04操作系统

《操作系统》实验报告实验序号：实验四实验项目名称：实验04 Linux 多进程编程学号1207022103 姓名陈华荣专业、班网络工程实验地点实1-311 指导教师李桂森实验时间2014.10.26一、实验目的及要求1.通过本实验的学习，使学生掌握Linux多进程编程的基本方法。

2.实验内容：利用Linux多进程实现题目所要求的功能。

3.以学生自主训练为主的开放模式组织教学二、实验设备（环境）及要求PC机三、实验内容与步骤1、编写一个显示“HELLO”的c语言程序，并利用GCC编译，然后运行此程序。

（提示：若没有gcc，需先安装gcc编译程序）指令：Apt-get install updateApt-get install gccCd /home/normaluesrTouch helloworld.cVim helloeorld.c在helloworld里编辑进：#include<stdio.h>Int main(){Printf(“helloworld”);Return 0;}然后用gcc进行编译运行：或者直接2、进程的创建：编制一程序，利用系统调用fork()创建两个子进程。

程序运行时，系统中有一个父进程和两个子进程活动，分别让他们显示“A”、“B”和“C”，分析程序运行结果。

3、用ctrl+alt+F2切换到第二个终端（tty2）并使用另外一个用户登录（可利用第二个实验创建的用户登录），然后使用who命令查看用户登录情况。

用ctrl+alt+F1切换到第二个终端（tty1），修改第二步的程序，在每个进程退出前都加上一个sleep(20)的函数来延缓进程的退出，然后运行此程序，立即切换到tty2，使用ps -a命令查看系统运行的进程，观察程序创建的进程都有哪些？pid是多少？4、进程的管道通信：编制一程序，使用系统调用pipe()建立一管道，两个子进程P1和P2分别向管道各写一句话，父进程则从管道中读取出来并显示在屏幕。

未来研究方向和挑战
01
随着云计算、大数据和人工智能等技术的快速发展，操作系统中的并发和并行 处理需求越来越高，PV操作在解决并发和并行处理中的问题也面临着新的挑战 。
02
未来的研究需要进一步探索PV操作在新型计算环境中的应用，例如在分布式系 统、物联网、边缘计算等领域中，PV操作的应用和优化具有重要的研究价值。
详细描述
生产者消费者问题描述了一个共享缓冲区的场景，其中生产者产生数据放入缓冲区，消费者从缓冲区取出数据进 行处理。为了防止缓冲区溢出和数据饥饿，需要使用PV操作来控制对缓冲区的访问。
读者写者问题
总结词
读者写者问题是生产者消费者问题的 变种，主要解决多个读者共享数据和 单个写者修改数据时的同步问题。
03
同时，随着系统规模的扩大和复杂度的增加，PV操作的管理和维护也变得越来 越困难，如何有效地管理和维护PV操作也是未来的重要研究方向之一。
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操作系统-pv操作
目 录
• 引言 • PV操作原理 • PV操作实现 • PV操作的应用 • 总结与展望
01 引言
操作系统简介
操作系统是计算机系统的核心软件， 负责管理计算机硬件和应用程序的资 源分配、调度和监控。
操作系统的主要功能包括进程管理、 内存管理、文件管理和设备管理。
PV操作的基本概念
饥饿问题
饥饿问题是当一个或多个进程长期得不到足够的资源，导致其无法正常执行的情况。为避免饥饿问题 ，可以采用一些调度算法，如先来先服务、最短作业优先等，确保每个进程都能获得足够的资源。
04 PV操作的应用
生产者消费者问题
总结词
生产者消费者问题是操作系统中经典的并发循环执行

段页式管理方式
段页式管理的基本概念
将进程先分段，每段再分页，即 先将用户程序分成若干个段，再 把每个段分成若干个页，并为每 一个段赋予一个段名。
段页式管理的地址结构
由段号、段内页号及页内位移三 部分所组成。
段页式管理的优缺点
结合了分段和分页的优点，既便 于实现、分段可共享、易于保护， 又能满足用户的要求；但增加了 系统开销，如地址变换复杂等。
04
文件管理
Chapter
文件和文件系统
文件的定义
文件是具有符号名的、在逻辑上具有 完整意义的一组相关信息项的有序序 列。
文件系统的定义
操作系统中负责存取和管理文件的信 息的机构，称为文件管理系统，简称 文件系统。
文件系统的功能
从系统角度来看，文件系统是对文件 存储器的存储空间进行组织、分配和 回收，负责文件的存储、检索、共享 和保护；从用户角度来看，文件系统 主要是实现“按名取存”，文件系统 的用户只要知道所需文件的文件名， 就可存取文件中的信息，而无需知道 这些文件究竟存放在什么地方。
02
对称加密和非对称 加密的原理和优缺 点比较。
03
数字签名和数字证 书的原理和应用。
04
加密技术在操作系 统中的应用：文件 加密、磁盘加密、 网络通信加密等。
操作系统安全漏洞与防范
操作系统安全漏洞的类型
缓冲区溢出、整数溢出、格式化字符串漏洞等。
操作系统安全加固的方法
关闭不必要的服务和端口、限制用户权限、定期 更新补丁等。
只能用于单用户、单 任务的操作系统中。
02
固定分区分配
将内存划分为若干个 固定大小的区域，每 个分区只装入一道作 业。
03
动态分区分配

1 物理安全(参考《信息系统安全等级保护信息系统安全技术要求》第一级第二级第三级第四级1.1 环境安全(参考同上1.1.1 中心机房安全保护1.1.1.1 机房场地选择01基本要求(1分****02防火要求**03防污染要求**04防潮及防雷要求**05防震动和噪声要求**06防强电场、磁场**07防地震、水灾要求**08位置要求**09防公众干扰要求*1.1.1.2 机房内部安全防护01机房出入****02机房物品****03机房人员**04机房分区**1.1.1.3 机房防火01建筑材料防火j** 02建筑材料防火k* 03建筑材料防火l*04报警和灭火系统j** 05报警和灭火系统k* 06报警和灭火系统l* 07区域隔离防火*** 1.1.1.4 机房供、配电01分开供电****02紧急供电j****03紧急供电k**04紧急供电l*05备用供电**06稳压供电***07电源保护***08不间断供电**09电器噪声防护*10突然事件防护*1.1.1.5 机房空调、降温01基本温度要求**02较完备空调系统*03完备空调系统*1.1.1.6 机房防水与防潮01水管安装要求****02水害防护****03防水检测**04排水要求*1.1.1.7 机房防静电01接地与屏蔽****02服装防静电****03温、湿度防静电**** 04地板防静电**05材料防静电**06维修MOS 电路保护* 07静电消除要求*1.1.1.8 机房接地与防雷击01接地要求****02去耦、滤波要求**** 03避雷要求****04防护地与屏蔽地要求** 05交流电源地线要求* 1.1.1.9 机房电磁防护01接地防干扰****02屏蔽防干扰****03距离防干扰****04电磁泄露发射防护** 05介质保护**06机房屏蔽*1.1.2 通信线路的安全防护01确保线路畅通****02发现线路截获**03及时发现线路截获*04防止线路截获*1.2 设备安全(参考同上1.2.1 设备的防盗和防毁01设备标记要求****02计算中心防盗j**03计算中心防盗k*04计算中心防盗l*05机房外部设备防盗**1.2.2 设备的安全可用01基本运行支持****02设备可用**03设备不间断运行*1.3 记录介质安全(参考同上01公开数据介质保护*02内部数据介质保护*03重要数据介质保护*04关键数据介质保护*05核心数据介质保护1.4 物理安全管理要求(参考TC260 N0016《计算机信息系统安全等级保护管理要求》中的表A.3 物理安全管理等级要求01 物理安全管理人员的配置****02 物理安全规章制度的建立;****03 GB17859-1999 相应等级技术要求的保证;****04 物理安全区域管理的实施;***05 设施配置计划、安装、运行、操作流程的制定;***06 系统关键物理设施登记制度的建立;***07 安全区域标记管理的实施**08 安全区域隔离管理的实施;*09 出入人员授权书的建立;*10 对安全区域活动的实时监视;*11 物理安全保障的持续改善。