Producer wait for empty semaphore timeout\n"); }4. 将Consumer函数中等待Full信号量的代码行WaitForSingleObject(FullSemaphoreHandle, INFINITE); 替换为 while(WAIT_TIMEOUT == WaitForSingleObject(FullSemaphoreHandle, 300)){ printf("Consumer wait for full semaphore timeout\n"); }5. 启动调试新的生产者－消费者项目，查看在虚拟机中输出的结果，验证信号量超时等待功能是否能够正常执行。