操作系统课设.docx
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操作系统课设
操作系统课设
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3实验目的
·掌握Linux操作系统的使用方法；
·了解Linux系统内核代码结构；
·掌握实例操作系统的实现方法；
4实验环境
本次课程设计采用的操作系统环境是windows8、Ubuntu双系统，Ubuntu系统版本号为14.04，内核版本号为linux3.13.0；采用的编程环境为CodeBlocksIDE和QtCreator。
5实验内容
5.1实验一
掌握Linux操作系统的使用方法，包括键盘命令、系统调用；掌握在Linux下的编程环境。
（1）编写一个C程序，其内容为实现文件拷贝的功能。
（2）编写一个C程序，其内容为分窗口同时显示三个并发进程的运行结果。
要求用到Linux下的图形库（GTK/Qt）。
5.2实验二
掌握系统调用的实现过程，通过编译内核方法，增加一个新的系统调用，另编写一个应用程序，调用新增加的系统调用。
实现的功能是：
文件拷贝。
5.3实验三
掌握增加设备驱动程序的方法。
通过模块方法，增加一个新的设备驱动程序，其功能可以简单。
（实现字符设备的驱动）
5.4实验四（选做）
了解和掌握/proc文件系统的特点和使用方法
（1）了解/proc文件的特点和使用方法；
（2）监控系统状态，显示系统中若干部件使用状态；
（3）用图形界面实现系统监控状态；
5.5实验五（选做）
设计并实现一个模拟的文件系统。
多用户的多级目录的文件系统设计。
多用户、多级目录、login（用户登录）、系统初始化（建文件卷，提供登录模块）、文件的创建、文件的打开、文件的读写、文件关闭、删除文件、创建目录（建立子目录）、改变当前目录、列出文件目录、退出。
6设计与实现
6.1实验一
6.1.1实验要求
掌握Linux操作系统的使用方法，包括键盘命令、系统调用；掌握在Linux下的编程环境。
6.1.2具体实现
本实验内容是用CodeBlocksIDE实现的，该软件整合了函数库和编译器，因此使用起来非常方便。
（1）编写一个C程序，其内容为实现文件拷贝的功能。
在windows操作系统上实现的文件拷贝功能一般使用fopen、fread、fwrite三个来自标准C函数库的函数执行对文件的打开、读、写操作，而本次实验要求使用Linux系统的系统调用open、read、write实现上述三个操作。
用到的主要头文件如下：
stdio.h——标准输入输出头文件
string.h——字符串处理相关头文件
unistd.h——Linux系统调用头文件，比如read、write
fcntl.h——包含open系统调用
errno.h——包含一些调试错误时用到的变量
具体实现思路：
打开两个文件（分别是源文件和目标文件，可以是任意字符流形式存储的文件，包括文本文件、照片等），调用read函数读取源文件的内容，将read的返回值作为while循环的判断条件，当返回值大于0（即还未读取完毕源文件中的内容）时，调用write执行向目标文件写的操作，否则跳出循环，表示源文件已经被拷贝到目标文件，然后调用close关闭源文件和目标文件。
代码编写完成后，在CodeBlocks上编译运行即可。
程序运行之前，桌面上只有“教程.docx”，运行之后，桌面上新建了“教程副本.docx”，并且“教程.docx”中的内容被复制到了“教程副本.docx”，程序运行结果如下所示：
详细代码见4.1.3。
（2）编写一个C程序，其内容为分窗口同时显示三个并发进程的运行结果。
要求用到Linux下的图形库（GTK/Qt）。
本次实验使用的图形库是跨平台的开发工具Qt。
首先下载Qt的安装包并安装。
Qt安装完之后，先新建一个Qt控制台应用MAIN作为主进程，用于调用三个并发的子进程。
在主进程的main函数中，使用fork创建三个子进程，若进程创建成功（即fork函数返回值等于0），则使用execv函数进入对应的子进程（get、copy、put）。
主进程程序编写完成后，再新建三个QtWidgetsApplication，分别作为三个子进程get、copy、put（所实现的功能并不是拷贝）。
由于三个子进程窗口显示的内容形式一模一样，所以以子进程get为例。
get进程的窗口显示了一下四个内容：
当前时间、子进程名称、子进程的pid和父进程MAIN的pid。
用Qt的对象QDateTime获取系统当前时间，然后将时间转换成一个字符串写在一个QLabel类的实例中，然后将该实例添加至窗口；直接把当前进程名称写在一个标签上然后添加至窗口；使用getpid和getppid函数分别获取当前进程号和父进程号，然后调用sprintf把进程号转换成字符串类型之后写在标签上并添加至窗口即可。
主进程和三个子进程的程序全部编写完后，直接在Qt上编译运行。
程序运行结果如下所示：
详细代码见4.1.3。
6.1.3源代码
（1）文件拷贝源代码
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#defineSIZE10///每次读取的字符数目
char*srcFile="/home/ilbear/桌面/教程.docx";
char*goalFile="/home/ilbear/桌面/教程副本.docx";
intmain（intargc,constchar*argv[]）
{
intsrc,goal;
intread_len;
charbuff[SIZE];
src=open（srcFile,O_RDONLY）;
if（src<0）
{
printf（"Failtoopen%s\n.",srcFile）;
exit
（1）;
}
goal=open（goalFile,O_WRONLY|O_CREAT,0666）;
if（goal<0）
{
printf（"Failtoopen%s\n.",goalFile）;
exit
（1）;
}
while（（read_len=read（src,buff,SIZE））>0）
{
write（goal,buff,read_len）;
}
close（src）;
close（goal）;
return0;
}
（2）三个并发进程
#主进程MAIN
#include
#include
#include
#include
#include
#include
intmain（intargc,char*argv[]）
{
QCoreApplicationa（argc,argv）;
pid_tp1,p2,p3;
if（（p1=fork（））==0）
{
execv（"/home/ilbear/桌面/build-get-Desktop_Qt_5_4_1_GCC_64bit-Debug/get",NULL）;
}
else
{
if（（p2=fork（））==0）
{
execv（"/home/ilbear/桌面/build-copy-Desktop_Qt_5_4_1_GCC_64bit-Debug/copy",NULL）;
}
else
{
if（（p3=fork（））==0）
{
execv（"/home/ilbear/桌面/build-put-Desktop_Qt_5_4_1_GCC_64bit-Debug/put",NULL）;
}
}
}
waitpid（p1,NULL,0）;
waitpid（p2,NULL,0）;
waitpid（p3,NULL,0）;
returna.exec（）;
}
#子进程get
mainwindow.cpp
#include"mainwindow.h"
#include"ui_mainwindow.h"
#include
#include
#include
#include
MainWindow:
:
MainWindow（QWidget*parent）:
QMainWindow（parent）,
ui（newUi:
:
MainWindow）,sharememory1（"share1"）
{
ui->setupUi（this）;
setWindowTitle（"get"）;
setWindowFlags（Qt:
:
Dialog）;
move（0,0）;
resize（500,500）;
charstr[128],f_id[128];
sprintf（str,"%d",getpid（））;
sprintf（f_id,"%d",getppid（））;
ui->textBrowser->setText（"get"）;
ui->textBrowser_2->setText（str）;
ui->textBrowser_3->setText（f_id）;
QTimer*timer=newQTimer（this）;
connect（timer,SIGNAL（timeout（））,this,SLOT（timerUpDate（）））;
timer->start
（1）;
}
MainWindow:
:
~MainWindow（）
{
deleteui;
}
voidMainWindow:
:
timerUpDate（）
{
QDateTimetime=QDateTime:
:
currentDateTime（）;
QStringstr=time.toString（"yyyy-MM-ddhh:
mm:
ssdddd"）;
ui->labelCurDate->setText（str）;
}
#子进程copy
mainwindow.cpp
#include"mainwindow.h"
#include"ui_mainwindow.h"
#include
#include
#include
#include
MainWindow:
:
MainWindow（QWidget*parent）:
QMainWindow（parent）,
ui（newUi:
:
MainWindow）,sharememory1（"share1"）,sharememory2（"share2"）
{
charstr[128],f_id[128];
ui->setupUi（this）;
setWindowTitle（"copy"）;
setWindowFlags（Qt:
:
Dialog）;
move（500,500）;
resize（500,500）;
sprintf（str,"%d",getpid（））;
sprintf（f_id,"%d",getppid（））;
ui->textBrowser->setText（"copy"）;
ui->textBrowser_2
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