安徽工业大学操作系统实验报告.docx
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安徽工业大学操作系统实验报告
《操作系统教程》
实验报告书
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指导教师
2015年12月28号
实验一WINDOWS进程初识
1、实验目的
（1）学会使用VC编写基本的Win32ConsolApplication（控制
（2）台应用程序）。
（3）掌握WINDOWSAPI的使用方法。
（4）编写测试程序，理解用户态运行和核心态运行。
2、实验内容和步骤
（1）编写基本的Win32ConsolApplication
步骤1：
登录进入Windows，启动VC++6.0。
步骤2：
在“FILE”菜单中单击“NEW”子菜单，在“projects”选项卡中选择“Win32ConsolApplication”,然后在“Projectname”处输入工程名，在“Location”处输入工程目录。
创建一个新的控制台应用程序工程。
步骤3：
在“FILE”菜单中单击“NEW”子菜单，在“Files”选项卡中选择“C++SourceFile”,然后在“File”处输入C/C++源程序的文件名。
步骤4：
将清单1-1所示的程序清单复制到新创建的C/C++源程序中。
编译成可执行文件。
步骤5：
在“开始”菜单中单击“程序”-“附件”-“命令提示符”命令，进入Windows“命令提示符”窗口，然后进入工程目录中的debug子目录，执行编译好的可执行程序：
E:
\课程\os课\os实验\程序\os11\debug>hello.exe
运行结果（如果运行不成功，则可能的原因是什么？
）：
运行成功，截图：
（2）计算进程在核心态运行和用户态运行的时间
步骤1：
按照
（1）中的步骤创建一个新的“Win32ConsolApplication”工程，然后将清单1-2中的程序拷贝过来，编译成可执行文件。
步骤2：
在创建一个新的“Win32ConsolApplication”工程，程序的参考程序如清单1-3所示，编译成可执行文件并执行。
步骤3：
在“命令提示符”窗口中运行步骤1中生成的可执行文件，测试步骤2中可执行文件在核心态运行和用户态运行的时间。
E:
\课程\os课\os实验\程序\os12\debug>timeTEST.exe
步骤4：
运行结果（如果运行不成功，则可能的原因是什么？
）：
processID:
3716,EXEfile:
3.exe,%dinKernelmode:
60
步骤5：
分别屏蔽While循环中的两个for循环，或调整两个for循环的次数，写出运行结果。
屏蔽i循环：
processID:
1412,EXEfile:
3.exe,%dinKernelmode:
62
屏蔽j循环：
processID:
1816,EXEfile:
3.exe,%dinKernelmode:
34
调整循环变量i的循环次数：
processID:
2616,EXEfile:
3.exe,%dinKernelmode:
64
调整循环变量j的循环次数：
processID:
1868,EXEfile:
3.exe,%dinKernelmode:
50
3、实验结论
对Win32ConsolApplication有进一步的认识，WIN32API也就是Windows32平台的应用程序编程接口。
用户态运行和核心态运行，核心态就是一个是直接的代码运行，即win32consolApplication下代码运行；而用户态是在DOS下运行的，对编译好的程序进行的运行，核心态速度较快，没有太多的约束，而用户态的运行需要时间较长，由于有相应的约束。
实验二进程管理
1、实验目的
1）通过创建进程、观察正在运行的进程和终止进程的程序设计和调试操作，进一步熟悉操作系统的进程概念，理解Windows进程的“一生”。
2）通过阅读和分析实验程序，学习创建进程、观察进程、终止进程以及父子进程同步的基本程序设计方法。
2、实验内容和步骤
（1）.创建进程
本实验显示了创建子进程的基本框架。
该程序只是再一次地启动自身，显示它的系统进程ID和它在进程列表中的位置。
步骤1：
创建一个“Win32ConsolApplication”工程，然后拷贝清单2-1中的程序，编译成可执行文件。
步骤2：
在“命令提示符”窗口运行步骤1中生成的可执行文件。
运行结果：
范例：
E:
\课程\os课\os实验\程序\os11\debug>os21
（假设编译生成的可执行文件是os21.exe）
ProcessID:
3012,CloneID:
0
ProcessID:
2748,CloneID:
1
ProcessID:
4044,CloneID:
2
ProcessID:
2896,CloneID:
3
ProcessID:
1588,CloneID:
4
ProcessID:
2144,CloneID:
5
按下ctrl+alt+del，调用windows的任务管理器，记录进程相关的行为属性：
步骤3：
在“命令提示符”窗口加入参数重新运行生成的可执行文件。
运行结果：
范例：
E:
\课程\os课\os实验\程序\os11\debug>os213
（假设编译生成的可执行文件是os21.exe）
ProcessID:
3112,CloneID:
3
ProcessID:
1380,CloneID:
4
ProcessID:
3576,CloneID:
5
按下ctrl+alt+del，调用windows的任务管理器，记录进程相关的行为属性：
步骤4：
修改清单2-1中的程序，将nClone的定义和初始化方法按程序注释中的修改方法进行修改，编译成可执行文件（执行前请先保存已经完成的工作）。
再按步骤2中的方式运行，看看结果会有什么不一样。
运行结果：
ProcessID:
3112,CloneID:
3
ProcessID:
1380,CloneID:
4
ProcessID:
3576,CloneID:
5
从中你可以得出什么结论：
nClone的作用：
控制ID的起始值，并控制其输出窗口的数量。
_
变量的定义和初始化方法（位置）对程序的执行结果有影响吗？
为什么？
有影响，变量的定义影响了程序的结果数目，还影响了ID的其实位置，由于变量的初始化使程序的循环次数发生改变，直接改变了结果，所以结果由变量的不同而不同。
（2）.父子进程的简单通信及终止进程
步骤1：
创建一个“Win32ConsolApplication”工程，然后拷贝清单2-2中的程序，编译成可执行文件。
步骤2：
在VC的工具栏单击“ExecuteProgram”（执行程序）按钮，或者按Ctrl+F5键，或者在“命令提示符”窗口运行步骤1中生成的可执行文件。
运行结果：
范例：
E:
\课程\os课\os实验\程序\os11\debug>os22
（假设编译生成的可执行文件是os22.exe）
步骤3：
按源程序中注释中的提示，修改源程序2-2，编译执行（执行前请先保存已经完成的工作）。
运行结果：
死循环
在程序中加入跟踪语句，或调试运行程序，同时参考MSDN中的帮助文件CreateProcess（）的使用方法，理解父子进程如何传递参数。
给出程序执行过程的大概描述：
产生的应用程序的名称（本EXE文件）,告诉其行为像一个子进程的标志，不继承句柄，使用新的控制台，新的环境，启动信息，返回的进程信息。
步骤4：
填空
CreateProcess（）函数有__8个核心参数？
本实验程序中设置的各个参数的值是：
a.szFilename；
b.szCmdLine,；
c.NULL；
d.NULL；
e.FALSE；
f.CREATE_NEW_CONSOLE；
g.NULL；
h.NULL。
步骤5：
按源程序中注释中的提示，修改源程序2-2，编译执行。
运行结果：
步骤6：
参考MSDN中的帮助文件CreateMutex（）、OpenMutex（）、ReleaseMutex（）和WaitForSingleObject（）的使用方法，理解父子进程如何利用互斥体进行同步的。
给出父子进程同步过程的一个大概描述：
首先，进程创建一个互斥体，打开互斥体，如遇到互斥，则进行处理，处理完后，释放互斥体，下面便是进程等待下一个要处理的项目。
3、实验结论
每个进程都从调用CreateProcess（）API函数开始，该函数的任务是在对象管理器子系统内初始化进程对象。
每一进程都以调用ExitProcess（）或TerminateProcess（）API函数终止。
通常应用程序的框架负责调用ExitProcess（）函数。
进程都是有始有终，其中有中断，还有处理进程间互斥的函数，已达到进程的完成后自然终止。
实验三进程同步的经典算法
1、实验目的
1）回顾系统进程、线程的有关概念，加深对Windows2000线程的理解。
2）了解互斥体对象，通过对生产者消费者等进程间同步与互斥经典算法的实现，加深对P、V原语以及利用P、V原语进行进程间同步与互斥操作的理解。
2、实验内容和步骤
（1）.生产者消费者问题
步骤1：
创建一个“Win32ConsolApplication”工程，然后拷贝清单3-1中的程序，编译成可执行文件。
步骤2：
在“命令提示符”窗口运行步骤1中生成的可执行文件。
运行结果：
范例：
E:
\课程\os课\os实验\程序\os11\debug>os31
（假设编译生成的可执行文件是os31.exe）
步骤3：
仔细阅读源程序，找出创建线程的WINDOWSAPI函数，回答下列问题：
线程的第一个执行函数是什么（从哪里开始执行）？
它位于创建线程的API函数的第几个参数中？
第一个执行函数是：
DWORDWINAPIProducer（LPVOIDlpPara）
Produce（）;
它位于创建线程的API函数的第3个参数中。
步骤4：
修改清单3-1中的程序，调整生产者线程和消费者线程的个数，使得消费者数目大与生产者，看看结果有何不同。
运行结果：
从中你可以得出什么结论：
生产速度快，生产者经常等待消费者；反之，消费者经常等待。
步骤5：
修改清单3-1中的程序，按程序注释中的说明修改信号量EmptySemaphore的初始化方法，看看结果有何不同。
运行结果：
步骤6：
根据步骤4的结果，并查看MSDN，回答下列问题
1）CreateMutex中有几个参数，各代表什么含义。
答：
有三个参数.
1.LPSECURITY_ATTRIBUTESlpMutexAttributes代表安全属性的指针
2.BOOLbInitialOwner代表布尔bInitialOwner
3.LPCTSTRlpName代表LPCTSTR类型lpName
2）CreateSemaphore中有几个参数，各代表什么含义，信号量的初值在第几个参数中。
四个:
lpSemaphoreAttributesSECURITY_ATTRIBUTES，指定一个SECURITY_ATTRIBUTES结构，或传递零值——表示采用不允许继承的默认描述符。
该参数定义了信号机的安全特性;lInitialCountLong，设置信号机的初始计数。
可设置零到lMaximumCount之间的一个值;lMaximumCountLong，设置信号机的最大计数;lpNameString，指定信号机对象的名称。
3）程序中P、V原语所对应的实际WindowsAPI函数是什么
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