操作系统实验实验一实验一Linux登录与登录与vi编辑器编辑器实验目的：实验目的：让学生熟悉Linux的环境，掌握Linux系统登录的方法。给学生使用vi创建与编辑文件的机会。vi是UNIX中最常用的编辑器。对vi编辑器的全面而清晰的理解，对于后续内容的学习至关重要。n实验内容与要求实验内容与要求:首先，首先，登录Linux命令login的使用。其次，其次，使用vimtutore查看vi编辑器的相关帮助文档，让学生自行阅读使用方法。最后，最后，通过第二步的阅读帮助，完成以下任务：（1）创建一个文件（2）保存退出一个文件及不保存退出一个文件（3）在文本中使用不同的键进行光标的移动（4）在一个文件中加入、删除与修改文本（5）设定选项以自定义编辑环境（6）调用命令行编辑功能实验二实验二Linux常用命令与常用命令与Linux下下C程序设计程序设计n实验目的：让学生熟悉Linux常用命令，对Linux命令有一个熟悉的了解。进一步熟悉vi编辑器的使用。掌握在linux下的编译命令gcc及C语言程序的运行。n实验内容与要求 LinuxLinux下常用命令的使用下常用命令的使用 (1) Cp (1) Cp：拷贝文件命令：拷贝文件命令 将一个档案拷贝至另一档案，或将数个档案拷贝至另一目录。 格式为cp options source destcp options source dest。 选项的说明如下： -a 尽可能将档案状态、权限等资料都照原状予以复制。 -f 若目的地已经有相同档名的档案存在，则在复制前先予以删除再行复制。范例：范例： (a) 将档案 aaa 复制(已存在)，并命名为 bbb : cp aaa bbb (b) 将所有的C语言程式拷贝至 Finished 子目录中 : cp *.c FinishednCd：切换目录：切换目录该命令的作用是切换当前目录至另一目录。格式为cddirName。下面是一些小技巧：cd进入用户主目录；cd-返回进入此目录之前所在的目录；cd.返回上级目录（若当前目录为“/“，则执行完后还在“/”；”.”为上级目录的意思）；cd./.返回上两级目录；nMkdirMkdir：创建新文件夹命令：创建新文件夹命令 所创建的文件夹(目录)不能与其父目录(即父文件夹)中的文件名重名，即同一个目录下不能有同名的(区分大小写)。 格式为：格式为：mkdir DirNamemkdir DirName 实例： 在/home/cc/下面创建以“itorg”命名的文件夹。 格式：mkdir /home/cc/itorg n使用vi编辑器编写一个C语言程序HelloWorld#includeintmain(void)printf(Helloworld,Linuxprogramming!n);return0;ngccgcc编译：编译：将程序存为。编译：编译：gcc-ohello实验三实验三Linux进程的异步并发执行进程的异步并发执行n实验目的1.了解进程与程序的区别，加深对进程概念的理解；2.掌握进程并发执行的原理，理解进程并发执行的特点，区分进程并发执行与串行执行；3.了解fork()系统调用的返回值，掌握用fork()创建进程的方法；4.熟悉wait、exit等系统调用。n实验内容与要求1编写一C语言程序，实现在程序运行时通过系统调用fork()创建两个子进程，使父、子三进程并发执行，父亲进程执行时屏幕显示“Iamfather”，儿子进程执行时屏幕显示“Iamson”，女儿进程执行时屏幕显示“Iamdaughter”。2多次连续反复运行这个程序，观察屏幕显示结果的顺序，直至出现不一样的情况为止。记下这种情况，试简单分析其原因。3修改程序，在父、子进程中分别使用wait、exit等系统调用“实现”其同步推进，多次反复运行改进后的程序，观察并记录运行结果。n程序参考：（仅供参考）#include#includevoidmain()inti;pid_tpid=fork();if(pid=0)/*子进程程序*/for(i=1;i1000;i+)printf(Iamsonn);else/*父进程程序*/for(i=1;i1000;i+)printf(Iamfathern);nfork()当程序执行到下面的语句：pid=fork();OS创建子进程。子进程和父进程的可执行程序是同一个程序；上下文和数据，绝大部分就父进程的拷贝，但它们是两个相互独立的进程！当前是父进程执行到fork调用即将返回（此时子进程不占有CPU）。父进程继续执行，OS对fork的实现，使这个系统调用在父进程中返回刚刚创建的子进程的pid（一个正整数），所以下面的if语句pid=0的分支不会执行。所以输出iamfather子进程在之后的某个时候得到调度，它的PCB的内容被换入，占用CPU。OS对fork的实现，使子进程中fork返回0。所以在这个子进程中pid=0。这个进程继续执行的过程中，if语句中pid=0是true。所以输出iamsonn获得进程ID的函数getpid()#include#includemain()pid_tpid=fork();if(pid=0)printf(“iamson,pid=%dn”,getpid();elseprintf(“iamfather,pid=%dn,getpid();nwait和和exit函数函数nwait（等待子进程中断或结束）（等待子进程中断或结束）定义函数pid_twait(int*status);n返回值返回值如果执行成功则返回子进程的ID，如果有错误发生则返回-1。n进程一旦调用wait，就立即阻塞自己，直到有信号来到或子进程结束。如果有子进程退出，wait就会收集这个子进程的信息，并把它彻底销毁后返回；如果没有找到这样一个子进程，wait就会一直阻塞在这里，直到有一个出现为止。n注意：注意：如果在调用wait时子进程已经结束，则wait会立即返回子进程结束状态值。子进程的结束状态值会由参数status返回，而子进程的ID也会一快返回。如果不在意结束状态值，则参数status可以设成NULL。n#include#include#include#includeintmain()intstatus,i;pid_tpid=fork();if(pid=0)printf(“Iamson.pid=%dn”,getpid();exit(5);elsesleep(1);printf(“Iamfather,waitforson.n”;pid=wait(&status);i=WEXITSTATUS(status);printf(“sonspid=%d.exitstatus=%dn”,pid,i);n执行示例：Iamson.pid=1501Iamfather,waitforson.sonspid=1501,exitstatus=5n实验三遇到的问题：n问题一pid_tpid1=fork();pid_tpid2=fork();if(pid1=0)printf(“iamson”);elseif(pid2=0)printf(“iamdaught”);elseprintf(“iamfather);pid_tpid1=fork();pid_tpid2=fork();pid1=儿子儿子idPid2=女儿女儿idpid_tpid1=fork();pid_tpid2=fork();pid1=0pid2=孙子孙子id父进程儿子进程pid_tpid1=fork();pid_tpid2=fork();pid1=儿子进程儿子进程pid2=0女儿进程pid_tpid1=fork();pid_tpid2=fork();pid1=0pid2=0孙子进程if(pid1=0)printf(“iamson”);elseif(pid2=0)printf(“iamdaught”);elseprintf(“iamfather);pid_tpid1;pid_tpid2;pid1=fork();if(pid1=0)printf(“iamson”);elsepid2=fork();if(pid2=0)printf(“iamdaught);elseprintf(“iamfather);pid_tpid1;pid_tpid2;inti;for(i=0;i2;i+)pid1=fork();if(pid1=0)printf(“iamson”);elsepid2=fork();if(pid2=0)printf(“iamdaught);elseprintf(“iamfather);输出：输出：IamdaughtIamfatherIamsonpid_tpid1=fork();pid_tpid2=fork();父进程儿子进程女儿进程输出：fatherdaughtsonfatherdaughtsonfatherdaughtsonfatherdaughtson第二遍循环第二遍循环n问题三pid_tpid=fork();if(pid=0)for(i=1;i1000;i+)printf(Iamsonn);exit(5);elsefor(i=1;i1000;i+)printf(“Iamfather,waitforson.n”;pid=wait(&status);printf(“sonspid=%dn”,pid);输出：IamsonIamfather,waitforson.sonspid=1015sonspid=-1sonspid=-1sonspid=-1sonspid=-1sonspid=-1原因：第一遍循环时原因：第一遍循环时子进程已经退出。子进程已经退出。实验四实验四通道通信通道通信n实验目的实验目的进一步熟悉linux的编程环境和vi编辑器，熟悉linux环境下C语言程序的编译和运行。进一步掌握父子进程间的通信原理和fork()函数。熟悉并掌握管道通信的原理，以及linux环境下提供的pipe()、write()及read()函数。能够编写出管道通信的程序，并调试通过。n实验内容实验内容pipe()函数：创建管道的方法，函数原型为intpipe(intfiledes2);write()函数：读取数据方法，函数原型为:intwrite(intpipe_fd，char*buffer，size_tlen);read()函数：写入数据的方法，函数原型为:intread(intpipe_fd，char*buffer，size_tlen);npipe建立管道头文件：头文件：#include定义函数定义函数:intpipe(intfiledes2);函数说明：函数说明：建立管道，并将文件描述符由数组filedes返回。filedes0为管道里的读取端，用read从管道中读数据filedes1则为管道的写入端，用write向管道中写数据。返回值返回值:若成功则返回0，否则返回-1。#include#include#defineINPUT0#defineOUTPUT1intmain()intfiledes2;/*定义子进程号*/pid_tpid;charbuf500;intreturned_count;/*创建无名管道*/pipe(filedes);/*创建子进程*/if(pid=fork()=-1)printf(Errorinforkn);exit(1);/*执行子进程*/if(pid=0)printf(inthespawned(child)process.n);/*子进程向父进程写数据，关闭管道的读端*/close(filedesINPUT);write(filedesOUTPUT,testdata,strlen(testdata);exit(0);else/*执行父进程*/printf(inthespawning(parent)process.n);/*父进程从管道读取子进程写的数据，关闭管道的写端*/close(filedesOUTPUT);returned_count=read(filedesINPUT,buf,sizeof(buf);printf(%dbytesofdatareceivedfromspawnedprocess:%sn,returned_count,buf);rootlocalhost# gcc o rootlocalhost# ./n显示结果：显示结果：in the spawning (parent) process.in the spawned (child) process.9 bytes of data received from spawned process:test data