《信号与系统》第三篇实验开始

?信号与系统?第三篇实验开始——精通Linux一.Linux的根本使用与管理实验一Linux的安装及配置实验二Linux根本环境与使用实验三Linux文件处理实验四vi编辑器的使用实验二.Linux根本环境与使用实验目的了解Linux的命令格式，掌握Linux中的操作命令学会使用各种Shell命令操作Linux，对Linux有一个感性认识学会如何得到帮助信息实验二.Linux根本环境与使用实验内容使用man命令获得ls、uname、date、cal、mkdir、cp等Linux命令的帮助手册，了解这些命令的具体使用方法。同时，也可以通过执行“命令名--help〞来显示该命令的帮助信息，如“ls--help〞，试用这些命令。通过uname命令的执行，查看并给出相关系统信息：操作系统的名称、系统域名、系统CPU名称等。用date命令显示当前的时间，用cal命令显示2021、2021年的日历，给出执行的命令和显示的结果。在主目录下创立一个名为myetc的子目录，并将/etc目录下与网络相关的文件和子目录拷贝到该目录下，并将文件的执行权限设置为可执行。实验三.Linux文件处理实验目的熟悉Linux文件系统的文件和目录结构，掌握Linux文件系统的根本特征掌握命令行方式下文件操作命令和程序中文件操作函数的使用方法掌握Linux文件系统的加载和卸载方法实验三.Linux文件处理实验内容在用户主目录下创立如右图所示的目录树，列出完成该过程的所有命令。实验三.Linux文件处理实验内容在/usr/bin目录下有多少个普通文件、目录文件和链接文件？如何得到这些信息？显示用户主目录下的所有隐藏文件的文件名。列出执行的命令及输出结果。实现对光盘、移动硬盘的加载和访问，然后卸载设备。让系统开机时自动加载Windows文件系统，实现对Windows数据的访问和共享。实验四.vi编辑器的使用实验目的了解用vi编辑器编辑文本文件的根本使用方法熟练运用vi编辑器进行快速文档编辑实验四.vi编辑器的使用实验内容在当前用户目录下建立vitest子目录，将/etc/inittab文件拷贝到vitest子目录中；用vi编辑器翻开该文件，执行下述操作，并详细说明操作过程及方法： A．删除第5,15和25行指令； B．将文本中所有的“etc〞字符串替换成“config〞； C．复制第11~20行的内容，并且贴到文件最后一行后； D．将每行开头的第一个字符‘#’删除； E．删除包含有字符串“conf〞的那几行； F．在第一行新增一行，输入你的姓名和学号； G．将文件另存为new-。二.操作系统原理实践实验一系统初始化引导实验二系统用户界面实验三增加系统调用实验四进程控制实验五进程间通信实验六虚拟内存管理实验七添加设备驱动实验八设计文件系统实验一.系统初始引导实验目的理解和掌握Linux系统管理命令和管理文件了解Linux系统的引导启动过程掌握Linux开机效劳启动流程与方法实验一.系统初始引导实验内容分析Linux初始化程序执行脚本文件/etc/inittab，了解该程序的执行流程，画出流程图。分析Linux系统中/etc/目录下的系统初始化启动命令和目录下的启动守护进程的命令，说明在该启动过程中系统执行了哪些操作。编制一个Shell程序，并让该程序在用户登录时自动执行，显示提示信息“Welcome！Haveaniceday!〞，并在命令提示符中包含系统名称、内核版本、当前目录、当前用户名等根本信息。编写一个daemon进程，该进程每隔10秒执行ps命令，并将当前时间和命令的输出写至文件尾部。实验二.系统用户界面实验目的理解、使用和掌握文件系统调用与文件标准子例程的区别和编程方法掌握Linux下终端图形编程方法，能编写基于文本的图形界面掌握Linux以下图形界面编程工具，能用GTK或QT进行图形界面的开发实验二.系统用户界面实验内容分别利用文件的系统调用read、write和文件的库函数fread、fwrite实现文件复制功能，比较在每次读取一个字节和1024字节时两个程序的执行效率，并分析原因。编写一个C程序，使用Linux下基于文本的终端图形编程库curses，分窗口实时监测〔即周期性刷新显示〕CPU、内存和网络的详细使用情况和它们的利用率。通过读取proc文件系统，获取系统各种信息〔如主机名、系统启动时间、运行时间、版本号、所有进程信息、CPU使用率、内存使用率等〕，并以比较容易理解的方式显示出来。要求参照Windows的任务管理器，利用GTK/QT实现图形界面编程。实验三.增加系统调用实验目的理解Linux系统处理系统调用的流程掌握增加与调用系统调用的方法理解Linux的内核模块和编译方法实验三.增加系统调用实验内容向现有Linux内核参加一个新的系统调用，实现一个新的内核函数mycall()，此函数通过引用参数的调用返回当前系统时间，功能上根本与gettimeofday()相同。用编译内核的方法，将其参加内核源码并编译、使用新的内核。编写测试程序测试该系统调用。实验四.进程控制实验目的加深对进程概念的理解，进一步认识并发执行的实质掌握Linux操作系统的进程创立和终止操作利用Linux操作系统提供的信号量工具实现进程间的同步掌握对共享内存的相关操作实验四.进程控制实验内容编写一段源程序，使系统调用fork()创立两个子进程，当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符“a〞;子进程分别显示字符“b〞和字符“c〞。试观察纪录屏幕上的显示结果，并分析原因。实验四.进程控制实验内容①编写一段程序，实现进程的软中断通信。要求：使用系统调用fork()创立两个子进程，再用系统调用signal()让父进程捕捉键盘上来的中断信号〔即按DEL键〕；当捕捉到中断信号后，父进程用系统调用Kill()向两个子进程发出信号，子进程捕捉到信号后分别输出以下信息后终止： ChildProcessllisKilledbyParent! ChildProcessl2isKilledbyParent! 父进程等待两个子进程终止后，输出如下的信息后终止 ParentProcessisKilled!②在上面的程序中增加语句signal(SIGNAL,SIG-IGN)和signal(SIGQUIT,SIG-IGN),观察执行结果，并分析原因。实验四.进程控制实验内容求100000个浮点数〔精确小数点右4位〕的平均值〔和、最大值、最小值〕。要求： ①随机生成100000个浮点数〔父进程〕； ②创立4个子进程，分别求25000个浮点数之和； ③父进程完成100000个浮点数之和并打印结果； ④统计顺序计算的时间和多个进程采用多道程序设计完成计算的时间。实验五.进程间通信实验目的理解Linux关于进程间通信的概念掌握几种进程间通信的方法稳固进程同步概念和实现进程同步的方法实验五.进程间通信实验内容编写server和client两个程序，利用命名管道实现两个进程间的消息互通。编写程序，让父子两个进程通过消息队列相互聊天、发送消息〔1024字节〕。使用共享内存解决读者/协助问题：writer从用户处获得输入，然后将其写入共享内存，reader从共享内存获取信息，然后再在屏幕上打印出来。使用多线程和信号量解决生产者/消费者问题：有一个长度为N的缓冲池被生产者和消费者共同使用。只要缓冲池未满，生产者就可以将消息送入缓冲池；只要缓冲池不空，消费者便可从缓冲池中取走一个消息。生产者向缓冲池放入消息的同时，消费者不能操作缓冲池，反之亦然。实验六.虚拟内存管理实验目的掌握Linux虚拟内存管理的原理和技术理解Linux的按需调页机制掌握Linux动态内存操作函数/命令的使用实验六.虚拟内存管理实验内容编写程序，统计从当前时刻起，一段时间内操作系统发生的缺页次数。利用系统提供的内存操作函数进行内存的申请、使用与释放。分析系统调用do_page_fault()、brk()、mmap()的调用流程，涉及到的主要数据结构，画出流程图来表示相关函数之间的相互调用关系。利用free和vmstat命令观察主存分配结果及使用情况。实验七.添加设备驱动实验目的了解Linux设备驱动的管理方式了解Linux设备驱动程序的组织结构和设备管理机制掌握Linux设备驱动程序的编写方法和过程掌握Linux设备驱动程序的加载方法实验七.添加设备驱动实验内容编写字符设备驱动程序，要求能对该字符设备执行翻开、读、写、I/O控制和关闭五个根本操作。编写块设备驱动程序，要求能对该字符设备执行翻开、读、写、I/O控制和关闭五个根本操作。编写一个应用程序，测试添加的字符设备和块设备驱动程序的正确性。分析字符设备和块设备驱动程序，指出它们在实现过程中的异同点。简要描述Linux内核模块的加载过程。实验八.设计文件系统实验目的掌握文件系统的工作原理理解文件系统的主要数据结构加深理解文件系统的内部功能和实现方法实验八.设计文件系统实验内容设计并实现一个一级〔单用户〕文件系统程序，要求提供以下操作： A．文件创立/删除命令：create/delete