操作系统课程设计任务指导书
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目录第一章功能需求描述 (2)1.1功能列表与说明 (2)1.2操作界面和操作方法 (2)第二章设计描述 (3)2.1任务分解说明 (3)2.2主要数据结构设计说明 (3)2.3主要函数接口设计说明 (3)第三章算法描述 (5)第四章开发过程描述 (14)4.1程序代码 (14)4.2设计中的问题和解决方法 (23)4.3测试用例和测试方法 (24)第五章设计心得体会 (32)计算机科学与技术学院课程设计任务书第一章功能需求描述1.1功能列表与说明(1)添加进程:规定现在操作系统中运行的进程数。
(2)添加资源:规定当前需要资源的种类数和各种类资源的数目。
(3)分配资源:给各进程分配资源。
(4)安全性检查:检查资源分配后是否会发生死锁,若发生则不这样进行分配。
(5)资源释放:当一个进程结束后释放其所占有的各类资源。
(6)得到安全序列:当资源分配能够保证各进程顺利结束,则得到进程的安全序列。
(7)删除资源:即取消某资源1.2操作界面和操作方法*************银行家算法演示****************请首先输入系统可供资源种类的数量:资源*的名称:资源的数量:请输入作业的数量:请输入各进程的最大需求量:请输入各进程已经申请的资源量:系统目前可用资源:系统是否安全?分配的序列:********银行家算法演示***********1:增加资源2:删除资源3:修改资源4:分配资源5:增加作业0:离开在如上的操作界面中分别按照提示进行输入,按回车键表示当前输入完毕,然后进行下个步骤的输入或者得到最终结果。
第二章设计描述2.1任务分解说明银行家算法的实现过程主要分为以下几个部分:为实现银行家算法,系统中必须设置若干数据结构。
其中有allocation,记录已经分配的系统资源;max,记录每个进程的资源最大需求;available,记录剩余资源;need用来记录现在每个进程需要多少资源,need=max-allocation;request 请求资源;temp,记录路径,即输出的顺序;finish,用来实现循环,以判断是否安全,这也就是安全性检查。
操作系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解操作系统的基本概念、功能、类型和结构,掌握操作系统的五大核心功能模块(处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理、用户接口);2. 掌握操作系统的发展历程、主要操作系统(如Windows、Linux、Mac OS)的特点及应用场景;3. 了解操作系统的设计与实现原理,包括进程管理、内存管理、设备管理、文件系统等关键技术;4. 学会使用操作系统提供的命令行或图形界面进行基本的系统操作与维护。
技能目标:1. 培养学生对操作系统的实际操作能力,能够熟练使用至少一种操作系统进行日常管理与维护;2. 培养学生运用操作系统原理解决实际问题的能力,如分析系统性能、诊断故障、优化配置等;3. 提高学生的编程能力,使其能够编写简单的系统程序或脚本,实现特定功能。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对操作系统的兴趣,激发学生学习计算机科学的热情;2. 培养学生的团队合作意识,使其在讨论、分析、解决问题的过程中学会倾听、交流、协作;3. 培养学生具备良好的信息素养,关注操作系统领域的最新发展,增强信息安全意识。
课程性质:本课程为计算机科学与技术专业(或相关领域)的必修课,具有较强的理论性和实践性。
学生特点:学生已具备一定的计算机基础知识,具有较强的学习兴趣和动手能力,但可能对操作系统原理的理解和应用尚有不足。
教学要求:注重理论与实践相结合,以案例驱动、任务导向的方式进行教学,注重培养学生的实际操作能力和问题解决能力。
通过本课程的学习,使学生能够掌握操作系统的基本原理,提高实际应用水平,为后续专业课程学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 操作系统概述:介绍操作系统的基本概念、功能、类型,比较不同操作系统的特点,分析操作系统的发展趋势。
教材章节:第一章 操作系统概述2. 进程与线程管理:讲解进程与线程的概念、状态与转换,进程调度算法,同步与互斥,死锁与饥饿问题。
教材章节:第二章 进程管理3. 存储管理:介绍内存分配与回收策略,虚拟内存技术,页面置换算法,内存保护机制。
《操作系统》课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握操作系统的基本概念,包括进程、线程、内存管理、文件系统等核心知识;2. 了解操作系统的历史发展,掌握不同类型操作系统的特点及使用场景;3. 掌握操作系统的性能评价方法和常用的调度算法。
技能目标:1. 培养学生运用操作系统知识解决实际问题的能力,如分析系统性能瓶颈、优化系统资源分配等;2. 培养学生具备基本的操作系统编程能力,如进程创建、线程同步、文件操作等;3. 提高学生的团队协作能力和沟通能力,通过小组讨论和项目实践,学会共同解决问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对操作系统学科的兴趣,激发学生的学习热情,使其形成积极向上的学习态度;2. 培养学生具备良好的信息素养,尊重知识产权,遵循法律法规;3. 培养学生的创新精神和批判性思维,敢于质疑、勇于探索,形成独立思考的能力。
课程性质:本课程为计算机科学与技术专业的核心课程,旨在让学生掌握操作系统的基本原理和实现方法,提高学生的系统分析和编程能力。
学生特点:学生具备一定的编程基础和计算机系统知识,具有较强的逻辑思维能力和动手实践能力。
教学要求:结合学生特点和课程性质,注重理论与实践相结合,通过案例分析和项目实践,帮助学生将所学知识内化为具体的学习成果。
在教学过程中,关注学生的学习进度和反馈,及时调整教学策略,确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 操作系统概述:介绍操作系统的定义、发展历程、功能、类型及特点,对应教材第一章内容。
- 操作系统的起源与发展- 操作系统的功能与类型- 操作系统的主要特点2. 进程与线程:讲解进程与线程的概念、状态、调度算法,对应教材第二章内容。
- 进程与线程的定义与区别- 进程状态与转换- 进程调度算法3. 内存管理:分析内存管理的基本原理、策略和技术,对应教材第三章内容。
- 内存分配与回收策略- 虚拟内存技术- 页面置换算法4. 文件系统:介绍文件系统的基本概念、结构、存储原理,对应教材第四章内容。
《操作系统原理》课程设计任务书题目:读者-写者问题的实现学生姓名:李志旭学号:13740113 班级:_13级软件工程_题目类型:软件工程(R)指导教师:陈文娟、马生菊一、设计目的学生通过该题目的设计过程,掌握读者、写者问题的原理、软件开发方法并提高解决实际问题的能力。
二、设计任务编写程序实现读者优先和写者优先问题:读者-写者问题的读写操作限制(包括读者优先和写者优先)写-写互斥:不能有两个写者同时进行写操作读-写互斥:不能同时有一个线程在读,而另一个线程在写。
读-读允许:可以有一个或多个读者在读。
三、设计要求1.分析设计要求,给出解决方案(要说明设计实现所用的原理、采用的数据结构)。
2.设计合适的测试用例,对得到的运行结果要有分析。
3.设计中遇到的问题,设计的心得体会。
4.文档:课程设计打印文档每个学生一份,并装在统一的资料袋中,资料袋前面要贴有学校统一的资料袋封面。
四、提交的成果1. 课程设计说明书内容包括(1) 封面(学院统一印制);(2) 课程设计任务书;(3) 中文摘要150字;关键词3-5个;(4) 目录;(5) 正文;(设计思想;各模块的伪码算法;函数的调用关系图;测试结果等)(6) 设计总结;(7) 参考文献;(8) 致谢等。
注:每一部分是单独的一章,要另起一页写。
2. 排版要求(1) 所有一级标题为宋体三号加粗(即上面写的2~8部分,单独一行,居中)(2) 所有二级标题为宋体四号加粗(左对齐)(3) 所有三级标题为宋体小四加粗(左对齐)(4) 除标题外所有正文为宋体小四,行间距为固定值22磅,每个段落首行缩进2字符(5) 目录只显示3级标题,目录的最后一项是无序号的“参考文献资料”。
3. 其他要求(班长负责,务必按照以下方式建文件夹)(1) 以班级为单位刻录光盘一张,光盘以班级命名,例如:“10级计算机科学与技术1班”;(2) 光盘内每人一个文件夹,以学号姓名命名——如“10730101 陈映霞”,内容包括任务书、设计文档。
河南城建学院《操作系统》课程设计说明书设计题目:UNIX/Linux文件系统分析专业:计算机科学与技术指导教师:邵国金耿永军陈红军班级:0614082学号:061408261姓名:贠炳森同组人:叶矿辉、陈宇计算机科学与工程系2011年1月7日前言在现在计算机更新如此迅速的时代要学好计算机软件技术,特别是操作系统的学习,不仅要努力学好课本上的基础知识,还要经常在图书馆看些有关这方面的书籍,而更重要的是要有足够的实践经验,也要注重和同学的交流,经常尝试性的做些小的操作系统,对自己技术的提升会有很大的帮助。
同时,学习计算机操作系统技术,除了需要刻苦努力外,还需要掌握软件和操作系统的原理与设计技巧。
如何学习和掌握操作系统技术的原理与实际技巧呢?除了听课和读书之外,最好的方法恐怕就是在实践中练习。
例如,自己设计一个小型操作系统,多使用操作系统,多阅读和分析操作源代码等。
但由于我们的条件和学时有限,在理论学习过程中没有给同学们提供更多的实验机会。
本操作系统课程设计,是给同学提供一个集中实验的机会。
希望同学们通过该设计加深对所学习课程的理解。
本设计是基于课程中学到的UNIX系统调用,使用操作系统环境是Red Hat Linux 9,言语开发环境是Linux的GNU C或C++。
我做的课程设计是:Linux/Unix文件系统分析。
在Linux系统下,使用与文件相关的系统调用实现对物理设备文件的读写,参照Linux系统源代码以及Grub 系统的源代码,对不同介质上的FAT格式文件系统进行分析。
要求在Linux环境下设计出C语言程序,实现以下功能:1)分析UNIX SysV/Linux系统引导记录的作用;2)分析UNIX SysV/Linux的超级块及其结构,并建立相关数据结构,通过编程实现UNIX SysV/Linux文件系统内各部分的定位。
3)至少要实现对给定i节点文件的只读访问目录一.系统环境 (3)1.1硬件环境 (3)1.2软件环境 (3)二.设计目的及要求 (3)三.总体设计 (5)四.详细设计 (6)五.调试与测试 (6)六.设计中遇到的问题及解决方法 (6)七.Linux/Unix文件系统分析源程序清单 (7)7.1 头文件 (7)7.2 示例程序 (10)八.运行结果及分析 (16)8.1 linux文件系统读取 (16)8.2 UNIX文件系统读取 (18)九.心得体会 (19)十.参考文献 (20)Linux/Unix文件系统分析一.系统环境1.1硬件环境cpu为pentium4双线程技术,频率为2.8GHZ,内存为256MB。
课程设计题目进程同步模拟设计——生产者和消费者问题学院计算机科学与技术学院专业计算机科学与技术班级0806姓名张方纪指导教师孙玉芬2010 年 1 月20 日课程设计任务书学生姓名:张方纪专业班级:计算机0806指导教师:孙玉芬工作单位:计算机科学与技术学院题目: 进程同步模拟设计——生产者和消费者问题初始条件:1.预备内容:阅读操作系统的进程管理章节内容,对进程的同步和互斥,以及信号量机制度有深入的理解。
2.实践准备:掌握一种计算机高级语言的使用。
要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1.模拟用信号量机制实现生产者和消费者问题。
2.设计报告内容应说明:⑴需求分析;⑵功能设计(数据结构及模块说明);⑶开发平台及源程序的主要部分;⑷测试用例,运行结果与运行情况分析;⑸自我评价与总结:i)你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色;ii)什么地方做得不太好,以后如何改正;iii)从本设计得到的收获(在编写,调试,执行过程中的经验和教训);iv)完成本题是否有其他方法(如果有,简要说明该方法);时间安排:设计安排一周:周1、周2:完成程序分析及设计。
周2、周3:完成程序调试及测试。
周4、周5:验收、撰写课程设计报告。
(注意事项:严禁抄袭,一旦发现,一律按0分记)指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日进程同步模拟设计——生产者和消费者问题1课设任务本课程设计的任务在于,通过编写一个具体的有关操作系统进程同步互斥的经典问题,加强对操作系统实现进程间同步与互斥的机制的理解。
同时培养提出问题、发现知识、使用工具、解决问题的能力。
具体地,我们要编制出一个程序,利用PV原语以及进程创建、同步、互斥、销毁等相关的系统调用来模拟“生产者—消费者”问题。
2背景介绍2.1“生产者—消费者”问题(the producer-consumerproblem)问题描述:一组生产者向一组消费者提供消息,它们共享一个有界缓冲区n,生产者向其中投放消息,消费者从中取得消息。
洛阳理工学院机床数控技术课程设计指导书编者:李妙玲应用专业:数控技术一、课程的地位、任务和作用本课程设计是在《机床数控技术》理论课程学习完后进行。
《机床数控技术》是数控技术专业必修的主干专业课之一,对实际应用能力要求很高;通过该课程设计使学生进一步掌握和消化数控机床程序编制的基本内容,了解数控机床编程的特点和步骤,深化工艺处理技术和编程方法,为今后从事数控领域工作打下扎实基础。
二、课程设计题目及要求本课程设计共分两大类课题,每类20个(共40个题目):1)车削(通常为轴)类零件数控加工程序编制(4个台阶以上,包括一段凸圆或凹圆弧、一段螺纹);2)铣削(通常为轮盘和板)类零件数控加工程序编制(轮廓线5段以上包括直线、圆弧,孔两种4个以上)。
参加本课程设计的学生分为4组,每组10-12人。
各班第一、三组做车削类零件,二、四组做铣削类零件。
每组选派一名组长,协助指导教师督促和检查课程设计进展,保证每个同学都能独立完成自己的课程设计。
要求学生达到如下目标:1)针对设计任务选择合适的实现方案;2)培养学生查阅技术手册和有关技术资料的能力;3)培养学生程序设计能力;4)培养学生编制技术文档的能力;5)培养学生严肃认真、一丝不苟和实事求是的科学态度。
三、课程设计基本内容1)任务布置、准备有关资料;2)绘制零件图;3)分析零件数控加工工艺;4)设计数控加工工艺卡;5)编写数控加工走刀路线图。
四、要求完成的技术文件1. 绘制零件图一份;2. 数控加工工序卡一份;3. 走刀路线图一或多份;4. 数控加工程序清单一份;5. 设计说明书一份。
(分析零件结构;选择机床设备、刀具;编写数控加工工艺;写出数值计算过程)五、成绩评定依据下列两个方面对学生进行考核,以五级评分制综合评定成绩:1)设计过程中的表现(独立完成的能力、分折问题的能力、工作态度);2)提交的设计质量。
六、主要参考书[1]孙小捞,数控技术实训.机械工业出版社。
操作系统集中上机实验1:银行家算法一、目的和要求银行家算法是避免死锁的一种重要方法,本实验要求用高级语言编写和调试一个简单的银行家算法程序。
加深了解有关资源申请、避免死锁等概念,并体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法。
二、实验内容1.设计进程对各类资源最大申请表示及初值确定。
2.设定系统提供资源初始状况。
3.设定每次某个进程对各类资源的申请表示。
4.编制程序,依据银行家算法,决定其申请是否得到满足。
三、算法描述银行家可以把一定数量的资金供多个用户周转使用,为保证资金的安全银行家规定:1.当一个用户对资金的最大需求量不超过银行家现有的资金就要接纳该用户;2.用户可以分期贷款,但贷的总数不能超过最大需求量;3.当银行家现有的资金不能满足用户的沿需贷数时,对用户的贷款可推迟支付,但总能使用户在有限的时间里得到贷款;4.当用户得到所需的全部资金后,一定能在有限的时间里归还所有的资金。
实验2:时间片轮转法基本思想:将CPU的处理时间划分成一个个时间片,就绪队列中的诸进程轮流运行一个时间片,当时间片结束时,就强迫运行进程让出CPU,该进程进入就绪队列,等待下一次调度,同时,进程调度又去选择就绪队列中的一个进程,分配给它一个时间片,以投入运行。
在轮转法中,时间片长度的选择非常重要,将宜接影响系统开销和响应时间。
如果时间片长度很小,则调度程序剥夺处理机的次数频繁,加重系统开销;反之,如果时间片长度选择过长,比方说一个时间片就能保证就绪队列中所有进程都执行完毕,则轮转法就退化成先进先出算法。
实验3-4:抢占式(或非抢占式)优先级调度算法基本思想:该算法的基本思想是进程优先级高者优先调度,是一种常用的进程调度算法。
该算法的关键是如何确定优先数。
通常确定优先数的方法有两种,即静态法和动态法。
(1)静态优先权是在创建进程时确定的,其运行特征是优先数确定之后在整个进行运行期间不再改变。
确定静态优先权的依据有进程的类型、进程所使用的资源、进程的估计运行时间等因素。
课程设计操作系统一、教学目标本课程旨在让学生掌握操作系统的基本原理和概念,了解操作系统的运行机制和功能,培养学生运用操作系统知识解决实际问题的能力。
具体目标如下:1.知识目标:(1)理解操作系统的基本概念、功能和作用;(2)掌握操作系统的运行机制,包括进程管理、内存管理、文件管理和设备管理;(3)了解操作系统的发展历程和主流操作系统的基本特点。
2.技能目标:(1)能够运用操作系统知识分析和解决实际问题;(2)具备基本的操作系统使用和维护能力;(3)掌握操作系统的基本配置和优化方法。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对操作系统知识的兴趣和好奇心;(2)树立正确的计算机使用观念,提高信息素养;(3)培养学生团队协作、创新思考和持续学习的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.操作系统概述:介绍操作系统的定义、功能、作用和分类;2.进程管理:讲解进程的概念、进程控制、进程同步与互斥、死锁等问题;3.内存管理:讲解内存分配与回收策略、虚拟内存、页面置换算法等;4.文件管理:讲解文件和目录的概念、文件存储结构、文件访问控制、磁盘空间分配等;5.设备管理:讲解设备驱动程序、I/O调度策略、中断处理和DMA传输等;6.操作系统实例分析:分析主流操作系统(如Windows、Linux)的基本特点和运行机制。
三、教学方法本课程采用多种教学方法相结合,以提高学生的学习兴趣和主动性:1.讲授法:讲解操作系统的基本概念、原理和知识点;2.讨论法:学生针对操作系统相关问题进行讨论,培养学生的思维能力和团队协作精神;3.案例分析法:分析实际案例,让学生了解操作系统在实际应用中的作用和意义;4.实验法:安排实验课程,让学生动手实践,巩固所学知识。
四、教学资源为实现课程目标,我们将采用以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的操作系统教材,为学生提供系统、全面的知识体系;2.参考书:提供相关领域的参考书籍,拓展学生的知识视野;3.多媒体资料:制作精美的PPT课件,辅助讲解和展示操作系统的相关概念和实例;4.实验设备:配置相应的实验设备,让学生动手实践,提高操作能力。
实践课设计报告课程名称操作系统课程设计模拟设计内存管理中的地址题目转换(动态分区、页式十进制)学院班级学号姓名指导教师年月日课程设计任务书学生姓名:专业班级:指导教师:工作单位:题目: 模拟设计内存管理中的地址转换(动态分区、页式十进制)初始条件:1.预备内容:阅读操作系统的内存管理章节内容,理解动态分区、页式、段式和段页式存储管理的思想及相应的分配主存的过程。
2.实践准备:掌握一种计算机高级语言的使用。
要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1.下列内部存储器管理中地址转换,在完成指定存储管理技术中的地址转换基础上还可以选择其它内部存储器管理中的地址转换进行模拟设计并实现:⑴动态分区方案,用最先适用算法对作业实施内存分配,然后把作业地址空间的某一逻辑地址转换成相应的物理地址。
能够处理以下的情形:输入某一逻辑地址,程序能判断地址的合法性,如果合法,计算并输出相应的物理地址。
如果不能计算出相应的物理地址,说明原因。
⑵页式存储管理中逻辑地址到物理地址的转换(十进制)。
能够处理以下的情形:输入某一十进制逻辑地址,能检查地址的合法性,如果合法进行转换,否则显示“地址非法”;物理地址用十进制表示。
⑶页式存储管理中逻辑地址到物理地址的转换(八进制)。
能够处理以下的情形:输入某一八进制逻辑地址,能检查地址的合法性,如果合法进行转换,否则显示“地址非法”;物理地址用八进制表示。
⑷页式存储管理中逻辑地址到物理地址的转换(十六进制)。
能够处理以下的情形:输入某一十六进制逻辑地址,能检查地址的合法性,如果合法进行转换,否则显示“地址非法”;物理地址用十六进制表示。
⑸段式存储管理中逻辑地址到物理地址的转换。
能够处理以下的情形:指定内存的大小,进程的个数,每个进程的段数及段大小;能检查地址的合法性,如果合法进行转换,否则显示地址非法的原因。
⑹段页式存储管理中逻辑地址到物理地址的转换。
计算机学院2010-2011级操作系统课程设计任务指导书湖南科技大学计算机学院陈燕晖编2013年1月课程设计说明一:实验操作系统平台为Linux,不熟悉该系统的同学请先看附录──Linux环境快速上手指南。
此外,同学们最好手头能有Unix/Linux系统编程类书籍便于查阅。
二:本指导书共六个任务,指导老师可根据实际情况要求同学完成其中的几个。
三:要求每人独立完成,不允许抄袭。
请同学们遵循机房管理条例,在机房只能做与课程设计相关的事情,禁止玩游戏、浏览无关网页等情况。
四:及时提交课程设计报告。
目录任务一I/O系统调用开销比较 (1)任务要求 (1)性能测试工具介绍 (1)mmap介绍 (3)任务二实现一个简单的shell (5)任务要求 (5)相关知识介绍 (6)任务三进程/线程同步 (8)任务要求 (8)SYS V信号量API介绍 (9)Posix线程编程介绍 (10)任务四文件内容的并行搜索 (13)任务要求 (13)测试要求 (13)任务五实现一个malloc/free (14)任务要求 (14)相关材料 (14)任务六利用元数据操作ext2文件系统 (30)任务要求: (30)技术进攻路线 (30)EXT2 文件系统资料 (31)附录一:Linux环境快速上手指南 (35)命令行和图形界面 (35)使用帮助 (35)编程步骤简介 (36)Linux shell下的基本命令 (36)附录二:调试器GDB基本使用方法 (38)任务一 I/O系统调用开销比较本任务主要目的在于了解I/O系统调用的特点并通过性能测试对此有直观的认识。
任务要求在LINUX平台用C编程逆序一个文本文件,注意显示逆转结果的必须是原文件名。
如文件原内容为“abcd”,处理后内容应为“dcba”。
请分别使用三种方法(1)标准C的I/O库函数:fopen、fread和fwrite(2)Unix的I/O函数:open、read 和write(3)open和mmap要求尽量考虑效率,比较三种方法的性能。
性能测试工具介绍参与测试的文件必须有三种大小:4KB、256KB和64MB。
read和fread每次读/写数据的大小分别为1字节、256字节、4KB和16KB。
我们可以观察到系统调用的开销情况。
下面简单介绍一下两个工具──strace和time。
strace命令可以追踪进程执行系统调用和进程收到信号的情况。
最简单的情形是strace 执行指定的命令直至命令退出,它可以拦截并记录系统调用信息(包括系统调用名、系统调用参数、系统调用返回值),详细的信息可以参看man手册。
下面演示一个用strace追踪拷贝文件命令cp的例子,执行下面命令:$strace cp wj1.txt wj5.txt我们看到每一项的格式是统一的:open("wj1.txt", O_RDONL Y|O_LARGEFILE) = 3系统调用名系统调用参数返回值Strace命令有许多选项,其中–c选项特别有用,它能统计系统调用的相关数据,其中包括调用次数,多少次出错返回,系统调用的耗费时间等。
下面是示例产生的结果:time命令可以累计一个程序的运行时间。
格式如下:time [options] command [arguments...]time在命令command执行结束时在标准错误输出中输出该命令的用时情况,其结果包含下面三项:1)实际时间(real time): 从command命令行开始执行到结束经历的时间;2)用户CPU时间(user CPU time): 命令执行所占的用户态时间;3)系统CPU时间(system CPU time): 命令执行所占的核心态时间(系统调用时间)。
其中,用户CPU时间和系统CPU时间之和为命令占用CPU执行的时间总和。
一般说来,实际时间要大于CPU时间,因为comand可能和其他进程交替执行。
下面是一个具体例子,测试ls命令递归列出当前目录内容所用时间。
$ time ls -R执行结果如下:....... (ls命令结果略)real 0m2.612suser 0m0.080ssys 0m2.524s值得提醒的是,依赖于操作系统的计时机制,time命令本身不一定很精确;此外,command的执行时间依赖于环境,所以同一命令执行多次结果也可能不同,一个比较合理的做法是一个命令执行多次然后取平均值。
mmap介绍mmap指memory-mapped(存储映射),其将文件内容映射到进程地址空间,相比传统方法而言,往往能够减少系统调用和内容拷贝次数,从而提高性能。
其函数原型如下:void* mmap ( void * addr , size_t len , int prot , int flags , int fd , off_t offset );函数的返回值为最后文件映射到进程空间的地址,进程可直接操作起始地址为该值的有效地址。
参数addr指定文件应被映射到进程空间的起始地址,一般被指定一个空指针,此时选择起始地址的任务留给内核来完成(参见flags的说明)。
参数fd为即将映射到进程空间的文件描述字,一般由open()返回,同时,fd可以指定为-1,此时须指定flags参数中的MAP_ANON,表明进行的是匿名映射。
len是映射到调用进程地址空间的字节数,它从被映射文件开头offset个字节开始算起。
prot 参数指定共享内存的访问权限。
可取如下几个值的或:PROT_READ(可读), PROT_WRITE(可写), PROT_EXEC(可执行), PROT_NONE(不可访问)。
flags由以下几个常值指定:MAP_SHARED , MAP_PRIVA TE , MAP_FIXED,其中,MAP_SHARED , MAP_PRIV ATE必选其一,而MAP_FIXED则不推荐使用。
offset参数一般设为0,表示从文件头开始映射。
任务二实现一个简单的shell本任务主要目的在于学会如何在Unix系统下创建进程和管理进程,了解shell工作的基本原理。
任务要求实现一个简单的shell(命令行解释器),类似于sh,bash,csh等。
你的shell 必须支持以下内部命令cd <目录>更改当前的工作目录到另一个<目录>。
如果<目录>未指定,输出当前工作目录。
如果<目录>不存在,应当有适当的错误信息提示。
这个命令应该也能改变PWD的环境变量。
environ列出所有环境变量字符串的设置(类似于Unix系统下的env命令)。
echo <内容> 显示echo后的内容且换行help 简短概要的输出你的shell的使用方法和基本功能。
jobs 输出shell当前的一系列子进程,必须提供子进程的命名和PID号。
quit,exit,bye退出shell。
所有的内部命令应当优先于在$PATH中同名的程序。
任何非内部命令必须请求shell创建一个新进程,且该子进程执行指定的程序。
这个新进程必须继承shell的环境变量和指定的命令行参数。
Shell应当具有以下特征:Batch Processing如果shell启动带有一个文件名作为参数,打开该文件并执行文件里所有命令。
待所有进程全部结束退出shell。
该功能类似于shell的交互模式。
Debugging 提供-v选项,shell启动时打开此选项将在运行过程中输出若干调试信息。
在该种模式下,shell应该显示所有被创建了的进程的PID号,通报已结束的子进程和传递给子进程的参数等。
Prompt(命令行提示符)解释器应该打印$PS2(而不是$PS1)作为提示符。
Background processing 如果命令以符号&终止,在后台并发执行该程序。
shell立即等待下一命令行的输入,而不等待该程序的结束。
Redirect(重定向) 该功能选做Pipe(管道)该功能选做你可假定所有的命令和参数由空格或tab符分开。
相关知识介绍shell的主体就是反复下面的循环过程while(1){接收用户输入的命令行;解析命令行;if(用户命令为内部命令)直接处理;else if(用户命令为外部命令)创建子进程执行命令;else提示错误的命令;}创建子进程要使用fork()函数,执行新的命令要使用exec()系列函数,通常shell是等待子进程结束后再接受用户新的输入,这可以使用waitpid()函数。
下面是一个完整的示例:Fork()原型如下:pid_t fork(void);fork建立一个子进程,父进程继续运行,子进程在同样的位置执行同样的程序。
对于父进程,fork()返回子进程的pid, 对于子进程,fork()返回0。
出错时返回-1。
Exec系列有6个函数,原型如下:extern char **environ;int execl( const char *path, const char *arg, ...);int execlp( const char *file, const char *arg, ...);int execle( const char *path, const char *arg , ..., char * const envp[]);int execv( const char *path, char *const argv[]);int execve (const char *filename, char *const argv [], char *const envp[]);int execvp( const char *file, char *const argv[]);exec系列函数用新的进程映象置换当前的进程映象.这些函数的第一个参数是待执行程序的路径名(文件名). 这些函数调用成功后不会返回,其进程的正文(text),数据(data),bss和堆栈(stack)段被待执行程序程序覆盖。
但是进程的PID和所有打开的文件描述符没有改变,同时悬挂信号被清除,信号重置为缺省行为.在函数execl,execlp,和execle中,const char *arg以及省略号代表的参数可被视为arg0, arg1, ...,argn.他们合起来描述了指向NULL结尾的字符串的指针列表,即执行程序的参数列表.作为约定,第一个arg参数应该指向执行程序名自身,参数列表必须用NULL指针结束.execv和execvp函数提供指向NULL结尾的字符串的指针数组作为新程序的参数列表.作为约定,指针数组中第一个元素应该指向执行程序名自身.指针数组必须用NULL指针结束。
execle函数同时说明了执行进程的环境(environment),他在NULL指针后面要求一个附加参数,NULL指针用于结束参数列表,或者说,argv数组.这个附加参数是指向NULL结尾的字符串的指针数组,他必须用NULL指针结束。