计算机组成原理实验要求1120.doc

试验2：makefile创建与使用试验目的：1、掌握桌面环境KDE的基本使用方法2、掌握KDE代码编辑器gedit的基本使用方法3、掌握多源文件编译链接的方式4、掌握makefile的写法试验原理（1）多源文件编译链接的方式编译：狭义的编译是指将高级语言代码翻译成汇编代码；汇编：狭义的汇编是将汇编代码翻译成二进制（机器语言代码）代码，对于出现子程序调用的语句，如果该函数是主文件外部实现的，则在主文件汇编的时候，该调用并不真正去实现该调用。链接：将各个函数的实现文件所汇编成的机器码和主程序链接到一起。形成最终的可执行文件。头文件功能：函数类型声明，全局结构体声明，宏声明。（2）makefile的写法依赖关系：依赖关系主要靠表达符号“：”表示，含义指冒号左侧的符号依赖右侧的符号，或由右侧的符号生成。命令规则：命令规则的第一个符号为TAB符号，一般为编译汇编指令（gcc）或其他shell指令。当命令规则上面的一条依赖文件出现更新时，系统将执行本行代码（3）试验过程使用编辑器gedit创建相关源文件，各个源文件代码如下：/main.c#include mytool1.h#include mytool2.h#include int main(void)putchar(n);mytool1_print(hello);mytool2_print(hello);return 0;/mytool1.c#include void mytool1_print(char *psz)printf(this is mytool1 print:%sn,psz);/mytool1.hvoid mytool1_print(char *);/mytool2.c#include void mytool2_print(char *psz)printf(this is mytool2 print:%sn,psz);/mytool2.hvoid mytool2_print(char *);/makefilemain:main.o mytool1.o mytool2.ogcc -o main main.o mytool1.o mytool2.omain.o:main.c mytool1.h mytool2.hgcc -c -g main.cmytool1.o:mytool1.c mytool1.hgcc -c -g mytool1.cmytool2.o:mytool2.c mytool2.hgcc -c -g mytool2.c试验报告要求写出各个源文件(截图)试验3：linux系统程序调试行列式求值程序试验目的：掌握使用gdb调试程序的方法试验器材：PC机器、redhat9，kde试验原理（1）程序可以被调试的原因程序编译的时候，使用特殊的指令在目标文件之间加入特殊的信息，建立程序目标码和程序源代码之间的联系，调试程序利用这些信息控制程序的流程，帮助程序员分析程序实际执行过程与程序员设计执行过程之间的联系，进而找出程序的错误。（2）调试程序的流程1、编程程序的时候使用-g指令，生成调试版程序；2、在gdb中调入调试版程序；3、在程序的起始位置加入断点 break main4、运行程序5、使用step指令，next指令单步运行程序，使用continue指令运行到程序的下一个断点，使用display，print指令查看和更改变量的数值，分析程序的实际运行过程和设计过程之间的差别。（3）要调试程序如下：#include stdio.h#include time.h#define MUCH_ZEROtypedef int Type;Type* JZyzs(Type *b,Type *a,int nn,int i,int j ) int m,n,N=nn-1; for(m=0; mi; m+) for(n=0; nj; n+) bm*N+n=am*nn+n; for(; nN; n+) bm*N+n=am*nn+n+1; for(; mN; m+) for(n=0; nj; n+) bm*N+n=am*nn+nn+n; for(; nN; n+) bm*N+n=am*nn+nn+n+1; return b;Type HLSabsDigui(Type *a, unsigned int n) unsigned int i,j,k; Type T=0,t; Type *p=NULL; if(n=1) return (*a)*n; p=(Type*) malloc(sizeof(Type)*(n-1)*(n-1); if(!p) puts(Err); return 0; for(i=0,t=1; in; i+,t*=-1) JZyzs(p,a,n,0,i); #ifdef MUCH_ZERO if(ai) #endif T+=(HLSabsDigui(p,n-1)*t*ai); free(p); return T;int main() Type a400=8,1,-5,1,9,-3,0,-6,-5,2,-1,2,0,4,-7,6; int n=4; clock_t start ,end; clrscr(); start=clock(); printf(n# %dn,HLSabsDigui(a,n); end=clock(); printf(%lfn%fn,(end-start)/CLK_TCK,(end-start)/CLK_TCK); getch();试验报告要求：（截图）单步运行程序，分析程序执行过程，写出程序流程图试验4 进程与线程程序调试试验目的：通过程序清晰进程与线程的概念；试验器材：PC机、redhat9 ，kde试验过程（1）进程程序如下：#include #include #include int main(void)pid_t pid;unsigned long i;int j=printf(ju bu bian liangn);for(i=0;i100000000;i+) ;if (pid=fork()0)printf(fork error!n);exit(1);else if(pid=0)printf(Child process is printing.n);elseprintf(Parent process is printing.n);exit(0);提示：调节循环次数，使循环次数接近系统默认时间片轮转时间，查看父进程和子进程不同次序的输出情况。（2）线程线程（thread）技术早在60年代就被提出，但真正应用多线程到操作系统中去，是在80年代中期，solaris是这方面的佼佼者。传统的Unix也支持线程的概念，但是在一个进程（process）中只允许有一个线程，这样多线程就意味着多进程。现在，多线程技术已经被许多操作系统所支持，包括Windows/NT，当然，也包括Linux。为什么有了进程的概念后，还要再引入线程呢？使用多线程到底有哪些好处？什么的系统应该选用多线程？我们首先必须回答这些问题。使用多线程的理由之一是和进程相比，它是一种非常节俭的多任务操作方式。我们知道，在Linux系统下，启动一个新的进程必须分配给它独立的地址空间，建立众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段，这是一种昂贵的多任务工作方式。而运行于一个进程中的多个线程，它们彼此之间使用相同的地址空间，共享大部分数据，启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间，而且，线程间彼此切换所需的时间也远远小于进程间切换所需要的时间。据统计，总的说来，一个进程的开销大约是一个线程开销的30倍左右，当然，在具体的系统上，这个数据可能会有较大的区别。使用多线程的理由之二是线程间方便的通信机制。对不同进程来说，它们具有独立的数据空间，要进行数据的传递只能通过通信的方式进行，这种方式不仅费时，而且很不方便。线程则不然，由于同一进程下的线程之间共享数据空间，所以一个线程的数据可以直接为其它线程所用，这不仅快捷，而且方便。当然，数据的共享也带来其他一些问题，有的变量不能同时被两个线程所修改，有的子程序中声明为static的数据更有可能给多线程程序带来灾难性的打击，这些正是编写多线程程序时最需要注意的地方。除了以上所说的优点外，不和进程比较，多线程程序作为一种多任务、并发的工作方式，当然有以下的优点：1) 提高应用程序响应。这对图形界面的程序尤其有意义，当一个操作耗时很长时，整个系统都会等待这个操作，此时程序不会响应键盘、鼠标、菜单的操作，而使用多线程技术，将耗时长的操作（time consuming）置于一个新的线程，可以避免这种尴尬的情况。2) 使多CPU系统更加有效。操作系统会保证当线程数不大于CPU数目时，不同的线程运行于不同的CPU上。3) 改善程序结构。一个既长又复杂的进程可以考虑分为多个线程，成为几个独立或半独立的运行部分，这样的程序会利于理解和修改。下面我们先来尝试编写一个简单的多线程程序。2 简单的多线程编程Linux系统下的多线程遵循POSIX线程接口，称为pthread。编写Linux下的多线程程序，需要使用头文件pthread.h，连接时需要使用库libpthread.a。顺便说一下，Linux下pthread的实现是通过系统调用clone（）来实现的。clone（）是Linux所特有的系统调用，它的使用方式类似fork，关于clone（）的详细情况，有兴趣的读者可以去查看有关文档说明。下面我们展示一个最简单的多线程程序example1.c。 /* example.c*/#include #include void thread(void)int i;for(i=0;i3;i+)printf(This is a pthread.n); int main(void)pthread_t id;int i,ret;ret=pthread_create(&id,NULL,(v