操作系统实验报告

1 / 14 操作系统实验报告 计算机操作系统 实验报告 班级： 姓名： 学号： 实验一 进程控制与描述 一、实验目的 通过对 Windows 2000 编程，进一步熟悉操作系统的基本概念，较好地理解 Windows 2000 的结构。通过创建进程、观察正在运行的进程和终止进程的程序设计和调试操作，进一步熟悉操作系统的进程概念，理解 Windows 2000中进程的“一生”。 二、实验环境 硬件环境：计算机一台，局域网环境； 软件环境： Windows 2000 Professional、 Visual C+ 企业版。 三、实验内容和步骤 第一部分 : 程序 1-1Windows 2000 的 GUI 应用程序 Windows 2000 Professional 下的 GUI应用程序，使用 Visual C+编译器创建一个 GUI 应用程序，代码中包括了WinMain方法，该方法 GUI类型的应用程序的标准入口点。 # include # pragma comment int APIENTRY 2 / 14 WinMain ; /* hInstance */ , /* hPrevInstance */, /* lpCmdLine */, /* nCmdShow */ ) return ; 在程序 1-1 的 GUI 应用程序中，首先需要头文件，以便获得传送给 WinMain 和 MessageBox API 函数的数据类型定义。 接着的 pragma 指令指示编译器 /连接器找到库文件并将其与产生的 EXE文件连接起来。这样就可以运行简单的命令行命令 CL 来创 建这一应用程序，如果没有 pragma指令，则 MessageBox API 函数就成为未定义的了。这一指令是Visual Studio C+ 编译器特有的。 接下来是 WinMain 方法。其中有四个由实际的低级入口点传递来的参数。 hInstance 参数用来装入与代码相连的 图 标 或 位 图 一 类 的 资 源 ， 无 论 何 时 ， 都 可 用GetModuleHandle API 函数将这些资源提取出来。系统利用实例句柄来指明代码和初始的数据装在内存的何处。句柄的数值实际上是 EXE 文件映像的基地址，通常为 0x00400000。下一个 参数 hPrevInstance 是为向后兼容而设的，现在系统将其设为 NULL。应用程序的命令行 是 lpCmdLine 参数。另外，系统利用 nCmdShow 参数告诉应用程序如何显示它的主窗口 。 3 / 14 最后，程序调用 MessageBox API 函数并退出。如果在进入消息循环之前就结束运行的话，最后必须返回 0。 先分析程序功能，再写出运行结果： 操作系统将当前运行的应用程序看作是进程对象。利用系统提供的惟一的称为句柄 的号码，就可与进程对象交互。这一号码只对当前进程有效。 在 系 统 中 运 行 的 任 何 进 程 都 可 调 用GetCurrentProcess API 函数，此函数可返回标识进程本身的句柄。然后就可在 Windows需要该进程的有关情况时，利用这一句柄来提供。 程序 1-2： 获得和使用进程的句柄 # include # include void main HANDLE hProcessThis = : GetCurrentProcess ; DWORD dwPriority = : GetPriorityClass ;std : cout case HIGH_PRIORITY_CLASS: std : cout case NORMAL_PRIORITY_CLASS: std : cout case IDLE_PRIORITY_CLASS: std : cout case REALTIME_PRIORITY_CLASS: std : cout std : cout ” ; break; std : cout 程序 1-2 中列出的是一种获得 进程句柄的方法。对于进程句柄可进行的惟一有用的操作是在4 / 14 API 调用时，将其作为参数传送给系统，正如程序 1-2 中对GetPriorityClass API 函数的调用那样。在这种情况下，系统向进程对象内“窥视”，以决定其优先级，然后将此优先级返回给应用程序。 OpenProcess 和 CreateProcess API 函数也可以用于提取进程句柄。前者提取的是已经存在的进程的句柄，而后者创建一个新进程，并将其句柄提供出来。 先分析程序功能，再写出运行结果： 程序 1-3显示如何找出 系统中正在运行的所有进程，如何利用 OpenProcess API 函数来获得每一个访问进程的进一步信息。 程序 1-3 利用句柄查出进程的详细信息 / proclist 项目 # include # include # include DWORD GetKernelModePercentage ULONGLONG qwKernel = ) ;ULONGLONG qwUser = ) ; ULONGLONG qwTotal = qwKernel + qwUser;DWORD dwPct = 100*qwKernel) / qwTotal) ;return ; void main 5 / 14 HANDLE hSnapshot = : CreateToolhelp32Snapshot ; PROCESSENTRY32 pe; : ZeroMemory ) ; = sizeof ; BOOL bMore = : Process32First ;while HANDLE hProcess = : OpenProcess ; if FILETIME ftCreation, ftExit, ftKernelMode, ftUserMode; : GetProcessTimes ; DWORD dwPctKernel = : GetKernelModePercentage ; std : cout : CloseHandle ; bMore = : Process32Next ; 程序 1-3程序首先利用 Windows 2000 的新特性，即工具帮助库来获得当前运行的所有进程的快照。然后应用程序进入快照中的每一个进程，得到其以 PROCESSENTRY32 结构表示的属性。这一结构用来向 OpenProcess API 函数提供进程的 ID。 Windows 跟踪每一进程的有关时间，示例中是通过打开的进程句柄和 GetProcessTimes API 来直询得到有关时间的。接下来，一个定制的帮助函数取得了几个返回的数值，然后计算进程在内核模式下消耗的时 间占总时间的百分比。程序的其余部分比较简单，只是将有关信息显示给用户，清除进程句柄，然后继续循环，直到所有进程都计算过为止。 先分析程序功能，再写出运行结果： 第二部分：进程的“一生” 6 / 14 1、 创建进程 /创建子进程 # include # include # include void StartClone TCHAR szFilenameMAX_PATH ; : GetModuleFileName ;TCHAR szCmdLineMAX_PATH ; : sprintf ;STARTUPINFO si; : ZeroMemory , sizeof ) ; = sizeof ; PROCESS_INFORMATION pi; BOOL bCreateOK = : CreateProcess ;if : CloseHandle ; : CloseHandle ; int main 实 实验课程：学生姓名 ：学 号：专业班级： 验 报 告 计算机操作系统 2016年 11月 3日 目 录 一、 实验一 ?02-06 二、 实验二 ?07-17 三、 实验三 四、 实验四 五、 实验五 ?18-24 ?25-28 ?29-37 7 / 14 1 南昌大学实验报告 -操作系统安装及其接口环境 学生姓名：学 号： 专业班级：实验类型： 验证 综合 设计 创新实验日期： 实验成绩： 一、实验目的 熟悉 Windows/Linux操作系统的安装过程与安装方法，并掌握该操作系统所提供的用户接口环境，并为后续实验做好编程环境准备。 二、实验内容 1、熟悉 Windows/Linux 操作系统的安装过程与安装方法，并掌握该操作系统所提供的用户接口环 境，通过系统提供的用户管理程序、查看系统中的用户情况、进程、线程、内存使用情况等，学会使用它进行监视进程的状况、系统资源的使用情况及用户情况。并为后续实验做好编程环境准备。 2、用 C语言编写一小段程序，使其可以通过某个系统调用来获得 OS提供的某种服务。 三、实验要求 1 了解所安装的操作系统对软硬件资源的具体要求； 2 机器最低硬件配置要求； 3 操作系统所提供的用户接口环境的熟悉； 8 / 14 4 了解主要 BIOS CMOS 参数的含义及其设置方法； 5 掌握程序编写中系统调用的方法。 四、主要实验步骤 1 window xp操作系统的安装与安装方法 打开的光盘中找到所需文件的正确路径，这时会打开“欢迎使用Microsoft Windows XP”窗口，如图 1 所示。 图 1 “欢迎使用 Microsoft Windows XP”窗口 在这个窗口的“您希望做什么？”选项组中，选择“安装可选的 Windows组件”选项， 2 对系统组件进行自定义安装。 选择“安装 Microsoft Windows XP”选项，可以打开中文版 Windows XP 的安装界面，如图 2 所示。 图 2 “欢迎使用 Windows 安装程序”对话框 在界面左侧显示安装的进程以及安装总共所需要的时间，在右侧的“欢迎使用 Windows 安装程序”对话框中，可以选择执行哪一类型的安装，在“安装类型”下拉列表框有“升级安装”和“全新安装”两种选项，在此提醒用户“升级安装”会保留已安装的程序、数据文件和现有的计算机设置，而“全新安装”将替换原有的 Windows或在不同的硬盘或磁盘分区上安装 Windows，它会造成硬盘上所有数据的丢失。在这里选择“升级安装”，单击“下一步”按钮继续。 9 / 14 在接下来的对话框中要求阅读许可协议，当看完此协议后，可以选择“我接受这个协议”单选项，只有接受此协议，才能继续进行安装，如图 3 所示。 图 3 “许可协议”对话框 在“许可协议”对话框中进行选择后，单击“下一步”按钮打开“您的产品密钥”对话框，要求用户输入所安装的 Windows产品的密钥。在输入时用户要确保所输内容正确无误，否则安装过程不能继续，如图 4 所示。 3 图 4 “您的产品密钥”对话框 在“产品密钥”文本框中输入正确的内容后，单击“下一步”按钮可以打开“获得更新的安装程序文件”对话框，选择“否，跳过这一步继续安装 Windows”单选项，然后单击“下一步”按钮继续安装过程，如图 5所示。 图 5 “获得更新的安装程序文件”对话框 这时已经进入“准备安装”阶段，系统会开始复制安装所需要的文件，在“正在复制安装文件”中显示了文件复制的进度，在界面的右侧将出现中文版 Windows XP 的新增功能的介绍，如果用户在此时要退出安装，可 以在键盘上按下 Esc 键，即可取消安装程序，如图 6 所示。 图 6 复制安装文件 4 10 / 14 操作系统实验报告 学号 姓名 班级 实验一实验报告 【实验名称】：并发程序设计 【实验目的】：掌握在程序中创建新进程的方法， 观察并理解多道程序并发执行 的现象。 【实验原理】： fork:建立子进程。子进程得到父进程地址空间的一个复制。 返回值：成功时，该函数被调用一次，但返回两次，fork对 子进程返回 0，对父进程返回子进程标识符。不成功时对父进程返回 -1，没有子进程。 【实验内容】：首先分析一下程序运行时其输出结果有哪几种可能性，然后实际 调试该程序观察其实际输出情况，比较两者的差异，分析其中的原因。 void main intx=5; if ) x+=30; printf ; else printf; printf; 11 / 14 【实验要求】：每个同学必须独立完成本实验、提交实验报 告、源程序和可执行 程序。实验报告中必须包含预计的实验结果，关键代码的分析，调试记录，实际的实验结果，实验结果分析等内容。 【预计的实验结果】 35 5 35 5 【关键代码分析】 1，代码主要由 fork 函数和一个 if else 条件分支语句组成。 2， fork 函数，它是 Linux的系统调用。 函数定义： int fork;返回值： 子进程中返回 0，父进程中返回子进程 ID，出错返回 -1 函数说明： 一个现 有进程可以调用 fork 函数创建一个新进程。由 fork创建的新进程 被称为子进程。 fork 函数被调用一次但返回两次。两次返回的唯一区别是子进程中返回 0值而父进程中返回子进程 ID。 子进程是父进程的副本，它将获得父进程数据空间、堆、栈等资源的副本。注意，子进程持有的是上述存储空间12 / 14 的“副本”，这意味着父子进程间不共享这些存储空间，它们之间共享的存储空间只有代码段。 linux 将复制父进程的地址空间内容给子进程，因此，子进程有了独立的地址空间。 3，父进程和子进程的代码段都是上面的所有代码，由 定义可知不过子进程的代码只从创建此子进程那里开始执行。也就是从 if )语句开始，出现了子进程，两个进程并发执行。 当这个程序执行 if) 时，操作系统创建一个新的进程，并且在进程表中相应为它建立一个新的 PCB表项。其中子进程从父进程继承到了大部分的参数。也有独有的参数，如进程号等。但是此后他们是独立的两个进程。在子进程里创建的东西是子进程的，在父进程创建的东西是父进程 的。可以完全看成普通的两个进程。所以在执行printf; 的时候，父子进程当然都会执行它，因为他们本身程序段里都有这句代 码。 【调试记录】 在红帽终端里做 gdb调试 在第五行加入断点，执行 run 得到 5 5,这是子进程执行的结果。再执行 next得到 35 35，这是父进程的结果。这里可以看出，由父进程创建的子进程先执行完毕，但是宏观上是并发执行。 【实际的实验结果】 5 5 35 35 【实验结果分析】 13 / 14 从实际结果来看，子进程比父进程先执行完，但是由 fork 函数，我们可知，两者优先级应该是一样的。至于哪个可能先执行，可能和操作系统的具体调度算法