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操作系统实验报告（iux版）网络142 潘豹 1999实验一 观察Liu进程状态一、 实验目得在本实验中学习Lix操作系统得进程状态，并通过编写一些简单代码来观察各种情况下，Lux进程得状态,进一步理解进程得状态及其转换机制。二、实验环境硬件环境：计算机一台,局域网环境;软件环境:Linxbuntu操作系统，cc编译器。（四）查瞧“不可中断阻塞”状态(D)创建一个C程序,如nnetus、c，让其睡眠30代码：#ncludeunisd、#incdestdo、hint mai（） it =0,j=0,k=0; for(i=0;iiludestdo、hin ain（) f(vfork（)=0） sleep(30）; rer；实验结果:（五）查瞧“僵尸”进程(Z)创建一个C程序,如omi_statu、c,在其中创建一个子进程,并让子进程迅速结束,而父进程陷入阻塞编译链接,后台运行该程序（后接&)，并使用ps命令查瞧运行状态（30s内）代码：icdeincduent man() i（fork(）) sleep（300);实验结果：实验二 观察Lux进程/线程得异步并发执行一、实验目得通过本实验学习如何创建Linux进程及线程，通过实验，观察inux进程及线程得异步执行。理解进程及线程得区别及特性，进一步理解进程就是资源分配单位，线程就是独立调度单位。二、实验环境硬件环境:计算机一台,局域网环境;软件环境：LinuxUbu操作系统,cc编译器.三、实验内容与步骤、进程异步并发执行编写一个C语言程序,该程序首先初始化一个nt变量为1,然后使用fork函数创建两个子进程，每个子进程对nt加1后,显示“I m son，con=x”或“I amdauhter， count=”，父进程对count加1之后,显示“Iam ath, cn=”,其中使用cunt值代替。最后父进程使用waitd等待两个子进程结束之后退出。编译连接后，多次运行该程序，观察屏幕上显示结果得顺序性，直到出现不一样得情况为止，并观察每行打印结果中cout得值。代码：inludeistd、h#incdstdio、hnt main（） pd_ son_pid，augtr_pd； int cout1; so_pdfork（）； f（onp=0） count+; pint(”i a so,ont=dn，oun）； lse augterpifork(）； if（dauhtpid=0） count+; printf(”i m dauhter,ct=，cnt）; else count+； printf(i afather，countn”，cont); watpid（sn_pid,ULL，0）； waipid(aughterpid,UL，)； 2、线程异步并发执行编写一个语言程序，该程序首先初始化一个count变量为1，然后使用phed_ceat函数创建两个线程，每个线程对cou加1后，显示“Iason, cux”或“ amdaghr, cotx，父进程对cnt加1之后，显示“I am father， count=x”,其中使用coun值代替。最后父进程使用pthred_jn等待两个线程结束之后退出。编译连接后,多次运行该程序,观察屏幕上显示结果得顺序性，直到出现不一样得情况为止,并观察每行打印结果中cun得值。代码：inclueunstd、hincuesio、hcdevid dagh(vid *nm)it a=（int ）num;*a+=1;prn(”i am daugher，untd,*a）;void o（oid*nu)nt* a=（nt ）num；*a+=1;ritf（i m son，co%d,*a）;int main(）pthread_ sn_tid，dahertd;int cun=1；pthrad_cet(son_td,NUL,sn,&coun）；prad_eate(ghtrt，NULL,dagter,&t）；coun+；pintf（imparent，cot：=%dn”，con);ead_joi(ontid,NUL)；thread_join（dauhter_tid，UL）;ret ；实验结果：实验三 使用信号量进行互斥与同步 一、 实验目得本实验介绍在Linu中使用信号量进行进程同步、互斥得方法。读者可以通过实验进一步理解进程间同步与互斥、临界区与临界资源得概念与含义,并学会Liux信号量得基本使用方法。二、实验环境硬件环境：计算机一台,局域网环境;软件环境：Linux Uunu操作系统，gcc编译器.三、实验内容与步骤三、实验内容与步骤（一)参考:PSIX以及sm VSyteV:U众多版本中得一支，最初由ATT定义，目前为第四个版本,其中定义了较为复杂得API。POSX：rtale Oprating Sste Interfac，IEEE为了统一Unx接口而定义得标准，定义了统一得AP接口。Linux即支持System PI,又支持PSIX PI(二)实验步骤st1：通过实例查瞧不使用互斥时得情况 (假设文件命名为_sem、c）编译链接，同时运行两个进程，显示结果代码：#icudstdi、h#incluesli、hint min(it ac，char argv）chr mesae=x;int i=0;if(arg1)mesage=rv1；or（i=0;i；i+)prtf（”%c，messag）；fs（stdou)；slee(rad()%3）;pntf(c”，me)；fflush（stu）；slp(n（）2）;sep（0）;exit；实验结果:stp2:使用信号量来对临界资源进行互斥 （假设文件命名为witsem、c）编译链接,同时运行两个进程。观察X与O得出现规律,并分析原因。代码：#inludestdi、hincluesdlib、inlde1）msage=argv10；sem_*mutex=sem_open（mye”，O_CREA,06，1）;fr(i=0；1；i+)sem_wait（ute）;rtf（c”，message）；flush（stdut）;sleep(rand(）；rint(c,msage）;ffls(stdou）；sem_post（te);le（an（）)；le（10);smcle(utex);semnln(”s”);exi（0）;实验结果:tep3：使用信号量来模拟下象棋红黑轮流走子得情况编写两个C语言程序blackhess、以及red_chess、c,分别模拟下象棋过程中红方走子与黑方走子过程。走子规则:红先黑后，红、黑双方轮流走子，到第1步,红方胜，黑方输。代码：红色棋icluest、includestdib、h#incluenclude#icldesys/st、hint main（int arc，ca argv)nt i=0;sem_ hei=semope(chessbse”，OCREAT,066，）；sem_t ngsemopn（ss_resem，O_REAT，66,)；for(i=0；i10；i+）swat（hei）；if(!9)printf(Redcss hd move,blac，chess go！n)；elsrintf（ed cess win!n）;flsh（sou)；sem_post（hon)；seep（10);se_lose（hei）;sem_close(hong)；seulik（”cess_redsem);m_nlnk(ches_blackem”);ext(0）；黑色棋 ：#ncludestdo、inlueicludess/tat、int main（int ar,char *argv）t i=0；semt *heisem_open(chessback_em”,OCREAT，06,1）;sem_t *hongsm_open(”ces_rede,O_CREAT,066,）;for(=0；10;）sem_wait(hog）;i(i!=)pritf（ack chess ha movd,red chess go!”）;elserint(Blak chewin！）；fflh（stdut);m_ot（ei)；slee(10）；sm_cl（hi)；sem_clse(hong）;seunlik（”chess_edse);sem_unn（”ches_lack_sm”)；exit（0)；实验结果：实验四 作业调度算法模拟一、 实验目得（1）掌握周转时间、等待时间、平均周转时间等概念及其计算方法。（2）理解五种常用得进程调度算法(FFS、SJF、HRF、PF、R）,区分算法之间得差异性，并用C语言模拟实现各算法。(3）了解操作系统中高级调度、中级调度与低级调度得区别与联系.二、实验环境硬件环境：计算机一台,局域网环境；软件环境：Linux Unt操作系统,gcc编译器。三、实验内容与步骤本实验所选用得调度算法均默认为非抢占式.实验所用得测试数据如下表所示。本实验所用得测试数据如下表所示表 实验测试数据作业Id到达时间执行时间优先权85002815301383025220584515010178205作业得数据结构：typde struct nointnumber； / 作业号int rhtime；/ 作业抵达时间int edtme;/ 作业得执行时间int piviege；/作业优先权float exclent;/ 响应比int srt_tim；/ 作业开始时间ntwit_te;/ 等待时间it vised；/ 作业就是否被访问过bool isreached;/ 作业就是否已经抵达jo；代码:#ince stdo、hlud strin、h#nclue #icudstdol、h/最大作业数量cot int AXOB=0；/作业得数据结构typedef suct nodein nuber；/作业号 treachtm;/作业抵达时间it needtm；/作业得执行时间ntpivilege;作业优先权float excllnt;/响应比n tar_time；/作业开始时间itwit_time；/等待时间visted；/作业就是否被访问过bool srached；/作业就是否抵达jo；ob jobs50；作业序列i uanti；/作业数量/初始化作业序列voiiialjobs(）int i；r（0;iMAXJOB;+)jbi、mber0；jbi、rachtim=0；jobsi、ivleg=;jobsi、xcllnt=0；jobsi、strt_time=;obs、wat_time=0；osi、isited=；obsi、iseche=lse;uantity0；/重置全部作业信息vdreset_ino（） ii；fr(=0；iMAXJB;i） jobsi、startie0； joi、wit_tie=0；obsi、ised=； /查找当前curent_tim已到达未执行得最短作业，若无返回1int fimijob（job job,nt u)int minob=1；/jbs0、ned_time；it inlo=-；int ；for（i=0；iun；i+）if（minloc=-1)if（ obsi、sreached=true & josi、sied=0)injobjbi、ee_time；iloc=i；ls i（mnjbobsi、ne_time&oi、isite=0&jobs、srah=tre)minjob=jobi、nee_ime；mnloc=i;etn nloc；查找最早到达作业，若全部到达返回-1、int idrerlyjo（job jobs,intcon）int realyoc=；treayjob=；int i;for（i=;in；）i（rrlyoc=1）if（jbsi、viite=0）relyc=i;rarljo=jobi、rechtime;eseif（rearlyjobjbi、each_timbs、sitd=0）raryjo=jbsi、rac_time；rearylc=；return erlloc;/读取作业数据vid reobta（）FLE f；char fnae20;t i； /输入测试文件文件名prinf(”please inpt job data ”）;scaf（s,fme）；if(p=fopen(fname，）)=NLL)printf（”rror， e，ese check :n)；el/依次读取作业信息ile（！fof（fp)）if(fsanf(，d% d”，obsquantity、numer,jobsntity、reach_tm，&jobsqunity、ime,josqatty、rivilege）=)quantity+;/打印作业信息rntf（outt theor job datan”）；prif（”-n”)；pnf(tjbIDtreactieteedtimepriilegen”)；for(i=0；iny；+）printf(”t%dt-8%8n,jb、numr，jobi、reachtime，jobsi、ned_tie,obsi、privig)；/FFvoidFC() nt; int curen_time=0；it lo;i toalwaitie=;intol_rndtime=0；/获取最近到达得作业lo=ndralyo（ob,quni）；/输出作业流pitf(”nnFCS算法作业流n”)；prnf（-n”)； prntf(tjbItreachmetsarttitwaittimetroundtien”);currenttim=jobl、ac_ie;/每次循环找出最先到达得作业并打印相关信息r(i=;iquatit；+) if（josloc、each_timecurrt_te）jolo、stattm=oloc、reh_im；currettme=jobs、rech_tie；lsejobslc、star_ime=currenttm；obloc、waittie=crrnt_time-obsloc、each_im； prit(t%-8dt%-8dt%8t%-8dt8dn,lc+1，jobsl、rach_te，obsoc、strt_time，josloc、wa_ie,os、wittime+jobsc、nee_t）；jobslc、vitd1;crentte+=jobslo、needime;total_waitime+=jslo、witime； tta_rdtetta_rndtime+joslc、wt_tie+jobslc、nd_tie;/获取剩余作业中最近到达作业loc=indrelj（job,quatity); printf（”总等待时间：8d总周转时间：-dn，oal_aitme,total_rontime）；rintf(“平均等待时间： %4、2f 平均周转时间: %、2fn”，（flot)totl_waitime（uatiy)，（flot）totalountime（uantity）； /短作业优先作业调度vid SFJhulejo(b jos,in cunt）nt ma（) initial_jobs(）；eadJobdata（）; FCFS（）;esetifo（)；SJschdeo(obs，quati）;ysm(pase”）；return 0；实验结果：实验五 inx内存分配一、 实验目得1、了解Linux内存得分配与虚拟内存管理得原理，学习如何使用al动态申请内存，了解动态申请与静态申请得区别。2、深入理解Linu得内存布局：代码段、数据段、SS段、堆栈段、堆二、实验环境硬件环境:计算机一台，局域网环境;软件环境：Linx buntu操作系统,c编译器。三、实验内容与步骤第一部分:编程分析Liu中内存动态申请与内存静态申请得区别 要求: 1、编写一个Lnux C程序，在该程序中使用定义一个全局变量，以及使用mlloc申请一段内存（可大于物理内存大小，理论上在位系统中可以申请小于G空间，但由于aloc要求申请连续得空间，所以能申请到得空间一般在2G以下）。2、打印出全局变量得起始地址，以及moc分配得内存得地址；3、观察运行结果，并分析说明结果得地址就是否就是物理地址.代码：iudesti、hicludesdlib、hint int128；t main(）hr* puf（char*）mallc(iz（har)1024*104*102)；（pt)prinf(”the ddres ofpint s %n,pint）;if（f)n（e addres of pbuf sxn”,puf）；if（pbu）fee（puf);buf=ULL；retu0；实验结果:第二部分：进一步了解Lnu内存得分配与虚拟内存管理得原理、了解inux得内存布局:代码段、数据段、BS段、堆栈段、堆.要求：1、编写一个Linux C程序,在该程序中定义初始化全局变量、未初始化全局变量、初始化静态变量、未初始化静态变量、局部变量、使用malloc分配得局部变量2、打印出各种变量得得起始地址代码：#includestdi、h #inlude tlib、/定义两个初始化得全局变量t dat_va0 1； nt ata_ar1 = 0;定义两个未初始化得全局变量int bss_ar0; intbss_r1; int ain（） /分别定义一个初始化与一个未初始化得静态变量 scin dta_vr2 = 0; stati in bssvr2；/定义两个局部变量 int stack_var = 1; n stackvr ; it stack_var = ； pintf(”-TEXT Segme-n); prntf(”ddre ofmin： pn， main）; pritf（-DATA Sement-n”); print(”rss f dta_vr0： %pn”, data_r0); rintf（”Adres o daa_var1: pn， &da_var1）； rtf(dress f dar2: p， data_vr2); rintf（”-BSS Segment-n”)； prntf（”ddressofbss_var0（BSSSmet）： %pn”， bsr0）； prnf（”Adrs of bsvar1(BSS gment）： %pn”， ss_var1）； prnt(Addrs of bss_v2(BSS Segmt)：pn”, bss_var）； prif（-STAK Segment-”）； printf（”Adrss ofsk_0： n, stac_var0）; pint(Ades f takvar： pn”， &tack_va1）； pintf（”Addressofstak_var2： %pn”， sack_v2)； /使用mloc分配三个大小为102B得内存 c heap_vr =（car）aloc（1024）； char he_var1 （char）allo（10）; char hea_var2 （cha)mlc（102)； 使用mllc分配三个大小为512M得内存 hmavar0 (har*)maloc（1024 104 12)； char* mmapvar1= (cha）c(1* 14 1)； char map_var2 =(cha*）maloc（2 102 * 512)； intf（-EAP Segment-n”)； f（heapvr) rintf（ddrss ofhepvar0：pn”,ea_vr0）; re（heap_var0)； ea_ar =NULL； if(hava1） pritf（ddesof he_var1:%pn”, heapvr1); re(heapvr1）； hap_ar = UL； i(heap_var) printf（”Adss f eaar2：n，ea_ar2）; fr（hea_r); hea_var2 = NLL; prnt(”-map-n）; i（mmap_va0） pint(Addres f mmap_var0：pn”, mm_va0）； free（mmaar0); ma_var0 = UL; if（mma_va1） nt（Addressfmmp_var1:%pn， ma_var1)； fre（mapvar）； ma_va1 = ULL； if(mmapva2） rintf（”Addres of mmapvr2：n，m_var）; fre(ma_var2)； map_var = NULL； retur0; 实验结果：实验六 页面置换模拟程序设计一、 实验目得1、通过软件模拟页面置换过程,加深对请求页式存储管理实现原理得理解2、理解与掌握OPT、IF与LR三种页面置换算法，深入分析三者之间得优缺点.二、实验环境硬件环境：计算机一台,局域网环境；软件环境：Lin uu操作系统，cc编译器。三、实验内容与步骤代码：incldetdo、hiluestdlib、ldestring、#ncluunt、h#defie VMPG3#dfine PM_PAG 4ne OAL_INSTR 320defi NTR_PR_PAGE 1dfineOPTfine IFO 2defin LR 3tyedf stru int vn; nt pmn； int exist； t tim; vageiem； vag_item page_tableV_PG； vpe_item pa_bimaPMPAE；typdetuct int nm; int vpage; itffst; int infow； instr_itm； institm nrarayTOTLIS;stru ns_flow intr_emistr； sructinr_flownex; ；ct inst_lo_hed i nm； truc instr_fnxt； ;struct nt_fow_ead ifowhead； int painm=; ntrrepce_alg1; void nit_ata(）； od