操作系统-实验三

操作系统实验实验报告一、实验目的操作系统是计算机系统中最为关键的核心软件，它管理着计算机的硬件资源和软件资源，为用户提供了一个方便、高效、稳定的工作环境。

本次操作系统实验的目的在于通过实际操作和实践，深入理解操作系统的基本原理和核心概念，掌握操作系统的基本功能和操作方法，提高对操作系统的认识和应用能力。

二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10 专业版，开发工具为Visual Studio 2019，编程语言为 C 和 C+＋。

实验硬件环境为一台配备Intel Core i7 处理器、16GB 内存、512GB SSD 硬盘的个人计算机。

三、实验内容（一）进程管理实验1、进程创建与终止通过编程实现创建新的进程，并在完成任务后终止进程。

在实验中，我们使用了 Windows API 函数 CreateProcess 和 TerminateProcess 来完成进程的创建和终止操作。

通过观察进程的创建和终止过程，深入理解了进程的生命周期和状态转换。

2、进程同步与互斥为了实现进程之间的同步与互斥，我们使用了信号量、互斥量等同步对象。

通过编写多线程程序，模拟了多个进程对共享资源的访问，实现了对共享资源的互斥访问和同步操作。

在实验中，我们深刻体会到了进程同步与互斥的重要性，以及不正确的同步操作可能导致的死锁等问题。

（二）内存管理实验1、内存分配与释放使用 Windows API 函数 VirtualAlloc 和 VirtualFree 进行内存的分配和释放操作。

通过实验，了解了内存分配的不同方式（如堆分配、栈分配等）以及内存释放的时机和方法，掌握了内存管理的基本原理和操作技巧。

2、内存分页与分段通过编程模拟内存的分页和分段管理机制，了解了内存分页和分段的基本原理和实现方法。

在实验中，我们实现了简单的内存分页和分段算法，对内存的地址转换和页面置换等过程有了更深入的理解。

（三）文件系统实验1、文件操作使用 Windows API 函数 CreateFile、ReadFile、WriteFile 等进行文件的创建、读取和写入操作。

集美大学计算机工程学院实验报告课程名称：操作系统指导教师：王丰实验成绩：实验编号：实验三实验名称：进程同步班级：计算12姓名：学号：上机实践日期：2015.5上机实践时间：2学时一、实验目的1、掌握用Linux信号灯集机制实现两个进程间的同步问题。

2、共享函数库的创建二、实验环境Ubuntu-VMware、Linux三、实验内容⏹需要的信号灯: System V信号灯实现☐用于控制司机是否可以启动车辆的的信号灯 S1=0☐用于控制售票员是否可以开门的信号灯 S2=0System V信号灯实现说明□ System V的信号灯机制属于信号灯集的形式, 一次可以申请多个信号灯.□同样利用ftok()生成一个key： semkey=ftok(path,45);□利用key申请一个包含有两个信号灯的信号灯集, 获得该集的idsemid=semget(semkey,2,IPC_CREAT | 0666);□定义一个联合的数据类型union semun{int val;struct semid_ds *buf;ushort *array;};□利用semctl()函数对信号灯初始化,参数有:信号灯集的id: semid要初始化的信号灯的编号:sn要设定的初始值:valvoid seminit(int semid, int val,int sn){union semun arg;arg.val=val;semctl(semid,sn,SETVAL,arg);}利用初始化函数,初始化信号灯:seminit(semid,0,0);//用来司机启动汽车的同步seminit(semid,0,1);//用来售票员开门的同步控制□利用semop()函数, 对信号灯实现V操作:sembuf是一个在头部文件中的预定义结构、semid—信号灯集id, sn—要操作的信号灯编号void semdown(int semid,int sn){/* define P operating*/struct sembuf op;op.sem_num=sn;op.sem_op=-1;//P操作为-1op.sem_flg=0;semop(semid,&op,1);}2、Linux的静态和共享函数库·Linux生成目标代码： gcc -c 源程序文件名（将生成一个与源程序同名的.o目标代码文件。

实验三：时间片轮转法完成进程调度一、实验目的：（1）加深对进程的理解（2）理解进程控制块的结构（3）理解进程运行的并发性（4）掌握时间片轮转法进程调度算法实验内容：（1）建立进程控制块（2）设计三个链队列，分别表示运行队列、就绪队列和完成队列（3）用户输入进程标识符以及进程所需的时间，申请空间存放进程PCB信息。

（4）每一个时间片结束输出各进程的进程号，CPU时间（即已经占用的CPU时间），所需时间（即还需要的CPU时间），以及状态（即用W表示等待，R表示运行，F表示完成）实验程序：#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>typedef struct node{char name[10];/*进程标识符*/int prio;/*进程优先数*/int round;/*进程时间轮转时间片*/int cputime; /*进程占用CPU时间*/int needtime; /*进程到完成还要的时间*/int count;/*计数器*/char state; /*进程的状态*/struct node *next; /*链指针*/}PCB;PCB *finish,*ready,*tail,*run; //队列指针int N,t; //进程数,时间片的大小void firstin(){run=ready;//就绪队列头指针赋值给运行头指针run->state='R'; //进程状态变为运行态ready=ready->next; //就绪队列头指针后移到下一进程}void prt1(char a)//输出标题函数{if(toupper(a)=='P')//优先级法printf("进程名占用CPU时间到完成还要的时间轮转时间片状态\n");} void prt2(char a,PCB *q)//进程PCB输出{if(toupper(a)=='P')//优先级法的输出printf("%4s %8d %12d %14d %8c\n",q->name,q->cputime,q->needtime,q->roun d,q->state);}void prt(char algo)//输出函数二、三、{PCB *p;prt1(algo);//输出标题if(run!=NULL)//如果运行指针不空prt2(algo,run);//输出当前正在运行的PCBp=ready;//输出就绪队列PCBwhile(p!=NULL){prt2(algo,p);p=p->next;}p=finish;//输出完成队列的PCBwhile(p!=NULL){prt2(algo,p);p=p->next;}getchar(); //按住任意键继续}void insert(PCB *q)//时间片轮转的插入算法{PCB *p1,*s,*r;s=q;//待插入的PCB指针p1=ready;//就绪队列头指针r=p1;//*r做pl的前驱指针while(p1!=NULL)if(p1->round<=s->round){r=p1;p1=p1->next;}if(r!=p1){r->next=s;s->next=p1;}else{s->next=p1;//否则插入在就绪队列的头ready=s;}}void create(char alg)//时间片轮转法创建链表进程PCB{PCB *p;int i,time;char na[10];ready=NULL;finish=NULL;run=NULL;printf("输入进程名及其需要运行的时间(中间以空格隔开)：\n"); for(i=1;i<=N;i++){p=new PCB;scanf("%s %d",&na,&time);strcpy(p->name,na);p->cputime=0;p->needtime=time;p->state='W';//进程的状态p->round=0;if(ready!=NULL)insert(p);else{p->next=ready;ready=p;}}printf("*************时间片轮转法进程调度过程*************\n"); prt(alg);run=ready;ready=ready->next;run->state='R';}void timeslicecycle(char alg)//时间片轮转法{while(run!=NULL){run->cputime=run->cputime+t;//处理时间加trun->needtime=run->needtime-t;//完成需要时间减trun->round=run->round+t;//运行完将其变为完成态，插入完成队列if(run->needtime<=0)//当进程完成时{run->next=finish;finish=run;run->state='F';run=NULL;if(ready!=NULL)//就绪队列不空，将第一个进程投入进行firstin();}else{run->state='W';//将进程插入到就绪队列中等待轮转insert(run);//将就绪队列的第一个进程投入运行firstin();}prt(alg);}}void main()//主函数{char algo='P';//算法标记printf("输入进程的个数：");scanf("%d",&N);//输入进程数printf("定义时间片大小：");scanf("%d",&t);//输入时间片大小create(algo);//创建进程timeslicecycle(algo);//时间片轮转法调度}//main()四、实验结果：五、实验小结：时间片轮转调度是一种最古老，最简单，最公平且使用最广的算法。

电大操作系统实验报告3_ 进程管理实验电大操作系统实验报告 3 进程管理实验一、实验目的进程管理是操作系统的核心功能之一，本次实验的目的是通过实际操作和观察，深入理解进程的概念、状态转换、进程调度以及进程间的通信机制，掌握操作系统中进程管理的基本原理和方法，提高对操作系统的整体认识和实践能力。

二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10，编程语言为 C 语言，开发工具为 Visual Studio 2019。

三、实验内容及步骤（一）进程的创建与终止1、编写一个 C 程序，使用系统调用创建一个子进程。

2、在父进程和子进程中分别输出各自的进程 ID 和父进程 ID。

3、子进程执行一段简单的计算任务，父进程等待子进程结束后输出结束信息。

以下是实现上述功能的 C 程序代码：｀｀｀cinclude ＜stdioh>include ＜stdlibh>include ＜unistdh>int main(）｛pid_t pid;pid ＝ fork(）；if （pid ＜ 0) ｛printf(＂创建子进程失败\n"）；return 1;｝ else if （pid ＝＝ 0) ｛printf(＂子进程：我的进程 ID 是％d，父进程 ID 是％d\n"，getpid(）， getppid(））；int result ＝ 2 ＋ 3;printf(＂子进程计算结果：2 ＋ 3 ＝％d\n"， result)；exit(0)；｝ else ｛printf(＂父进程：我的进程 ID 是％d，子进程 ID 是％d\n"，getpid(）， pid)；wait(NULL)；printf(＂子进程已结束\n"）；｝return 0;｝｀｀｀编译并运行上述程序，可以观察到父进程和子进程的输出信息，验证了进程的创建和终止过程。

（二）进程的状态转换1、编写一个 C 程序，创建一个子进程，子进程进入睡眠状态一段时间，然后被唤醒并输出状态转换信息。

操作系统实验第三次实验进程同步实验指导老师：***学号：********姓名：***操作系统第三次实验进程同步实验指导老师：谭朋柳学生：16207318邓嘉4.1 实验目的加深对并发协作进程同步与互斥概念的理解，观察和体验并发进程同步与互斥操作的效果，分析与研究经典进程同步与互斥问题的实际解决方案。

了解Linux 系统中IPC 进程同步工具的用法，练习并发协作进程的同步与互斥操作的编程与调试技术。

4.2 实验说明在linux 系统中可以利用进程间通信（interprocess communication ）IPC 中的3 个对象：共享内存、信号灯数组、消息队列，来解决协作并发进程间的同步与互斥的问题。

1）共享内存是OS 内核为并发进程间交换数据而提供的一块内存区（段）。

如果段的权限设置恰当，每个要访问该段内存的进程都可以把它映射到自己私有的地址空间中。

如果一进程更新了段中数据，那么其他进程立即会看到这一更新。

进程创建的段也可由另一进程读写。

linux 中可用命令ipcs -m 观察共享内存情况。

$ ipcs -m------ Shared Memory Segments --------key shmid owner perms bytes nattch status 0x00000000 327682 student 600 393216 2 dest0x00000000 360451 student 600 196608 2 dest 0x00000000 393220 student 600 196608 2 destkey 共享内存关键值shmid 共享内存标识owner 共享内存所由者（本例为student）perm 共享内存使用权限(本例为student 可读可写）byte 共享内存字节数nattch 共享内存使用计数status 共享内存状态上例说明系统当前已由student 建立了一些共享内存,每个都有两个进程在共享。

第1篇一、引言操作系统是计算机科学与技术领域的重要基础课程，它涉及计算机系统的资源管理、进程管理、存储管理、文件系统等多个方面。

为了提高学生对操作系统的理解和掌握程度，本文将从教学实践的角度，探讨如何进行操作系统教学。

二、教学目标1. 使学生掌握操作系统的基本概念、原理和关键技术；2. 培养学生分析和解决实际问题的能力；3. 增强学生的团队协作和创新能力；4. 提高学生的编程能力和动手能力。

三、教学内容1. 操作系统概述：介绍操作系统的定义、发展历程、分类和特点；2. 进程管理：讲解进程的概念、进程状态、进程调度算法和进程同步与互斥；3. 存储管理：分析内存分配策略、页面置换算法和虚拟内存技术；4. 文件系统：探讨文件系统的概念、目录结构、文件操作和存储设备管理；5. 设备管理：介绍设备的分类、驱动程序、I/O控制方式和中断处理；6. 网络操作系统：讲解网络操作系统的基本概念、网络协议、网络设备管理和网络安全。

四、教学实践1. 案例教学：通过实际案例，引导学生分析操作系统的原理和应用。

例如，以Linux系统为例，讲解进程调度、内存管理和文件系统等知识点。

2. 实验教学：设计实验项目，让学生动手实践操作系统的相关知识。

实验项目包括：（1）进程调度实验：让学生编写进程调度算法，实现进程的创建、调度和同步。

（2）内存管理实验：让学生实现内存分配、页面置换和虚拟内存等技术。

（3）文件系统实验：让学生实现文件系统的目录结构、文件操作和存储设备管理。

（4）设备管理实验：让学生编写设备驱动程序，实现设备的控制和管理。

3. 项目教学：以实际项目为背景，让学生分组完成项目开发。

项目可以包括：（1）操作系统模拟器：让学生模拟操作系统的运行过程，加深对操作系统原理的理解。

（2）嵌入式操作系统开发：让学生了解嵌入式操作系统的特点，掌握嵌入式开发技能。

（3）分布式操作系统开发：让学生了解分布式系统的原理，掌握分布式操作系统的开发方法。

《操作系统原理》实验报告班级::学号:指导老师：目录:实验题目：实验一线程创建与撤销 (2)实验题目：实验二线程同步 (6)实验题目：实验三线程互斥 (11)实验题目：实验四进程通信 (17)实验题目：实验五读者-写者问题 (22)实验题目：实验六进程调度 (38)实验题目：实验七存储管理之动态库 (52)实验题目：实验八存储管理之存分配 (57)实验题目：实验九存储管理之页面置换算法 (70)实验题目：实验十设备管理 (85)实验题目：实验十一文件管理之文件读写 (99)实验题目：实验一线程创建与撤销完成人：XXX报告日期：2018年3月31日一、实验容简要描述（1）熟悉VC++、Visual Studio开发环境。

（2）使用相关函数创建和撤销线程。

（3）在一个进程中创建3个线程，名字分别为threada、threadb、threadc。

threada输出“hello world! ”。

threadb输出“My name is …”。

threadc输出“Please wait…”，然后sleep 5秒钟，接着输出“I wake up”。

二、程序设计1、设计思路该函数创建一个在调用进程的地址空间中执行的线程。

2、主要数据结构HANDLE CreateThread(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,DWORD dwStackSize,LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,LPVOID lpParameter,DWORD dwCreationFlags,LPDWORD lpThreadId)；VOID ExitThread(DWORD dwExitCode)；VOID Sleep(DWORD dwMilliseconds);VOID Sleep(DWORD dwMilliseconds);三、实验结果1、基本数据lpThreadAttributes：指向一个SECURITY_ATTRIBUTES结构，该结构决定了返回的句柄是否可被子进程继承。

实验三Linux操作系统安全一、实验目的及要求（一）实验目的通过实验熟悉Linux环境下的用户管理、进程管理以及文件管理的相关操作命令。

掌握linux操作系统中相关的系统安全配置方法，建立linux操作系统的基本安全框架。

（二）实验要求根据实验中介绍的Linux操作系统的各项安全性实验要求，详细观察记录设置前后系统的变化，给出分析报告。

使用RPM对系统的软件进行管理，验证系统内软件的完整性，并分析结果。

试比较Linux下网了服务安全设置与Windows下安全设置异同。

二、实验环境安装Red hat9.0操作系统的计算机一台三、实验内容1、账户和口令安全2、文件系统管理安全3、查看和更改PAM模块设置4、RPM软件管理5、系统安全配置四、实验步骤任务一账户和口令安全1、查看和添加账户（1）在X_Windows窗口中单击鼠标右键，选择“信件中断”，输入下面的命令行：[root@localhost root]#useradd mylist利用useradd命令新建名为mylist的新账户。

（2）输入命令行：[root@localhost root]#cat/etc/shadow利用cat查看系统中的账户列表。

用su命令切换到新建的账户，重复步骤（2），检查shadow文件的权限设置是否安全。

设置安全时，普通用户mylist应该没有查看该系统文件的权限。

在终端中出现如下的提示：Cat:/etc/shadow:权限不够2、添加和更改密码（1）在终端输入[root@localhost root]#passwd mylist为新建账户添加密码。

注意：系统管理员无需输入原来密码即可以利用passwd命令添加或改变任意用户的密码，但普通用户只能改变自己的密码。

（2）输入后依次出现如下提示：Changjing passwd for user mylist.New passwd:Retype new passwd:Passwd:all authentication tokens updated susscessfully.输入密码，Linux系统不会将输入显示出来。