22《计算机操作系统》实验指导书.doc

适用专业：计算机科学与技术制定人：吴暾华教研室：计算机教研室信息与工程学院2009年9月计算机操作系统实验指导书前言1.实验课程简介《计算机操作系统》是计算机科学与技术专业的骨干必修课。本课程的目的是使学生掌握现代计算机操作系统的基本原理、基本设计方法及实现技术，具有分析现行操作系统和设计、开发实际操作系统的基本能力。操作系统实验是操作系统课程的重要组成部分。操作系统实验的作用是：理解操作系统的设计和实现思路，掌握典型算法。基本要求是：理解进程的概念，理解死锁；掌握请求页式存储管理的实现原理及页面置换算法。学生应具有高级语言编程能力、具有数据结构等基础知识。2.实验进度安排次序实验内容学时1Linux系统安装与配置32Linux用户接口与编程环境33进程管理34处理机调度35存储器管理33.实验环境(1)操作系统：UbuntuLinux9.04(2)编程语言：C/C++或Java(3)集成开发工具：Eclipse-CDT4.实验要求为了顺利完成操作系统课程实验，学生应做到：(1)实验前，认真学习教材以及实验指导书的相关内容，提前做好实验准备。(2)实验结束一周后提交实验报告。实验报告内容应包括：实验目的、实验内容、设计思路和流程框图，源程序（含注释）清单、测试结果以及实验总结。(3)遵守机房纪律，服从辅导教师指挥，爱护实验设备。实验的验收将分为两个部分。第一部分是上机操作，随机抽查程序运行和即时提问；第二部分是提交书面的实验报告。此外杜绝抄袭现象，一经发现雷同，双方成绩均以0分计算。目录一.Linux系统安装与配置……………………………………………1二.Linux用户接口与编程环境……………………………………..6三.进程管理…………………………………………………………15四.处理机调度………………………………………………………32五.存储器管理………………………………………………………35《计算机操作系统》实验指导书1实验一Linux系统安装与配置1.实验目的(1)熟悉Linux概念，比如Linux发行版、宏内核、微内核等。(2)掌握UbuntuLinux系统的安装方法，特别是如何在vmware虚拟机上安装、配置该操作系统。了解在多操作系统环境下如何本地安装（光盘安装）UbuntuLinux。(3)熟悉Linux系统的文件系统结构。2.实验预备内容(1)参阅相关Linux操作系统的安装手册，熟悉Linux的基本安装和配置。3.实验内容(1)安装并配置vmware虚拟机，制定运行环境，特别要启动nat和usb支持。(2)在vmware上安装UbuntuLinux，指定最大空间为20G以上（具体视硬盘剩余空间而定）。当对虚拟磁盘空间分区时，需至少指定10G给“/”（主目录），分区格式为ext3，还需指定与内存容量相同的swap（交换）区。(3)安装完UbuntuLinux系统后需配置硬件（如网卡、显卡等）和软件（如编程开发软件等）。4.思考(1)Linux系统和Windows系统的区别和共同点有哪些？5.Linux文件系统结构简介无论哪个版本的Linux系统，都有以下这些目录，它们是标准的。(1)/，Linux的文件系统入口，是处于最高一级的目录（根目录）。(2)/bin，基础系统所需要的那些命令位于此目录，也是最小系统所需要的命令；比如ls、cp、mkdir等命令；功能和/usr/bin类似，这个目录中的文件都是可执行的，普《计算机操作系统》实验指导书2通用户都可以使用的命令。作为基础系统所需要的最基础的命令就是放在这里。(3)/boot，Linux的内核及引导系统程序所需要的文件，比如vmlinuz，initrd.img文件都位于这个目录中。在一般情况下，GRUB或LILO系统引导管理器也位于这个目录。(4)/dev，设备文件存储目录，比如声卡、磁盘。(5)/etc，系统配置文件的所在地，一些服务器的配置文件也在这里，比如用户帐号及密码配置文件。(6)/home，普通用户家目录默认存放目录，用户可自由存取数据的地方。(7)/lib，库文件存放目录。(8)/lost+found，在ext2或ext3文件系统中，当系统意外崩溃或机器意外关机，而产生一些文件碎片放在这里。当系统启动的过程中fsck工具会检查这里，并修复已经损坏的文件系统。有时系统发生问题，有很多的文件被移到这个目录中，可能会用手工的方式来修复，或移到文件到原来的位置上。(9)/media，即插即用型存储设备的挂载点自动在这个目录下创建，比如USB盘系统自动挂载后，会在这个目录下产生一个目录；CDROM/DVD自动挂载后，也会在这个目录中创建一个目录，类似cdrom的目录。(10)/mnt，这个目录一般是用于存放挂载储存设备的挂载目录的，比如有cdrom等目录。可以参看/etc/fstab的定义。有时我们可以把让系统开机自动挂载文件系统，把挂载点放在这里也是可以的。主要看/etc/fstab中怎么定义，比如光驱可以挂载到/mnt/cdrom。(11)/opt，表示的是可选择的意思，有些软件包也会被安装在这里，也就是自定义软件包，比如在FedoraCore5.0中，OpenOffice就是安装在这里。有些我们自己编译的软件包，就可以安装在这个目录中；通过源码包安装的软件，可以通过./configure--prefix=/opt/目录。(12)/proc，操作系统运行时，进程（正在运行中的程序）信息及内核信息（比如cpu、硬盘分区、内存信息等）存放在这里。/proc目录伪装的文件系统proc的挂载目录，proc并不是真正的文件系统，它的定义可以参见/etc/fstab。《计算机操作系统》实验指导书3(13)/root，Linux超级权限用户root的主目录。(14)/sbin，大多是涉及系统管理的命令的存放，是超级权限用户root的可执行命令存放地，普通用户无权限执行这个目录下的命令，这个目录和/usr/sbin;/usr/X11R6/sbin或/usr/local/sbin目录是相似的；我们记住就行了，凡是目录sbin中包含的都是root权限才能执行的。(15)/tmp，临时文件目录，有时用户运行程序的时候，会产生临时文件。/tmp就用来存放临时文件的。/var/tmp目录和这个目录相似。(16)/usr，这个是系统存放程序的目录，比如命令、帮助文件等。这个目录下有很多的文件和目录。当我们安装一个Linux发行版官方提供的软件包时，大多安装在这里。如果有涉及服务器配置文件的，会把配置文件安装在/etc目录中。/usr目录下包括涉及字体目录/usr/share/fonts，帮助目录/usr/share/man或/usr/share/doc，普通用户可执行文件目录/usr/bin或/usr/local/bin或/usr/X11R6/bin，超级权限用户root的可执行命令存放目录，比如/usr/sbin或/usr/X11R6/sbin或/usr/local/sbin等；还有程序的头文件存放目录/usr/include。(17)/var，这个目录的内容是经常变动的，看名字就知道，我们可以理解为vary的缩写，/var下有/var/log这是用来存放系统日志的目录。/var/服务器站点存放目录；/var/lib用来存放一些库文件，比如MySQL的，以及MySQL数据库的的存放地。(18)/etc/init.d，这个目录是用来存放系统或服务器以SystemV模式启动的脚本，这在以SystemV模式启动或初始化的系统中常见。(19)/etc/xinit.d，如果服务器是通过xinetd模式运行的，它的脚本要放在这个目录下。有些系统没有这个目录，比如Slackware，有些老的版本也没有。在Rehat/Fedora中比较新的版本中存在。(20)/etc/rc.d，这是Slackware发行版有的一个目录，是BSD方式启动脚本的存放地；比如定义网卡，服务器开启脚本等。(21)/etc/X11，是X-Windows相关的配置文件存放地。比如下面的例子：《计算机操作系统》实验指导书4[root@localhost~]#/etc/init.d/sshdstart注：启动sshd服务器[root@localhost~]#/etc/init.d/sshdstop注：停止sshd服务器这就是典型的sshd服务器SystemV模式启动脚本，通过这运行这个脚本可以启动sshd服务器了。(22)/usr/bin，这个目录是可执行程序的目录，普通用户就有权限执行；当我们从系统自带的软件包安装一个程序时，他的可执行文件大多会放在这个目录。比如安装gaim软件包时。相似的目录是/usr/local/bin；有时/usr/bin中的文件是/usr/local/bin的链接文件。(23)/usr/sbin，这个目录也是可执行程序的目录，但大多存放涉及系统管理的命令。只有root权限才能执行；相似目录是/sbin或/usr/local/sbin或/usr/X11R6/sbin等。(24)/usr/local，这个目录一般是用来存放用户自编译安装软件的存放目录；一般是通过源码包安装的软件，如果没有特别指定安装目录的话，一般是安装在这个目录中。这个目录下面有子目录。(25)/usr/lib，和/lib目录相似，是库文件的存储目录。(26)/usr/share，系统共用的东西存放地，比如/usr/share/fonts是字体目录，是所有用户都共用的。(27)/usr/share/doc和/usr/share/man帮助文件，也是所有用户都共用的。(28)/usr/src，是内核源码存放的目录，比如下面有内核源码目录，比如linux、linux-2.xxx.xx目录等。有的系统也会把源码软件包安装在这里。比如Fedora/Redhat，当我们安装file.src.rpm的时候，这些软件包会安装在/usr/src/redhat相应的目录中。(29)/var/adm，比如软件包安装信息、日志、管理信息等。(30)/var/log，系统日志存放、分析日志要看这个目录的内容。(31)/var/spool，打印机、邮件、代理服务器等假脱机目录。《计算机操作系统》实验指导书5实验二Linux用户接口与编程环境1.实验目的(1)熟悉Linux下的基本操作，学会使用各种Shell命令去操作Linux，对Linux有一个初步认识。(2)学会使用vi编辑器编辑简单的C语言程序，并能对其编译和调试。(3)掌握C/C++/Java跨平台集成开发环境Eclipse的安装和使用。2.实验预备内容(1)参阅相关Linux的命令参考手册，熟悉Linux下的操作命令。3.实验内容(1)使用Shell命令(如ls、cp、rm等)实现基本的文件操作并观察Linux文件系统的特点。(2)使用vi编辑器编写一C程序，并用gcc命令进行编译和链接，并用a.out来进行输出结果；如果是C++程序，改用g++命令进行编译和链接。(3)运行命令：sudoapt-getinstalleclipseeclipse-cdt以安装集成开发环境Eclipse及cdt(C/C++支持包)。(4)运用Eclipse新建C/C++程序项目，掌握编译、调试方法。4.思考(1)Linux系统的用户接口有哪几种？(2)试比较Eclipse和微软的VisualStudio或BorlandC++Builder，指出优缺点。5.Linux常用的Shell命令Linux的文件与文件类型，和DOS/Windows有点相似，在此不做介绍。注意Linux文件名区分大小写！Linux命令格式：命令[选项][处理对象]《计算机操作系统》实验指导书6(1)文件操作命令(A)文件查看和连接命令语法：cat[参数]filelist将文件连接到一起，用“”操作将几个文件组合成一个新的文件，或者是用“”把文件追加到已存文件的后面。-n或--number：由1开始对所有