操作系统实验报告 linux部分原创.docx

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操作系统实验报告linux部分原创

操作系统实验报告linux部分（原创）

2、3Linux并发程序设计（实验估计时间：

90分钟）Ø背景知识Ø实验目的Ø工具/准备工作Ø实验内容与步骤背景知识管道是Linux中最常用的进程间通信IPC机制。

利用管道时，一个进程的输出可成为另外一个进程的输入。

当输入输出的数据量特别大时，这种IPC机制非常有用。

可以想象，如果没有管道机制，而必须利用文件传递大量数据时，会造成许多空间和时间上的浪费。

在Linux中，通过将两个file结构指向同一个临时的索引节点，而两个索引节点又指向同一个物理页而实现管道。

实验目的1）

通过在Linux进程之间进行的通信实例来学习并发程序设计的方法。

2）

通过Linux进程通信的程序设计与实现，进一步熟悉操作系统的进程概念，理解Linux进程管理概念。

3）

通过阅读和分析Linux实验程序，学习Linux程序设计、调试和运行的方法。

工具/准备工作在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容。

需要准备一台运行Linux操作系统的计算机。

实验内容与步骤并发程序的设计关键是使用创建进程的系统调用，使一个程序运行时可以生成几个同时运行的程序，如果程序中没有创建进程的动作则为顺序程序设计。

本实验中的并发程序例子完成两个程序child和father之间的数据传递工作，具体做法分为四步。

步骤1：

编制并发程序pipeline、c。

单击红帽子，在“GNOME帮助”菜单中单击“附件”-“文本编辑器”命令，在文本编辑中键入程序并保存为pipeline、c。

在该程序中定义管道和文件描述符，并且创建子进程child。

该程序用到的系统调用有pipe（）、dup（）、fork（）、close、execl（）、exit，它们的功能分别是建立管道、复制文件描述符、创建进程并使子进程与父进程有相同的程序正文、关闭文件描述符、用指定文件覆盖调用程序、撤销当前进程。

清单4-5pipeline、c//定义管道程序#defineSTD_INPUT0//定义标准输入设备描述符#defineSTD_OUTPUT1//定义标准输出设备描述符intfd[2];main（）{staticcharprocess1[]="father",process2[]="child";pipe（fd）;//定义管道pipeline（process1,process2）;//调用自定义函数pipeline（）

pipeline（）;exit

（1）;//程序结束}pipeline（char*process1,char*process2）{inti;while（（i=fork（））==-1）;//创建进程，直到创建成功为止if（i）

{close（fd[0]）;//关闭管道输入描述符close（STD_OUTPUT）;//关闭标准输出描述符1dup（fd[1]）;//指定标准输出描述符1为管道写指针close（fd[1]）;//关闭原始管道写指针execl（process1,process1,0）;//用程序father覆盖当前程序printf（"fatherfailed、\n"）;//execl（）执行失败}else{close（fd[1]）;//关闭管道输出描述符close（STD_INPUT）;//关闭标准输入描述符0dup（fd[0]）;//指定标准输入描述符0为管道读指针close（fd[0]）;//关闭原始管道读指针execl（process2,process2,0）;//用程序child覆盖当前程序printf（"childfailed、\n"）;//execl（）执行失败}exit

（2）;//程序结束}步骤2：

编制“管道写”程序father、c作为父进程的一部分工作。

其内容如下：

单击红帽子，在“GNOME帮助”菜单中单击“附件”-“文本编辑器”命令，在文本编辑中键入程序并保存为father、c。

清单4-6father、cmain（）

{staticcharstring[]=“Parentisusingpipewrite、”;intlen;len=sizeof（string）

;write（l,string,len）

;/*将string中的内容写入管道中*/printf（“parent,parent,parent\n\n\n”）

;exit（0）

;}步骤3：

编制“管道读”程序child、c作为子进程的一部分工作。

其内容如下：

单击红帽子，在“GNOME帮助”菜单中单击“附件”-“文本编辑器”命令，在文本编辑中键入程序并保存为child、c。

清单4-7child、cmain（）

{charoutput[30];read（0,output,30）

;/*从管道中读数据并存入output中*/printf（“%s\nchild,child、\n”,output）

;return（0）

;}步骤4：

编译。

Gcc–gpipeline、c–opipelineGcc–gfather、c–ofatherGcc–gchild、c–ochild步骤5：

运行。

、/pipeline、/father、/child若运行不成功，则应该用文本编辑器对源程序进行修改调试。

运行显示结果为：

childfailed、断开的管道Parentisusingpipewrite、parent,parent,parent输入的字符child,child、

2、4Linux重定向和管道（实验估计时间：

90分钟） Ø背景知识Ø实验目的Ø工具/准备工作Ø实验内容与步骤Ø可选练习 背景知识在本实验中，我们将使用高级Linux命令来完成重定向和管道。

每一个Linux命令都有一个源作为标准输入，一个目的作为标准输出。

命令的输入通常来自键盘（尽管它也可以来自文件）

。

命令通常输出到监视器或者屏幕上。

Linux计算环境使用重定向可以控制命令的I/O。

当试图把命令的输出保存到一个文件，以供以后查看的时候是很有用的。

通过管道，可以取得一个命令的输出，把它作为另一个命令的进一步处理的输入。

有几个元字符可用于输入/输出重定向符号：

输出重定向使用右尖括号（>，又称大于号）

；输入重定向使用左尖括号（<，又称小于号）

；出错输出重定向使用右尖括号之前有一个数字2（如2>）

。

本实验重点在输出重定向。

重定向命令的格式是：

mandRedirection-SymbolFile（textfileordevicefile）标准输出比标准输入或标准出错更经常被重定向。

许多命令，如ls、cat、head和tail产生标准输出到屏幕上，常常会希望把这个输出重定向到一个文件中，以便将来查看、处理或者打印。

通过替换文件名，可以截获命令的输出，而不是让它到达默认的监视器上。

最强大的元字符之一是管道符号（|）

。

管道取得一个命令的标准输出，把它作为标准输入传递给下一个命令（通常为more命令、lp（行式打印机）

命令或者一个文件处理命令，如grep或sort）

。

必须在管道的每边都有一个命令，命令和管道之间的空格是可选的。

管道命令的格式是：

mand|mand实验目的通过重定向和管道操作：

1）

熟悉输入/输出（I/O）

重定向；2）

把标准输出重定向创建一个文件；3）

防止使用重定向的时候覆盖文件；4）

把输出追加到一个现有的文件中；5）

把一个命令的输出导入到另一个命令中。

工具/准备工作在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容。

您需要做以下准备：

1）

由指导老师分配的登录用户名（如user2）

和口令。

2）

一台运行RedHatLinux操作系统，带有GNOME的计算机。

实验内容与步骤 

1、使用重定向标准输出符号

2、使用管道符号在本实验中将会用到下列命令：

pwd：

显示当前的工作路径。

cd：

改变目录路径。

ls：

显示指定目录的内容。

more：

分页显示文件的内容。

这是用于显示文本文件的首选方法。

head：

截取显示文件的开头部分（默认为开头10行）

。

tail：

截取显示文件的结尾部分（默认为最后10行）

。

cal：

有关日历的命令。

set：

shell特性的设置。

echo：

显示变量的值。

ps：

显示当前进程。

data：

显示或设置系统日期和时间。

grep：

查找文件中有无指定的关键字。

 提示：

如果对命令的格式不清楚，可以用man命令请求帮助，即：

manmore 步骤1：

开机，登录进入GNOME。

在GNOME登录框中填写指导老师分配的用户名和口令并登录。

步骤2：

访问命令行。

单击红帽子，在“GNOME帮助”菜单中单击“系统工具”-“终端”命令，打开终端窗口。

1、使用重定向标准输出符号步骤3：

重定向标准输出，创建一个文件。

右尖括号或称大于符号（>）

把命令的输出发送到一个文件中：

使用单个右尖括号，当指定文件名不存在的时候，将创建一个新文件；如果文件名存在，它将被覆盖。

（注意：

命令、重定向符号和文件名之间的空格是可选的）

。

重定向标准输出命令的格式是：

mand>file1）

为核实当前所在目录位置，使用什么命令？

pwd如果当前位置不在主目录中，使用什么命令可以改变到主目录中？

cd2）

如果希望把文件和目录列表截获，存储为主目录中的一个文件，这样可以追踪主目录中有什么文件。

使用什么命令，把长文件列表的输出重定向，创建一个叫做homedir、list的文件。

ls>homedir、list3）

新文件homedir、list被放在哪里？

/home/student使用ls命令核实新文件存在。

4）

使用什么命令，以一次一屏的方式，来查看刚才创建的文件内容？

ls–l|morehomedir、list5）

使用head命令截获homedir、list文件的前10行，通过重定向，创建一个叫做dhomedir、list-top-10的新文件。

应该使用什么命令？

headtop-10使用more命令查看文件的内容。

6）

使用tail命令，截获homedir、list文件的最后10行，通过重定向，创建一个叫做dhomedir、list-top-10的新文件。

使用什么命令？

tailtop-10使用more命令查看文件的内容。

7）

截获calonoclobber命令来完成。

o代表选项。

为了重新激活clobber特性，使用$setl>homedir、list，结果是什么？

bash:

homedir、list:

cannotoverwriteexistingfile3）

输入命令lsl命令的输出，作为more命令的输入（注意：

如果在当前目录中没有太多的文件，使用/etc目录获取长列表）

。

把输出作为more命令的输入的时候，得到什么结果？

结果以一屏一次的方式显示在屏幕上2）

查看使用ls–l|more命令列出来的文件，注意创建或修改的日期。

为了查看在同一个月被创建或修改的文件或目录的列表，可以使用grep命令对那个月进行搜索。

当月份显示在列表中的时候，指定它（例如：

Oct）

。

输入命令ls1|grep4096。

产生的列表是什么？

4096字节大小的目录显示4）

可以使用多个管道连接多个命令。

输入取得长文件列表输出的命令，把它输入给tail命令，然后到sort命令。

输入的命令是：

ls–l|tail|sort5）

ps（进程状态）

命令用于查看Linux系统中运行什么进程。

把pse选项将给出每一个在系统中运行的进程。

把输出输入到more命令中的结果是什么？

系统中运行的所有程序步骤7：

删除在本实验中创建的文件和目录。

步骤8：

关闭终端窗口，注销。

可选练习

1、使用seto。

noclobber特性打开还是关闭的？

如果它是关闭的，打开它。

使用什么命令？

关闭的；set–onoclobber2）

永久的关闭noclobber特性。

使用什么命令？

set+onoclobber

2、可以把管道和重定向组合起来使用，达到特殊的效果。

输入命令创建一个名为top

5、list的文件，内容为主目录中的头5行记录，使用什么命令？

ls–l|head“终端”命令，打开“终端”窗口。

步骤3：

回顾系统进程概念。

每个运行的程序都会创建一个进程，进程分配到一个唯一的进程标识符（PID）

。

PID被系统用于标识和跟踪进程，直到进程结束。

操作系统内核管理所有进程的初始化和终止。

每一个进程都要求系统资源（例如CPU时间和RAM空间）

在其中工作。

当进程启动的时候，操作系统把系统资源分配给每个进程，当进程终止的时候，系统回收这些资源。

在Linux系统启动的时候，首先启动的两个进程是sched（调度）

和init（初始化），它们管理着其他进程。

Linux系统中有几种不同类型的进程：

守护进程：

由Linux内核启动的进程，为了特定目的而存在。

例如，lpsched守护进程存在只是为了处理打印作业。

父进程：

派生其他进程的进程是父进程。

一个叫做init的守护进程是第一个调用的进程。

每一个进程，除了init之外，都有一个父进程。

子进程：

由其他进程派生出来的进程叫做子进程。

孤儿进程：

在进程返回输出之前，它的父进程结束了，这样的进程叫做孤儿进程。

僵进程：

子进程没有带着输出返回给父进程。

这样的进程在系统中变成丢失的进程。

使用此前的信息，完成以下填空：

1）

Linux系统中，几乎每一个启动的进程，都会由内核分配一个唯一的PID进程标识符，用于跟踪从进程启动到进程结束。

2）

当启动新进程的时候，内核也给它们分配系统资源，如CPU时间和RAM空间。

3）

永远不向父进程返回输出的进程叫做僵进程。

4）

由父进程派生出来的进程叫做子进程。

5）

父进程是一个派生另一个进程的进程。

6）

运行用于提供服务的Linux系统进程是守护进程。

7）

如果父进程在子进程之前结束，它创建了一个孤儿进程。

步骤4：

回顾ps命令和信息。

ps命令用于列出当前系统中运行的进程。

如果一个进程耗时太长，或者看上去好像已经终止了，表现为一个终端窗口不再响应或挂起，通常需要使用ps查看系统中的进程。

通过列出进程，可以查看初始化进程的命令或程序的名字，以及所有它派生出来的子进程。

通过多次执行ps命令，查看进程的时间进程占用的CPU时间，可以检查一个进程是否还在运行。

如果时间小再增长，那么进程可能已经终止了。

如果进程占用太长的时间或者已经停止，可以使用ps命令检查进程的进程ID（PID），然后杀死进程。

ps命令的输出将显示PID号和与其相关的命令或程序。

PID号通常用于终止一个进程。

ps命令（ps

[-options]）

的3个主要选项如下表所示。

 表3-5ps命令选项ps选项意义功能Ps无选项显示当前shell或终端窗口中，当前用户的进程信息ps–e每一个显示系统中每一个进程的信息ps–f完全产生一个完全列表，给出每个进程的所有可用信息ps6中。

 表3-6实验记录PIDTTYTIMECMD4894pts/000:

00:

00bash4949pts/000:

00:

00ps 从当前终端窗口中，练习使用给出的每个选项的ps命令。

输入ps7中。

 表3-7实验记录UIDPIDPPIDCSTIMETTYTIMECMDstudent4894489xx:

09pts/000:

00:

00bashstudent49574894008:

31pts/000:

00:

00psf命令输出的各栏标题见表3-8所示。

 表3-8psef命令，显示运行在系统中的各个进程的完全信息。

执行该命令，并与ps–f命令的输出结果对照，一致吗？

有何不同？

不一致；ps–ef显示的信息内容要多于psef的列表可能很长。

如果知道启动进程的执行程序的名字，可以更快地找到PID。

通过把ps命令的输出结果输入到grep中，可以搜索想要终止的特定进程，确定正确的PID。

grep命令可以在其他命令的输出中搜索所有类型的特征字符串。

-l（长的输出）

选项将显示和找到的PID相关的进程的名字；-e选项显示PID和初始化命令的名字。

a、单击红帽子，在“GNOME帮助”菜单中单击“游戏”-“堆麻将”命令，打开“堆麻将”游戏。

b、在当前的终端窗口中，执行命令：

ps–e|grepmahjongg（“堆麻将”游戏的进程名是“mahjongg”），查找和“堆麻将”游戏调度守护进程相关的所有进程。

c、显示了多少个相关进程？

2个d、显示进程中最小的进程ID号是多少？

19648c、在当前终端窗口中执行命令：

pgrep–lmahjongg查找所有和“堆麻将”游戏调度守护进程相关的进程。

ps和pgrep命令输出之间有什么不同？

ps命令显示PI

D、TTY、TIME、CMD；pgrep命令只显示PID和CMD、步骤7：

确定一个要终止的进程。

当试图终止一个程序，或者释放一个挂起的终端窗口的时候，杀死和不响应的应用相关的PID可能还是不够的，一般需要杀死那个进程的父进程，在少数情况下，甚至要杀死父进程的父进程。

为了沿着层次结构，从子进程追溯到派生它们的父进程，必须能够查找PID和PPID。

必须首先确定最低级不响应进程的PID。

通常，可以试着去杀死那个进程。

如果这样做不能够停止那个进程，可能需要杀死它的父进程。

杀死父进程将杀死所有它派生的子进程。

杀死一个父进程也比杀死几个子进程快得多。

1）

在GNOME当前终端窗口中，输入ps命令。

有多少进程正在运行？

为什么只有这么少的进程？

有2个进程；因为ps只显示当前运行的进程。

2）

正在运行的进程的名字是什么？

它表示什么？

bash和ps3）

这个进程的PID是多少？

4990和196834）

在bashshell中输入命令csh，打开一个Cshell会话，当前系统的会话提示符是什么？

[student@inux~]$5）

输入pssh、ps–f6）

bash的PID是-sh（csh）

的PPID吗？

是，都为49907）

输入命令sleepl000&，创建一个进程，把执行挂起1000秒（大约15分钟）

。

&表示在后台运行命令，返回shell提示符，这样您可以继续工作。

8）

再次输入pssh（csh）

的PID是sleep命令的PPID吗？

哪个PID是csh（Cshell）

的子进程？

是，都为19695；19717和19718是csh的子进程9）

输入命令killf命令。

什么PID是sleep父命令的PPID？

init进程的PID：

1是sleep父命令的PPIDsleep进程现在是什么类型的进程？

孤儿进程步骤8：

使用kill命令终止一个进程。

信号用于终止、挂起和继续进程。

有时候使用Ctrl+c可以终止一个不响应的进程。

这样向进程发送一个中断（INT）

信号，终止它及所有它派生的子进程。

kill命令提供了一个终止不想要的命令进程的直接方法。

当想停止一个运行了很长时间的命令的时候，或者当需要终止一个不能够正常退出的进程的时候，它很有用。

指定PID正常地杀死一个进程。

kill

[-signal]process9选项的kill命令。

这个选项叫做强制杀死，当shell对所有其他终止信号都不响应的时候，需要使用它来杀死shell。

killid注意：

对于shell之外的进程，把kill–9（SIGKILL）

作为最后的选项，因为它是一种生硬的方法，不允许正确的进程终止。

a、输入命令ps–f，显示在当前shell中运行的进程的完整信息。

现在什么进程正在运行？

bash、sleep1000、psf步骤9：

按照用户查找和终止一个进程。

ps命令可以带ef使用得更多，因为一般只能够管理属于自己的进程。

我们可以通过用户登录名或者UID号来查找用户的进程。

用户只能够终止自己的进程，但是超级用户可以终止系统中所有运行的进程。

ps–ulogin-ID或UID1）

启动计算器和“堆麻将”游戏GNOME应用程序。

2）

使用带u命令组合grep，查找“堆麻将”程序的PID号，而不是使用ps-u查找整个列表。

您使用什么命令？

提示：

猜猜“堆麻将”程序的命令名中可能有哪个字母，使用grep搜索那些字母。

ps–ustudent|grepmahj5）

终止“堆麻将”程序。

它是否还在桌面上运行？

否6）

退出Cshell。

步骤10：

删除所有在本实验中创建的文件和目录。

步骤11：

关闭终端窗口，注销。

5、2Linux文件信息命令和基本文件管理（实验估计时间：

120分钟）Ø背景知识Ø实验目的Ø工具/准备工作Ø实验内容与步骤 背景知识在本实验中，我们将使用不同的信息命令，来调查和发现文件的信息；使用命令来帮助确定文件类型和创建文件的应用；也可以使用几个命令来查看文本文件的内容和对它们进行比较。

作为基础，使用命令来分析和管理文件及目录的能力对于进一步学习Linux操作系统是非常重要的。

Linux特权用户和系统管理员必须有使用命令行的工作背景，例如创建可执行的脚本文件等（Linux脚本文件包含着一系列的Linux命令）

。

许多操作系统管理和设备配置作业需要理解Linux命令，并且在某些情况下，命令行是仅有的操作方式。

在本实验中，我们将在命令行下使用文件管理命令工作，介绍文件和目录命名规则。

我们将创建一个简单的目录结构，然后在那些目录中创建一个文件，并练习创建和删除文件和目录。

实验目的通过本实验：

1）

使用控制字符执行特殊功能；2）

使用file和strings命令确定文件类型；3）

使用cat利more命令显示文本文件的内容；4）

使用head和tail命令显示文本文件的部分内容；5）

使用wc命令确定单词、行和字符数；6）

使用diff命令比较2个文件。

7）

回顾文件和目录命名约定；8）

使用touch命令创建新文件；9）

使用mkdir命令创建新目录；10）

使用r