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1、计算机操作系统实验指导书湖南工业大学计算机学院二O一六 年九月前言计算机操作系统是计算机科学与技术、软件工程、网络工程等专业的主要专业基础课程，其实践性、应用性很强。实践教学环节是必不可少的一个重要环节。计算机操作系统的实验目的是加深对理论教学内容的理解和掌握，使学生较系统地掌握操作系统的基本原理，加深对操作系统基本方法的理解，加深对课堂知识的理解，为学生综合运用所学知识，在Linux环境下调用一些常用的函数编写功能较简单的程序来实现操作系统的基本方法、并在实践应用方面打下一定基础。要求学生在实验指导教师的帮助下自行完成各个操作环节，并能实现且达到举一反三的目的，完成一个实验解决一类问题。要求
2、学生能够全面、深入理解和熟练掌握所学内容，并能够用其分析、设计和解答类似问题；对此能够较好地理解和掌握，并且能够进行简单分析和判断；能够熟练使用Linux用户界面；掌握操作系统中进程的概念和控制方法；了解进程的并发，进程之间的通信方式，了解虚拟存储管理的基本思想。同时培养学生进行分析问题、解决问题的能力；培养学生完成实验分析、实验方法、实验操作与测试、实验过程的观察、理解和归纳能力。为了收到良好的实验效果，编写了这本实验指导书。在指导书中，每一个实验均按照该课程实验大纲的要求编写，力求紧扣理论知识点、突出设计方法、明确设计思路，通过多种形式完成实验任务，最终引导学生有目的、有方向地完成实验任务
3、，得出实验结果。任课教师在实验前对实验任务进行一定的分析和讲解，要求学生按照每一个实验的具体要求提前完成准备工作，如：查找资料、设计程序、完成程序、写出预习报告等，做到有准备地上机。进行实验时，指导教师应检查学生的预习情况，并对调试过程给予积极指导。实验完毕后，学生应根据实验数据及结果，完成实验报告，由学习委员统一收齐后交指导教师审阅评定。实验成绩考核：实验成绩占计算机操作系统课程总评成绩的20%。指导教师每次实验对学生进行出勤考核，对实验效果作记录，并及时批改实验报告，综合评定每一次的实验成绩，在学期终了以平均成绩作为该生的实验成绩。有以下情形之一者，实验成绩为不及格：1. 迟到、早退、无故
4、缺勤总共3次及以上者；2. 未按时完成实验达3次及以上者；3. 缺交实验报告2次及以上者。目 录第一部分 实验环境及所用系统函数介绍11.1 Linux操作系统简介11.2常用文件及目录操作命令11.2.1 ls命令11.2.2 cp命令21.2.3 mv命令31.2.4 rm命令41.2.5 mkdir命令51.2.6 rmdir命令51.2.7 cd 命令51.2.8 file命令61.2.9 pwd命令61.2.10 cat命令71.2.11 find命令71.3 man帮助命令91.4 Linux编程工具的使用101.4.1编辑器 vi的使用101.4.2 编译器gcc的使用111.4
5、.3调试工具gdb的使用111.4.4主要系统调用函数13第二部分 实验内容16实验一 熟悉Linux基本命令及编程环境16实验二 进程管理21实验三 进程调度27实验四 进程间通信32实验五 存储管理实验35ii第一部分 实验环境及所用系统函数介绍DOS操作系统是单道操作系统，无法进行多道程序设计，Windows环境下的Visual C+虽然也可用于多道程序设计，但是并不是完全的多道，因为它也可用于DOS编程。所以我们的实验选用Linux操作系统。Linux操作系统是一个类UINX操作系统，是一个纯多道并发的网络操作系统。1.1 Linux操作系统简介 Linux是一个多用户操作系统，是UN
6、IX的一个克隆版本(界面相同但内部实现不同)，同时它是一个自由软件，是免费的、源代码开放的，这是它与UNIX的不同之处。现在，Linux凭借优秀的设计，不凡的性能，加上IBM、Intel、CA、CORE、Oracle等国际知名企业的大力支持，市场份额逐步扩大，已成为与Windows和UNIX并存的三大主流操作系统之一。1.2常用文件及目录操作命令Linux 系统信息存放在文件里，文件与普通的公务文件类似。每个文件都有自己的名字、内容、存放地址及其它一些管理信息，如文件的用户、文件的大小等。文件可以是一封信、一个通讯录，或者是程序的源语句、程序的数据，甚至可以包括可执行的程序和其它非正文内容。
7、Linux文件系统具有良好的结构，系统提供了很多文件处理程序。这里主要介绍常用的文件处理命令。1.2.1 ls命令1.功能ls命令用于显示目录内容，类似DOS下的dir命令，它的使用权限是所有用户。2.格式ls optionsfilename3.options主要参数a, all：列出所有项目，包括以“.” 字符开始的项目。A, almostall：列出除了“ . ”及 “. ”以外的任何项目。author：印出每个文件作者。b, escape：以八进制溢出序列表示不可打印的字符。blocksize=大小：块以指定的字节为单位。B, ignorebackups：不列出任何以 字符结束的项目。f
8、：不进行排序，aU参数生效，lst参数失效。F, classify：加上文件类型的指示符号 (*/=| 其中一个)。g：与l类似，但不列出文件所有者G, nogroup：以长列表形式列出，不显示用户组名称。i, inode：列出每个文件的inode号。I, ignore=样式：不印出任何符合Shell万用字符的项目。k：即blocksize=1K。l：使用较长格式列出信息。L, dereference：当显示符号链接的文件信息时，显示符号链接所指示的对象，而并非符号链接本身的信息。m：所有项目以逗号分隔，并填满整行行宽。n, numericuidgid：类似l，但列出UID及GID号。N, l
9、iteral：列出未经处理的项目名称，例如不特别处理控制字符。p, filetypeindicator-style=slash：加上文件类型的指示符号 (/=| 其中一个)。在目录后加/指示符Q, quotename：将项目名称括上双引号。r, reverse：依相反次序排列。R, recursive：同时列出所有子目录层。s, size： 以块大小为序列出每个文件所占块数。4.应用举例ls 命令是Linux系统使用频率最多的命令，它的参数也是Linux命令中最多的。使用ls命令时会有几种不同的颜色，其中蓝色表示是目录，绿色表示是可执 行文件，红色表示是压缩文件，浅蓝色表示是链接文件，加粗的黑
10、色表示符号链接，灰色表示是其它格式文件。如下图所示，文件属性列表中，第一列文件属性类型开头是由10个字符构成的字符串。其中第一个字符表示文件类型，它可以是下述类型之一：（普通文件）、d（目录）、l（符号链接）、 b（块设备文件）、c（字符设备文件）。后面的9个字符表示文件的访问权限，分为3组，每组3位。第一组表示文件属主的权限，第二组表示同组用户的权限， 第三组表示其他用户的权限。每一组的三个字符分别表示对文件的读（r）、写（w）和执行权限（x）。对于目录，表示进入权限。s表示当文件被执行时，把该 文件的UID 或GID赋予执行进程的UID（用户ID）或GID（组 ID）。 t表示设置标志位（
11、留在内存，不被换出）。如果该文件是目录，那么在该目录中的文件只能被超级用户、目录拥有者或文件属主删除。如果它是可执行文 件，那么在该文件执行后，指向其正文段的指针仍留在内存。这样再次执行它时，系统就能更快地装入该文件。接着显示的是文件大小、生成时间、文件或命令名称。1.2.2 cp命令1. 功能复制文件或目录2. 说明cp指令用于复制文件或目录，如同时指定两个以上的文件或目录，且最后的目的地是一个已经存在的目录，则它会把前面指定的所有文件或目录复制到此目录中。若同时指定多个文件或目录，而最后的目的地并非一个已存在的目录，则会出现错误信息。3. 参数: -a 或 -archive 此参数的效果和
12、同时指定-dpR preserve=all参数相同 -b 或 -backup 删除、覆盖目的文件先备份，备份的文件或目录亦建立为符号链接，并指向源文件或目录链接的源文件或目录。假如没有加上这个参数，在复制过程中若遇到符号链接，则会直接复制源文件或目录 -f 或 -force 强行复制文件或目录， 不论目的文件或目录是否已经存在 -i 或 -interactive 覆盖文件之前先询问用户 -l 或 -link 对源文件建立硬链接，而非复制文件 -p 或 -preserve 保留源文件或目录的属性，包括所有者、所属组、权限与时间 -P 或 -parents 保留源文件或目录的路径，此路径可以是绝对
13、路径或相对路径，且目的目录必须已经丰在 -r 递归处理，将指定目录下的文件与子目录一并处理。若源文件或目录的形态，不属于目录或符号链接，则一律视为普通文件处理 -R, -r 或 -recursive 递归处理，将指定目录下的文件及子目录一并处理 -s 或 -symbolic-link 对源文件建立符号链接，而非复制文件 -S 或 -suffix= 用-b参数备份目的文件后，备份文件的字尾会被加上一个备份字符串。默认的备份字尾符串是符号 -u 或 -update 使用这项参数之后，只会在源文件的修改时间(Modification Time)较目的文件更新时，或是名称相互对应的目的文件并不存在，才
14、复制文件 -v 或 -verbose 显示执行过程 -x 或 -one-file-system 复制的文件或目录存放的文件系统，必须与cp指令执行时所处的文件系统相同，否则不复制，亦不处理位于其他分区的文件 -help 显示在线帮助 -sparse= 设置保存稀疏希疏文件的时机 -version 显示版本4. 示例: .复制文件，只有源文件较目的文件的修改时间新时，才复制文件 cp -u -v file1 file21.2.3 mv命令1.功能mv命令用来为文件或目录改名，或者将文件由一个目录移入另一个目录中，它的使用权限是所有用户。该命令如同DOS命令中的ren和move的组合。2.格式mvoptions 源文件或目录 目标文件或目录3.options主要参数i：交互方式操作。如果mv操作将导致对已存在的目标文件的覆盖，此时系统询问是否重写，要求用户回答“y”或“n”，这样可以避免误覆盖文件。f：禁止交互操作。mv操作要覆盖某个已有的目标文件时不给任何指示，指定此参数后i参数将不再起作用。4.应用实例（1）将/usr/cb
