43操作系统原理实验报告

[键入文字]操作系统原理实验报告学院：专业：班级：学号：姓名：2011-2012学年第2学期1目录实验1进程管理.........................................2实验2进程通信.........................................9实验3存储管理........................................15实验4文件系统........................................242实验1进程管理一、实验目的1.弄清进程和程序的区别，加深对进程概念的理解。2.了解并发进程的执行过程，进一步认识并发执行的实质。3.掌握解决进程互斥使用资源的方法。二、实验内容1.管道通信使用系统调用pipe()建立一个管道，然后使用系统调用fork()创建2个子进程p1和p2。这2个子进程分别向管道中写入字符串：“Childprocessp1issendingmessage！”和“Childprocessp2issendingmessage！”，而父进程则从管道中读出来自两个子进程的信息，并显示在屏幕上。2.软中断通信使用系统调用fork()创建2个子进程p1和p2，在父进程中使用系统调用signal()捕捉来自键盘上的软中断信号SIGINT(即按Ctrl-C)，当捕捉到软中断信号SIGINT后，父进程使用系统调用kill()分别向2个子进程发出软中断信号SIGUSR1和SIGUSR2，子进程捕捉到信号后分别输出信息“Childprocessp1iskilledbyparent！”和“Childprocessp2iskilledbyparent！”后终止。而父进程等待2个子进程终止后，输出信息“Parentprocessiskilled！”后终止。三、实验要求1.根据实验内容编写C程序。2.上机调试程序。3.记录并分析程序运行结果。3四、程序说明和程序流程图实验1管道通信——所涉及的流程图：实验2软中断信号——所涉及的流程图：4五、程序代码/*expe1_1.c*/#includestdio.hvoidmain(){inti,r,p1,p2,fd[2];charbuf[50],s[50];pipe(fd);/*父进程建立管道*/while((p1=fork())==-1);/*创建子进程P1，失败时循环*/if(p1==0)/*由子进程P1返回，执行子进程P1*/{lockf(fd[1],1,0);/*加锁锁定写入端*/sprintf(buf,ChildprocessP1issendingmessages!\n);printf(ChildprocessP1!\n);write(fd[1],buf,50);/*把buf中的50个字符写入管道*/sleep(5);/*睡眠5秒，让父进程读*/5lockf(fd[1],0,0);/*释放管道写入端*/exit(0);/*关闭P1*/}else/*从父进程返回，执行父进程*/{while((p2=fork())==-1);/*创建子进程P2，失败时循环*/if(p2==0)/*从子进程P2返回，执行子进程P2*/{lockf(fd[1],1,0);/*锁定写入端*/sprintf(buf,ChildprocessP2issendingmessages!\n);printf(ChildprocessP2!\n);write(fd[1],buf,50);/*把buf中的字符写入管道*/sleep(5);/*睡眠5秒，让父进程读*/lockf(fd[1],0,0);/*释放管道写入端*/exit(0);/*关闭P2*/}wait(0);if((r=read(fd[0],s,50))==-1)printf(cannotreadpipe!\n);elseprintf(%s,s);wait(0);if((r=read(fd[0],s,50))==-1)printf(cannotreadpipe!\n);elseprintf(%s,s);exit(0);}}/*exp1-2.c*/#includestdio.h#includestdlib.h#includesignal.hintp1,p2;voidmain(){voidppdo();voidp1do();voidp2do();signal(SIGINT,ppdo);p1=fork();if(p1==0){signal(SIGUSR1,p1do);for(;;);6}else{p2=fork();if(p2==0){signal(SIGUSR2,p2do);for(;;);}}wait(0);wait(0);printf(\nParentprocessiskilled!\n);exit(0);}voidppdo(){kill(p1,SIGUSR1);kill(p2,SIGUSR2);}voidp1do(){printf(\nChildprocessp1iskilledbyparent!\n);exit(0);}voidp2do(){printf(\nChildprocessp2iskilledbyparent!\n);exit(0);}六、程序运行结果及分析实验1管道通信运行结果截图7实验1管道通信结果分析父进程建立后，创建了子进程P1，P2，然后P1，P2分别向管道中写入字符串“Childprocessp1issendingmessage!”和“Childprocessp2issendingmessage!”，父进程从管道中读取字符串。实验2软中断通信运行结果截图8实验2软中断通信结果分析先预设中断信号SIGINT，再先后创建子进程P1和P2，预设中断信号SIGUSR1，SIGUER2，当我们按下“Ctrl+C”时，父进程发出中断信号SIGUSR1和SIGUSR2，通知子进程P1和P2，子进程捕捉到信号后分别输出相应的信息后，终止，最后输出“Parentprocessiskilled!”后终止。实验后思考：通过这次实验，深刻地了解到了管道通信和软中断通信的详细过程，深化了老师课堂上的讲解，对整个过程的把握也更加清晰了。很值得的一次学习经历，做完实验，再画流程图，程序运行的细节熟悉于心，了如指掌。七．指导教师评议成绩等级9实验2进程通信一、实验目的1.了解进程间通信IPC的三种方式：消息队列、共享内存和信号量。2.掌握使用消息队列进行进程间通信的有关系统调用和编程方法。3.掌握使用共享内存进行进程间通信的有关系统调用和编程方法。二、实验内容1.消息队列使用系统调用msgget()、msgsnd()、msgrcv()和msgctl()，用消息队列机制实现客户进程和服务器进程间的通信。客户进程首先建立一个描述符为msgqid的消息队列，接着向服务器进程发送一个消息正文为自己的进程标识pid且类型为1的消息，然后接收来自服务器进程的消息，并在屏幕上显示：“Clientreceivesamessagefromxxxx！”，其中“xxxx”为服务器进程的进程标识。服务器进程首先捕捉软中断信号(除不能捕捉的SIGKILL)，若捕捉到时则调用函数cleanup()删除消息队列，终止服务器进程。否则重复下列操作：接收所有类型为1的消息，并在屏幕上显示：“Serverreceivesamessagefromxxxx！”，其中“xxxx”为客户进程的进程标识；然后服务器进程将客户进程的进程标识作为返回消息的类型，而将自己的进程标识作为消息正文发送给客户进程。2.共享内存使用系统调用shmget()、shmat()和shmctl()，用共享内存机制实现进程间的通信。其中一个进程向共享内存中写入数据，另一个进程从共享内存中读出数据并显示在屏幕上。三、实验要求1.根据实验内容编写C程序。2.上机调试程序。3.记录并分析程序运行结果。四、程序说明和程序流程图实验1消息队列流程图1011五、程序代码实验1消息队列/*msg_client.c*/#includesys/types.h#includesys/ipc.h#includesys/msg.h#defineMSGKEY75structmsgform{longmtype;charmtext[256];}main(){structmsgformmsg;intmsgqid,pid,*pint;/*文件主同组用户其他用户rwxrwxrwx*/msgqid=msgget(MSGKEY,0777);/*rw-rw-rw-*/pid=getpid();pint=(int*)msg.mtext;*pint=pid;msg.mtype=1;msgsnd(msgqid,&msg,sizeof(int),0);msgrcv(msgqid,&msg,256,pid,0);printf(client:receivefrompid%d\n,*pint);}/*msg_server.c*/#includesys/types.h#includesys/ipc.h#includesys/msg.h#defineMSGKEY75structmsgform{longmtype;charmtext[256];}msg;intmsgqid;main(){inti,pid,*pint;externcleanup();for(i=0;i20;i++)signal(i,cleanup);msgqid=msgget(MSGKEY,0777|IPC_CREAT);for(;;){msgrcv(msgqid,&msg,256,1,0);12pint=(int*)msg.mtext;pid=*pint;printf(server:receivefrompid%d\n,pid);msg.mtype=pid;*pint=getpid();msgsnd(msgqid,&msg,sizeof(int),0);}}cleanup(){msgctl(msgqid,IPC_RMID,0);exit(0);}实验2共享内存#includesys/types.h#includesys/ipc.h#includesys/shm.h#defineSHMKEY75#defineK1024intshmid;main(){inti,*pint;char*addr;externchar*shmat();shmid=shmget(SHMKEY,8*K,0777);addr=shmat(shmid,0,0);pint=(int*)addr;while(*pint==0)for(i=0;i256;*pint++)printf(%d\n,*pint++);}#includesys/types.h#includesys/ipc.h#includesys/shm.h#defineSHMKEY75#defineK1024intshmid;main(){inti,*pint;char*addr;externchar*shmat();13externcleanup();for(i=0;i20;i++)sinal(i,cleanup);shmid=shmget(SHMKEY,16*K,0777|IPC_CREAT);addr=shmat(shmid,0,0);printf(addr0x%x\n,addr);pint=(int*)addr;for(i=0;i256;i++)*pint++=i;pint=(int*)addr;*pint=256;pause();}cleanup(){shmctl(shmid,IPC_RMID,0);exit(0);}六、程序运行结果及分析实验1消息队列运行结果截图客户端：服务器端：14实验1消息队列结果分析服务端程序监听软中断，建立消息队列，循环在队列中接收类型为1的消息，每接收一个消息向队列中增加一个类型为客户进程ID的消息