操作系统课程设计报告474011948

1、操作系统课程设计实验报告姓 名： 曾 林学 号： 0905020107班 级： 网络一班指导老师： 李艳军完成时间：2012年3月4日任务一 I/O系统调用开销比较一、实验目的：本任务主要目的在于了解I/O系统调用的特点并通过性能测试对此有直接的认识。二、 任务要求：在LINUX平台用C编程逆序一个文本文件，注意显示逆转结果的必须是原文件名。如文件原内容为“abcd”，处理后内容应为“dcba”。请分别使用三种方法1） 标准C的I/O库函数：fopen、fread和fwrite2） Unix的I/O函数：open、read、write3） open和mmap要求尽量考虑效率，比较三种方法的性能

2、。三、 设计思路 实验的主要是提供一个缓冲区，从而供库函数方便进行读写。首先申请一个缓存区，然后把文件的内容读出到缓存区中，通过逆序函数把文件的内容逆序，再把缓存区中的内容写入到原文件中，从而达到逆序的目的。针对read和fread每次读取数据大小有要求，主要在于读取或写入时缓冲区的大小，动态定义缓冲区的大小实现每次读取或写入数据的大小控制。为实现测试文件的内容能完整地存入中间容器，即字符串数组，需要动态申请文件大小的数组，存取文件中的内容。Mmanp指memory-mapped（存储映射）其将文件内容映射到进程地址空间，相比传统的方法而言，减少了系统调用和内容拷贝，无需进行文件内容的读取和写

3、入，减少了完成所需要的时间，提高了整体的效率，从而提高了性能。主要在于数据的重新排序。四、 设计内容1. 使用标准C的I/O库函数：fopen、fread和fwrite的设计代码如下：#include#include #include int main(int argc,char *argv) int i,j,filelen; char *buffer; char temp; FILE *fp; if(argc!=2) printf(error!n); exit(0); if(fp=fopen(argv1,r)=NULL) printf(open %s error!,argv1); exit(

4、0); fseek(fp,0L,SEEK_END); filelen=ftell(fp); buffer= (char *)malloc(sizeof(char)*filelen); /申请缓存区 fseek(fp,0L,SEEK_SET); printf(文件大小为：%d字节n,filelen); fread(buffer,1,filelen,fp); /第二个参数为每次读数据的大小 fclose(fp); j=filelen-1;for(i=0;ij;i+,j-) /逆序函数 temp = bufferi; bufferi = bufferj; bufferj = temp; if(fp=

5、fopen(argv1,w)=NULL) printf(open %s error!,argv1); exit(0); fwrite(buffer,1,filelen,fp); /第二个参数为每次写数据的大小fclose(fp); return 0;2. 使用Unix的I/O函数：open、read、write的设计代码如下：#include#include#include#include#include#include#include#define BUFFSIZE 256*1024;int main(int argc,char *argv) int i,j,n,src;char temp;

6、char *buffer; char path20; size_t fz; struct stat statbuf; if (argc != 2 ) printf(请输入要打开的文件路径n);scanf(%s,path);else strcpy(path,argv1);n=open(path,O_RDWR);if(src=open(path,O_RDWR)0) perror(open source ); exit(EXIT_FAILURE); if(fstat(src,&statbuf)0) perror(fstat source); exit(EXIT_FAILURE); fz=statbu

7、f.st_size;buffer= (char *)malloc(sizeof(char)*fz);read(n,buffer,fz); lseek(n,0,SEEK_SET); j=fz-1;for(i=0;ij;i+,j-) temp = bufferi; bufferi = bufferj; bufferj = temp;write(n,buffer,fz);close(n);printf(逆序成功！n);return 0;3. 使用open和mmap的设计代码：#include #include #include #include #include #include #include

8、#define LENGTH 100int main(int argc,char *argv) int src; int i; char * buffer; char path20; struct stat statbuf; size_t fz; char temp; if (argc != 2 ) printf(请输入要打开的文件路径n);scanf(%s,path);else strcpy(path,argv1);if(src=open(path,O_RDWR)0) perror(open source ); exit(EXIT_FAILURE); if(fstat(src,&statbu

9、f)0) perror(fstat source); exit(EXIT_FAILURE); fz=statbuf.st_size; buffer = mmap(0,fz,PROT_WRITE,MAP_SHARED|MAP_NORESERVE,src,0);if(MAP_FAILED=buffer) perror(mmap source); exit(EXIT_FAILURE); for(i=0;i0对应相应进程要释放sem_op数目的共享资源；sem_op=0可以用于对共享资源是否已用完的测试；sem_op0相当于进程要申请-sem_op个共享资源。再联想操作的原子性，更不难理解该系统调用何

10、时正常返回，何时睡眠等待。调用返回：成功返回0，否则返回-1。3) int semctl(int semid，int semnum，int cmd，union semun arg)该系统调用实现对信号灯的各种控制操作，参数semid指定信号灯集，参数cmd指定具体的操作类型；参数semnum指定对哪个信号灯操作，只对几个特殊的cmd操作有意义；arg用于设置或返回信号灯信息。该系统调用详细信息请参见其手册页，这里只给出参数cmd所能指定的操作。IPC_STAT获取信号灯信息，信息由arg.buf返回；IPC_SET设置信号灯信息，待设置信息保存在arg.buf中（在manpage中给出了可以设置哪些信息）；GETALL返回所有信号灯的值，结果保存在arg.array中，参数sennum被忽略；GETNCNT返回等待semnum所代表信号灯的值增加的进程数，相当于目前有多少进程在等待semnum代表的信号灯所代表的共享资源；GETPID返回最后一个对semnum所代表信号灯执行semop操作的进程ID；GETVAL返回semnum所代表信号灯的值；GETZCNT返回等待semnum所代表信号灯的值变成0的进程数；SETALL通过arg.array更新所有信号灯的值；同时，更新与本信号