計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)一一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?在單處理器環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)互斥和同步的控制。熟悉并掌握常用Windows命令行。更進(jìn)一步理解PV操作的并發(fā)控制的實(shí)現(xiàn)。二、Windows命令行常用命令dir是英文單詞directory(目錄）的縮寫，主要用來顯示一個(gè)目錄下的文件和子目錄。md是英文make directory（創(chuàng)建目錄）的縮寫。功能：創(chuàng)建一個(gè)子目錄cd是英文change directory(改變目錄）的縮寫，功能：改變目錄rd是英文remove directory（刪除目錄）的縮寫，功能;：刪除目錄copy功能：復(fù)制一個(gè)或一組文件至指定的目錄中del是英文delete（刪除）的縮寫，功能：

2、刪除指定目錄下一個(gè)或一組文檔edit功能：edit是一個(gè)簡單的編輯軟件，可用于編輯程序或批處理文件。bacc功能：編譯指定的文件（如bacc dd）bainterp功能：運(yùn)行指定文件（如：bainterp dd）三、并發(fā)程序設(shè)計(jì)題目：在BACI環(huán)境下，對(duì)程序并發(fā)執(zhí)行的實(shí)驗(yàn)：（1）沒有控制時(shí)正確的程序執(zhí)行的結(jié)果不正確；（2）BACI中PV操作的并發(fā)控制的實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)1、多進(jìn)程共享內(nèi)存堆棧（1）設(shè)計(jì)思路：（2）代碼：int stack10; semaphore s=1; int top=4;void release(int free) p(s); top+; cout<<"to

3、p="<<top<<endl; stacktop=free; v(s);main() int i; for(i=0;i<10;i+) stacki=-1; stack0=0; stack1=156; stack2=254; stack3=129; stack4=23; cobegin getspace(); release(100); cout<<"top="<<top<<endl; for(;top>=0;top-) cout<<"stack"<<

4、top<<"="<<stacktop<<endl;實(shí)驗(yàn)2、同步關(guān)系_奇數(shù)偶數(shù)假定有三個(gè)進(jìn)程R、W1、W2共享一個(gè)緩沖區(qū)B，而B每次只能存放一個(gè)整數(shù)。當(dāng)緩沖區(qū)中無數(shù)時(shí)，進(jìn)程R可以從輸入設(shè)備上讀入一個(gè)整數(shù)并存入B中；若存到B中的數(shù)是奇數(shù)，則允許進(jìn)程W1將其取出打??；若是偶數(shù)，則允許進(jìn)程W2將其取出打印。另外規(guī)定：進(jìn)程R必須等B中的數(shù)被取出打印后才能再存放下一個(gè)數(shù)，進(jìn)程W1或W2對(duì)每次存入的數(shù)只能打印一次并且都不能從空的緩沖區(qū)中取數(shù)。請(qǐng)用PV操作實(shí)現(xiàn)R、W1和W2三個(gè)進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行。代碼：Int buf; semaphore s1=1;s2=0

5、;s3=0;void r() p(s1);cout<<"input "<<endl;cin>>buf;if(buf%2) v(s2);else v(s3);void w1() p(s2);cout<<"w1'buf="<<buf<<endl;v(s1); void w2() p(s3);cout<<"w2'buf="<<buf<<endl; v(s1); main() cobegin r(); r(); w1()

6、; w2();實(shí)驗(yàn)二一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?目的 1、進(jìn)程通信是多任務(wù)協(xié)作的基礎(chǔ)，具有廣泛的應(yīng)用。2、熟悉Linux的基于消息隊(duì)列的進(jìn)程通信的系統(tǒng)調(diào)用，并實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單的C/S結(jié)構(gòu)的實(shí)例。二、Linux環(huán)境下常見shell命令cd 改變當(dāng)前的工作目錄cd /usr/srcLs 列出當(dāng)前目錄的文件名及子目錄名ls l *.ccp文件拷貝cp *.c /mnt/usbrm刪除文件rm a.outmkdir創(chuàng)建一個(gè)子目錄mkdir /usr/myDatarmdir刪除一個(gè)子目錄rmdir /usr/myDatachmod設(shè)置文件的存取權(quán)限chmod 777 myCC.shfdisk查看文件系統(tǒng)fdisk lmo

7、unt裝載文件系統(tǒng)mount /dev/sda0 /mnt/usbumount卸載文件系統(tǒng)umount /mnt/usbpwd顯示當(dāng)前工作目錄pwdps顯示當(dāng)前運(yùn)行的進(jìn)程ps akill刪除運(yùn)行中的進(jìn)程kill 3685cc基本使用實(shí)例用法結(jié)果說明cc ex2.c編譯后生成可執(zhí)行目標(biāo)文件a.outcc o ex2 ex2.c編譯后生成可執(zhí)行目標(biāo)文件ex2cc I/mnt/usb /include ex2.c編譯器編譯過程除了在默認(rèn)路徑、還可以在指定的路徑/mnt/usb/include下查找源文件包含的頭文件cc L/mnt/usb/lib ex2.c編譯器在自動(dòng)連接時(shí)，除了在默認(rèn)路徑、還可以

8、在指定的路徑/mnt/usb/lib下查找源文件用到的庫文件.另外在命令狀態(tài)下：DD ：剪切一行 NDD ：剪切N行 DW :剪切一個(gè)單詞 NDW :剪切N個(gè)單詞 P ：粘貼 YY :復(fù)制一行 NYY :復(fù)制N行 YW:復(fù)制一個(gè)單詞 NYW :復(fù)制N個(gè)單詞虛擬機(jī)里linux對(duì)u盤的操作首先在終端輸入：fdisk l然后會(huì)看到下面的信息：紅線所畫的就是我們的優(yōu)盤接下來，創(chuàng)建一個(gè)文件夾用于映射u盤，具體命令如下：mkdir dinglinmount /dev/sdb1 dinglin（dev表示device，sdb1就是優(yōu)盤的編號(hào)，這句話表示吧優(yōu)盤映射到dinglin文件夾）現(xiàn)在，已經(jīng)成功把優(yōu)盤映

9、射到dinglin文件夾然后輸入以下命令，進(jìn)入優(yōu)盤并查看文件Cd dinglinLs（從圖片中可以看到我們需要的兩個(gè)文件：cnt.c，svr.c）接下來要做的便是把文件備份一下，具體操作如下：輸入以下代碼：Cd rootMkdir diskCp /root/dinglin/cnt.c /root/diskCp /root/dinglin/svr.c /root/diskCd diskLs第一句，因?yàn)閯倓偽覀兺ㄟ^cd dinglin進(jìn)入了U盤，所以現(xiàn)在要返回root文件夾下面，不然文件夾就建到了U盤里面第2句：因?yàn)樾陆K端默認(rèn)打開的是root文件夾，這句話表示在root文件夾下面新建了disk文件

10、夾第3、4句：雖然我們已經(jīng)新建了disk，但是我們還在root文件夾下面，所以要輸入完整的路徑才能把文件復(fù)制到指定文件夾，/root/dinglin/svr.c表示源文件位置，/root/disk表示目標(biāo)路徑在復(fù)制文件的時(shí)候還有其他種方法，這里就不貼圖了Cd /rootMkdir diskCd dinglinCp cnt.c /root/diskCd /root/disk這種方法是進(jìn)入U(xiǎn)盤把文加復(fù)制過去，因?yàn)檫M(jìn)入了dinglin文件夾，所以不需要輸入完整的文件源地址現(xiàn)在，可以開始編譯和運(yùn)行了，操作如下Cc o cnt cnt.cLs./cnt第一句表示把cnt.c編譯問指定文件名的程序，第一個(gè)

11、cnt就是編譯后的文件的名稱，后面的cnt.c是我們的源文件通過ls命令。我們看到文件夾里面多出一個(gè)cnt的文件，現(xiàn)在，直接輸入./cnt運(yùn)行就可以了運(yùn)行完畢之后就是卸載U盤了，操作如下Cd /rootUmount dinglin因?yàn)槲覀冊(cè)趓oot下面建的dinglin，所以必須返回root才能umount，如果顯示device is busy,說明你可能有其他終端打開了U盤而沒有退出去，直接把其他終端關(guān)閉，在執(zhí)行一次就ok了三、消息隊(duì)列通信消息機(jī)制提供四個(gè)系統(tǒng)調(diào)用，分別是：int msgget(key_t key, int msgflg);int msgsnd(int msgqid, str

12、uct msgbuf *msgp, size_t msgsz, int msgflg)int msgrcv(int msgqid, struct msgbuf *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg)int msgctl(int msgqid, int cmd, struct msgqid_ds *buf)注意：在使用各種通信機(jī)制的系統(tǒng)調(diào)用前，必須include三個(gè)頭文件：<sys/types.h><sys/ipc.h><sys/msg.h>1）int msgget(key_t key, int msgflg

13、);參數(shù)KEY是一個(gè)鍵值，由FTOK獲得；MSGFLG參數(shù)是一些標(biāo)志位。該調(diào)用返回與健值KEY相對(duì)應(yīng)的消息隊(duì)列描述字。在以下兩種情況下，該調(diào)用將創(chuàng)建一個(gè)新的消息隊(duì)列：如果沒有消息隊(duì)列與健值KEY相對(duì)應(yīng)，并且MSGFLG中包含了IPC_CREAT標(biāo)志位；KEY參數(shù)為IPC_PRIVATE；參數(shù)MSGFLG可以為以下：IPC_CREAT、IPC_EXCL、IPC_NOWAIT或三者的或結(jié)果。調(diào)用返回：成功返回消息隊(duì)列描述字，否則返回-1。注：參數(shù)KEY設(shè)置成常數(shù)IPC_PRIVATE并不意味著其他進(jìn)程不能訪問該消息隊(duì)列，只意味著即將創(chuàng)建新的消息隊(duì)列。2）int msgrcv(int msgqid,

14、 struct msgbuf *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg)該系統(tǒng)調(diào)用從msgid代表的消息隊(duì)列中讀取一個(gè)消息，并把消息存儲(chǔ)在msgp指向的msgbuf結(jié)構(gòu)中。msqid為消息隊(duì)列描述字；消息返回后存儲(chǔ)在msgp指向的地址，msgsz指定msgbuf的mtext成員的長度（即消息內(nèi)容的長度），msgtyp為請(qǐng)求讀取的消息類型；讀消息標(biāo)志msgflg可以為以下幾個(gè)常值的或：IPC_NOWAIT 如果沒有滿足條件的消息，調(diào)用立即返回，此時(shí)，errno=ENOMSG IPC_EXCEPT 與msgtyp>0配合使用，返回隊(duì)列中第一個(gè)類

15、型不為msgtyp的消息 IPC_NOERROR 如果隊(duì)列中滿足條件的消息內(nèi)容大于所請(qǐng)求的msgsz字節(jié)，則把該消息截?cái)?，截?cái)嗖糠謱G失。 msgrcv手冊(cè)中詳細(xì)給出了消息類型取不同值時(shí)(>0; <0; =0)，調(diào)用將返回消息隊(duì)列中的哪個(gè)消息。msgrcv()解除阻塞的條件有三個(gè)：1.消息隊(duì)列中有了滿足條件的消息； 2. msqid代表的消息隊(duì)列被刪除； 3.調(diào)用msgrcv（）的進(jìn)程被信號(hào)中斷； 調(diào)用返回：成功返回讀出消息的實(shí)際字節(jié)數(shù)，否則返回-1。3）int msgsnd(int msgqid, struct msgbuf *msgp, size_t msgsz, int ms

16、gflg)向msgid代表的消息隊(duì)列發(fā)送一個(gè)消息，即將發(fā)送的消息存儲(chǔ)在msgp指向的msgbuf結(jié)構(gòu)中，消息的大小由msgze指定。對(duì)發(fā)送消息來說，有意義的msgflg標(biāo)志為IPC_NOWAIT，指明在消息隊(duì)列沒有足夠空間容納要發(fā)送的消息時(shí)，msgsnd是否等待。造成msgsnd()等待的條件有兩種：當(dāng)前消息的大小與當(dāng)前消息隊(duì)列中的字節(jié)數(shù)之和超過了消息隊(duì)列的總?cè)萘浚?當(dāng)前消息隊(duì)列的消息數(shù)（單位"個(gè)"）不小于消息隊(duì)列的總?cè)萘浚▎挝?quot;字節(jié)數(shù)"），此時(shí)，雖然消息隊(duì)列中的消息數(shù)目很多，但基本上都只有一個(gè)字節(jié)。 調(diào)用返回：成功返回0，否則返回-1。4）int ms

17、gctl(int msgqid, int cmd, struct msgqid_ds *buf)該系統(tǒng)調(diào)用對(duì)由msqid標(biāo)識(shí)的消息隊(duì)列執(zhí)行cmd操作，共有三種cmd操作：IPC_STAT、IPC_SET 、IPC_RMID。1. IPC_STAT：該命令用來獲取消息隊(duì)列信息，返回的信息存貯在buf指向的msqid結(jié)構(gòu)中； 2. IPC_SET：該命令用來設(shè)置消息隊(duì)列的屬性，要設(shè)置的屬性存儲(chǔ)在buf指向的msqid結(jié)構(gòu)中；可設(shè)置屬性包括：msg_perm.uid、msg_perm.gid、msg_perm.mode以及msg_qbytes，同時(shí)，也影響msg_ctime成員。 3. IPC_RM

18、ID：刪除msqid標(biāo)識(shí)的消息隊(duì)列； 調(diào)用返回：成功返回0，否則返回-1。四、消息隊(duì)列應(yīng)用實(shí)例（1）題目：基于通信的字符串傳遞，實(shí)現(xiàn)在客戶端輸入一個(gè)字符串，服務(wù)器端進(jìn)行倒序，再到客戶端輸出。client.c#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/msg.h>#define MSGKEY 75struct msgformlong mtype;char sour256;char dest256;int sour_pid;char mtext256;int length = sizeof(st

19、ruct msgform)-sizeof(long);main()struct msgform msg;int msgqid,pid;msgqid = msgget(MSGKEY,0777);printf("msgqid=%dn",msgqid);pid=getpid();printf("input string :");scanf("%s",&msg.sour);msg.sour_pid = pid; msg.mtype=1;msgsnd(msgqid,&msg,length,0);msgrcv(msgqid,&am

20、p;msg,length,msg.sour_pid,0);printf("client: msgqid = %dn",msgqid);printf("receive from pid = %dn",msg.sour_pid);printf("receive string is %sn",msg.dest);server.c#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/msg.h>#define MSGKEY 75struct msgf

21、ormlong mtype;char sour256;char dest256;int sour_pid;char mtext256;msg;int msgqid;int length = sizeof(struct msgform)-sizeof(long);main()int i,pid;extern cleanup();for(i=0;i<20;i+)signal(i,cleanup);msgqid = msgget(MSGKEY,0777|IPC_CREAT);printf("server is ready . npid = %dn",getpid();for

22、(;)msgrcv(msgqid,&msg,length,1,0);printf("server: receive from pid=%dn",msg.sour_pid);printf("client string is %sn",msg.sour);msg.mtype = msg.sour_pid;msg.sour_pid = getpid();int j = 0;int len = strlen(msg.sour);for(i=len-1;i>=0;i-)msg.destj+ = msg.souri;printf("strin

23、g is %sn",msg.dest);msgsnd(msgqid,&msg,length,0);cleanup()msgctl(msgqid,IPC_RMID,0);exit(0); （2）兩個(gè)進(jìn)程利用通信進(jìn)行協(xié)作，實(shí)現(xiàn)簡單的四則運(yùn)算。一個(gè)進(jìn)程稱為客戶進(jìn)程(Client)，其任務(wù)是從鍵盤上接收3個(gè)參數(shù)：兩個(gè)操作數(shù)和一個(gè)運(yùn)算操作符，然后把這3個(gè)參數(shù)發(fā)送給另一個(gè)進(jìn)程，即服務(wù)器進(jìn)程(Server)；服務(wù)器進(jìn)程接收客戶進(jìn)程的請(qǐng)求，并根據(jù)提供的運(yùn)算操作符，對(duì)兩個(gè)操作數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，服務(wù)器把運(yùn)算的結(jié)果返回給客戶。client：#include <sys/types.h>#inc

24、lude <sys/ipc.h>#include <sys/msg.h>#define MSGKEY 75struct msgformlong mtype;float a,b,result;char f3;int sour_pid;int length = sizeof(struct msgform)-sizeof(long);main()struct msgform msg;int msgqid,pid;msgqid = msgget(MSGKEY,0777);pid=getpid();printf("input a = ");scanf(&quo

25、t;%f",&msg.a);printf("input b = ");scanf("%f",&msg.b);printf("input operator = ");scanf("%s",&msg.f);if(msg.f0='/' && msg.b=0)printf("Errorn");return 0;msg.sour_pid = pid; msg.mtype=1;msgsnd(msgqid,&msg,length,0);

26、msgrcv(msgqid,&msg,length,msg.sour_pid,0);printf("result = %fn",msg.result);server:#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/msg.h>#define MSGKEY 75struct msgformlong mtype;float a,b,result;char f3;int sour_pid;int msgqid;int length = sizeof(struct msgform)-sizeof(long);main()struct msgform msg;int i,pid;extern cleanup();for(i=0;i<20;i+)signal(i,cleanup);msgqid = msgget(MSGKEY,0777|IPC_CREAT);printf("server is waiting.n");for(;)msgrcv(msgqid,&msg,length,1,0);printf("a = %fn",msg.a);printf("b = %fn",msg.b);pr