操作系統(tǒng)實驗指導(dǎo)書

1、版本號：1.0 撰寫人：孫自廣日期：2014-01-27操作系統(tǒng)實驗指導(dǎo)書 （Linux版） 廣西工學(xué)院計算機工程系 2014年01月前言 操作系統(tǒng)是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)（軟件工程方向）的一門非常重要的專業(yè)課程，操作系統(tǒng)是應(yīng)用軟件與底層硬件的橋梁。通俗的說“只有搞懂了操作系統(tǒng)，才能真正理解計算機”。學(xué)好操作系統(tǒng)課程可以提升學(xué)生應(yīng)用計算機解決問題的能力，并獲得開發(fā)大型復(fù)雜軟件的經(jīng)驗。操作系統(tǒng)至關(guān)重要，但學(xué)好它并不容易。雖然Windows界面友好，方便使用，但是底層運行機制被有效的隱藏，在很多人眼里計算機還是一個黑匣子。在選擇教學(xué)用操作系統(tǒng)上頗費苦心，目前可用于教學(xué)的操作系統(tǒng)有Minix, Noc

2、hos, Geekos, JOS，F(xiàn)reeBSD等，而Linux不僅是開源的，而且資料豐富并擁有大量的應(yīng)用軟件，所有我們選擇了Linux作為實驗的平臺。本實驗指導(dǎo)書參閱了很多網(wǎng)上的優(yōu)秀資源，在此對提供這些資源的作者，表示感謝。目 錄前言21.操作系統(tǒng)實驗概述41.1 實驗平臺及工具41.2 基本內(nèi)容51.3 考核規(guī)則52. 系統(tǒng)應(yīng)用實驗項目62.2 Linux 應(yīng)用實驗項目 2：shell基本命令82.3 Linux應(yīng)用實驗項目 3: 文件編輯102.5 Linux 應(yīng)用實驗項目 5：文件安全162.6 Linux 應(yīng)用實驗項目 6: 基本文件處理182.7 Linux應(yīng)用實驗項目7：高級文件

3、處理212.9 Linux 應(yīng)用實驗項目 8：管道與I/O重定向232.10 Linux 應(yīng)用實驗項目 9：進程243.系統(tǒng)開發(fā)實驗項目273.1 Linux 進程創(chuàng)建293.2 進程軟中斷通信343.3 進程管道通信37271.操作系統(tǒng)實驗概述實踐對于操作系統(tǒng)課程是至關(guān)重要的，但這種實踐決不應(yīng)該僅僅停留在某些算法的模擬實現(xiàn)上。就算在編程實現(xiàn)了一個完整的“文件系統(tǒng)”，但如果沒有和磁盤驅(qū)動、高速緩存、內(nèi)存管理等模塊聯(lián)系在一起，即使編寫了大量的代碼，也只是實現(xiàn)了某些概念（更像是一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計），仍然不能控制可實際運行的操作系統(tǒng)。本實驗指導(dǎo)書強調(diào)在可實際運行的操作系統(tǒng)上的實踐。 1.1 實驗平

4、臺及工具1. Ubuntu Linux考慮到實驗的可操作性，選擇了成熟的Linux版本，具體平臺可選擇流行的Ubuntu，讀作“烏邦圖”。Ubuntu也許不是目前最好用的Linux桌面發(fā)行版，但它一定是最流行的！它最重要特點是易用，非常的易用。 現(xiàn)在，已經(jīng)有越來越多的人開始用Ubuntu完全代替Windows，享受更加自由、安全、守法的感覺。Ubuntu的主頁是 另外國內(nèi)的雨林木風(fēng)團隊，開發(fā)一個基于ubuntu的高仿XP開源系統(tǒng)，界面和Windows XP極為相似（/）。2. GCC編譯器GCC是和Linux一起成長起來的編譯器。Linux最初的版本就是由G

5、CC編譯的?，F(xiàn)在GCC也是在自由軟件領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的編譯器。所以，我們也選擇GCC作為本實驗的指定編譯器。 3. GDB調(diào)試器GDB調(diào)試器是GCC編譯器的兄弟。作為自由軟件領(lǐng)域幾乎是唯一的調(diào)試器，它秉承了*nix類操作系統(tǒng)的一貫風(fēng)格，采用純命令行操作，較類似dos下的debug。關(guān)于它的使用方法請看GDB使用手冊。 4.cygwincygwin是一個在windows平臺上運行的unix模擬環(huán)境，是cygnus solutions公司開發(fā)的自由軟件。它對于學(xué)習(xí)unix/linux操作環(huán)境，或者從unix到windows的應(yīng)用程序移植，或者進行某些特殊的開發(fā)工作，尤其是使用gnu工具集在windo

6、ws上進行嵌入式系統(tǒng)開發(fā)，非常有用。要安裝網(wǎng)絡(luò)版的cygwin，可以到，點擊"Install Cygwin Now!"。這樣會先下載一個叫做setup.exe的GUI安裝程序，用它能下載一個完整的cygwin。我們把cygwin的作為一個備用工具，可以通過它來練習(xí)命令行操作。1.2 基本內(nèi)容本實驗分為兩個階段：系統(tǒng)應(yīng)用實驗和系統(tǒng)開發(fā)實驗。表1. 系統(tǒng)應(yīng)用實驗項目編號項目備注1起步2Linux shell基本命令3文件編輯4文件和文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)5文件安全6基本文件處理7高級文件處理8管道和I/O重定向9進程表2. 系統(tǒng)開發(fā)實驗項目編號項目備注1Linux進程創(chuàng)建2進程軟中斷3進

7、程管道通信1.3 考核規(guī)則每次考核，老師會到學(xué)生所在的電腦旁，觀看項目的運行結(jié)果，并進行簡單的答辯。操作系統(tǒng)實驗的成績主要由學(xué)生所作的實踐工作和取得的實驗結(jié)果來定，同時輔以學(xué)生撰寫的實驗報告作為部分。因此成績主要考核三方面的內(nèi)容： 1. 實踐工作需要達(dá)到一定的量； 2. 實驗內(nèi)容要求得到正確、豐富的實驗結(jié)果； 3. 實驗報告的撰寫情況。其中前兩項是考察的重點。2. 系統(tǒng)應(yīng)用實驗項目目前入學(xué)的計算機專業(yè)學(xué)生，一開始便使用Windows系統(tǒng)，以至于相當(dāng)一部分學(xué)生連最常用的DOS命令都不知道。終端命令脫去了“視窗”華麗的外衣，它的高效與靈活是計算機系統(tǒng)引入入勝的一個特點。系統(tǒng)應(yīng)用實驗以Linux系統(tǒng)

8、的使用為主，本實驗內(nèi)容可以和“Linux環(huán)境與開發(fā)”課程有效銜接，鍛煉學(xué)生操縱計算機的能力，加深對文件系統(tǒng)的了解。本階段安排有11個項目，每個項目基本都可以在2-3個學(xué)時內(nèi)做完。2.1 Linux 應(yīng)用實驗項目1：虛擬機環(huán)境下的Linux系統(tǒng)安裝1安裝虛擬機軟件VMWare Workstation v6.52創(chuàng)建虛擬機選擇File | New | New Virtual Machine選擇Custom方式，并進行以下配置：1. 虛擬機的操作系統(tǒng)類型（Guest Operating System）為Linux2. 內(nèi)存512 MB3. 共享網(wǎng)絡(luò)連接4. 創(chuàng)建虛擬硬盤，默認(rèn)大小為8GB，文件名Li

9、nux.vmdk，類型IDE 0:0注意在Advanced按鈕界面下選擇IDE硬盤仿真，不要使用SCSI硬盤仿真。VMWare缺省選擇為SCSI硬盤仿真。另外，系統(tǒng)自動配置CD-ROM IDE 1:0，USB控制器 Present，等等3安裝Linux整個安裝（及其其后的軟件安裝），只需要ubuntu 9.1的第一張光盤1. 從光盤啟動如果使用.iso光盤鏡像文件，請在VMWare軟件的虛擬機設(shè)置中，選擇光盤鏡像仿真。具體操作：1. VMWare中選中當(dāng)前的虛擬機2. 選擇菜單Edit | Virtual Machine Setting . 3. 在彈出的對話框中選擇Hardware頁面（缺省

10、），在Device列表中選擇CD ROM4. 在右側(cè)Connection中，選擇Use ISO Image，并指定光盤鏡像的位置2. 創(chuàng)建（虛擬）磁盤上的分區(qū)時，選擇自動創(chuàng)建3. 此后，按照屏幕提示進行安裝2.2 Linux 應(yīng)用實驗項目 2：shell基本命令實驗?zāi)康模壕毩?xí) data、cal、pwd 等幾個常用的 Linux 命令。實驗內(nèi)容：本實驗用到的命令有：date、cal、pwd、write、alias、uptime、man 等1. 登錄你的 Linux 系統(tǒng)。2. 用命令 date 顯示當(dāng)前的時間，給出顯示的結(jié)果。3. 用 cal 命令顯示下列年份的日歷：4、52、1752、1952

11、、2005、2006 a)給出你顯示以上年份年歷的命令b)1752 年有幾天，為什么？提示：在因特網(wǎng)上查找答案4. 用 pwd 顯示你的主目錄(home directory)名字，給出 pwd 顯示的結(jié)果。5. 使用 write 命令和已經(jīng)登錄系統(tǒng)的一個朋友進行通信。6. 使用 alias 命令顯示系統(tǒng)中的命令的別名，給出顯示的結(jié)果。7. 使用 uptime 命令判斷系統(tǒng)已啟動運行的時間和當(dāng)前系統(tǒng)中有多少登錄用戶， 給出顯示的結(jié)果。8. 通過因特網(wǎng)或 Linux 的 man 命令得到下面的 shell 命令、系統(tǒng)調(diào)用和庫函數(shù)功 能描述及每個命令使用例子：CommandShort Descrip

12、tionExample Usetouchcpmvrmmkdirrmdirlslprcdpwdopenreadwriteclosepipesocketmkfifosystemprintf9. 退出系統(tǒng)2.3 Linux應(yīng)用實驗項目 3: 文件編輯 實驗?zāi)康模?. 練習(xí)用 pico 編輯器編輯文本文件；2. 練習(xí)用 vi 編輯器編輯文本文件；3. 練習(xí)用 emacs 編輯器編輯文本文件；實驗內(nèi)容：Linux 是文本驅(qū)動（text-driven）的操作系統(tǒng)，Linux 常用的編輯器有：l 文本界面下的編輯器u vi : 最令 UNIX 類操作系統(tǒng)初學(xué)者裹足不前的 editor,然而只要你習(xí)慣于操作，

13、你會覺得它比任何的 editor 都好用，且功能強大。u pico 或 nano :一種風(fēng)格很像 Microsoft DOS 的 EDIT 的一種文本編輯器。一些發(fā)行版沒有安裝。u emacs： linux 編輯器，功能強大的全屏幕編輯器。u 命令行方式建議使用 emacs 或 vil 圖形界面的編輯器u emacs 編程編輯器u gedit 全屏幕文本編輯程序1. 登錄你的 Linux 系統(tǒng)。2. pico 文本編輯器的使用：a. 在 shell 提示符下，輸入 pico 并按<Enter>鍵；b. 在 pico 的文本區(qū)，將光標(biāo)置于首行并輸入文字：This is txet th

14、at I have enteres on a lioe in the pico editor.按<Delete>鍵和方向鍵來修正拼寫錯誤；c. 按三次<Enter>鍵；d. 輸入：This is a line of text three lines down from the first line. e. 按<Ctrl-O>鍵；f.在 File Name To Write 提示后輸入 linespaced，并按<Enter>鍵；g. 按下<Ctrl-X>鍵回到 shell 提示符下；h. 在 shell 提示符下輸入 more lin

15、espaced 并按<Enter>鍵。以上步驟完成后，屏幕上看到了什么？3. 運行 pico 并創(chuàng)建帶有 3 行文本的一個文件。然后，使用 pico 的剪切和粘貼功 能來復(fù)制這 3 行，使該文件包含 9 行文本。以 prob3 為文件名保存該文件。4. vi 編輯器的使用：a. 在 shell 提示符下，輸入 vi firscrip 并按<Enter>鍵。vi 的界面將出現(xiàn)在顯示屏上；b. 輸入 a，輸入 ls la，并按<Enter>鍵；c. 輸入 who，并按<Enter>鍵；d. 輸入 pwd，再按<Enter>鍵。這時屏幕將如

16、下圖所示：ls la who pwde. 輸入:wq，并按<Enter>鍵；f.在 shell 提示符下，輸入 bash firscrip 并按<Enter>鍵；g. 觀察結(jié)果。當(dāng)前的工作目錄中有多少個文件？他們的名稱和大??？還有誰在使用你的計算機系統(tǒng)？當(dāng)前的工作目錄是什么？4.在系統(tǒng)中運行 vi 并創(chuàng)建一個 bash shell 腳本文件，它包含下面行：echo $SHELLchsh l然后以 sheller 為名保存該文件并退出 vi。在 shell 提示符下，輸入 bash sheller 并按<Enter>鍵。屏幕上給出了當(dāng)前的 shell 和一個

17、linux 文件，該文件的內(nèi)容包 含系統(tǒng)中可用的其他 shell。給出運行的結(jié)果。5.登錄你的 Linux 系統(tǒng)，運行 emacs 程序，編輯一個新文件,使用-nw 命令選項。a. 在文件的第一行輸入你的名字；b. 在文件的第二行輸入“"The emacs editor is the most complex and customizable of the Linux text editors".”6.退出系統(tǒng)2.4 Linux應(yīng)用實驗項目 4：文件與文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗?zāi)康模?. 學(xué)習(xí)如何創(chuàng)建一個 Linux 目錄的層次結(jié)構(gòu)；2. 學(xué)習(xí)有關(guān)絕對路徑和相對路徑；3. 學(xué)習(xí)有關(guān)主

18、目錄(home directory)、登錄目錄、工作目錄（當(dāng)前目錄）；4. 學(xué)習(xí)如何有效導(dǎo)航 Linux 目錄層次；5. 學(xué)習(xí)有關(guān)文件內(nèi)容類型和隱含文件；6. 學(xué)習(xí)有關(guān)文件屬性。實驗內(nèi)容：Linux 文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下：Linux 系統(tǒng)主要目錄說明：§ /bin：也稱二進制（binary）目錄，包含了那些供系統(tǒng)管理員和普通用戶使用的重要的 Linux 命令的可執(zhí)行文件。一些常用的命令有：bash、cat、chmod、cp、date、echo、kill、ln、mail、mkdir、more、mv、ps、pwd、 rm、rmdir、sh、stty、su、tcsh、uname 和 vi。一

19、些用于系統(tǒng)恢復(fù)的命令 如：tar、gzip、gunzip 和 zcat。還有一些網(wǎng)絡(luò)命令如：domainname、hostname、 netstat 和 ping。目錄/usr/bin 下存放了大部分的用戶命令。§ /boot ：在這個目錄下存放系統(tǒng)啟動時要用到的程序。包括 Linux 內(nèi)核的二進制映像。內(nèi)核文件名是 vmlinux 加上版本和發(fā)布信息。§ /dev：dev 是設(shè)備（device）的英文縮寫。在這個目錄中包含了所有 linux系統(tǒng)中使用的外部設(shè)備。但是這里并不是放的外部設(shè)備的驅(qū)動程序。§ /etc ：etc 這個目錄是 linux 系統(tǒng)中最重要的目

20、錄之一。在這個目錄下存放了系統(tǒng)管理時要用到的各種配置文件和子目錄。我們要用到的網(wǎng)絡(luò)配置文 件，文件系統(tǒng)，x 系統(tǒng)配置文件，設(shè)備配置信息，設(shè)置用戶信息等都在這 個目錄下。§ /sbin ：這個目錄是用來存放系統(tǒng)管理員的系統(tǒng)管理程序。§ /home ：存放用戶的主目錄。如果建立一個用戶，用戶名是“ji”,那么在/home 目錄下就有一個對應(yīng)的/home/ji 路徑，用來存放用戶的主目錄。§ /lib ：lib 是庫（library）英文縮寫。這個目錄是用來存放系統(tǒng)動態(tài)連接共享庫的。幾乎所有的應(yīng)用程序都會用到這個目錄下的共享庫。§ /mnt ：這個目錄主要用來

21、臨時裝載文件系統(tǒng)，系統(tǒng)管理員運行 mount 命令完成裝載工作。§ /opt：該目錄用來安附加軟件包§ /proc ：目錄存放了進程和系統(tǒng)得信息，可以在這個目錄下獲取系統(tǒng)信息。這些信息是在內(nèi)存中，由系統(tǒng)自己產(chǎn)生的。§ /root ：根（root）用戶的主目錄。如果用戶是以超級用戶的身份登錄的，這個就是超級用戶的主目錄。§ /sbin，/usr/sbin，/usr/root/sbin：存放了系統(tǒng)管理的工具、應(yīng)用軟件和通用的 root 用戶權(quán)限的命令。§ /tmp ：用來存放不同程序執(zhí)行時產(chǎn)生的臨時文件。§ /usr ：是 linux 文

22、件系統(tǒng)中最大的目錄之一。它存放了可以在不同主機間共享的只讀數(shù)據(jù)。§ /lost+found : 目錄中存放所有和其他目錄沒有關(guān)聯(lián)的的文件，這些文件可以用 Linux 工具 fsck 查找得到。§ /sbin : /usr/sbin : /usr/local/sbin : Contains system administration command files that can only be run by the root user.§ /var : 用來存放易變的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在系統(tǒng)運行過程中會不斷變化。/var/spool/mail 存放收到的電子郵件，/va

23、r/log 存放系統(tǒng)的日志。本實驗用到的命令有：PATH, cd, echo, file, ls, mkdir , pwd , rmdir 等。1. 登錄到你的 Linux 系統(tǒng)2. 在你的主目錄下建立如下圖所示的目錄樹。給出完成這項工作的所有會 話。（會話是指你命令的輸入和結(jié)果的輸出，你提交的作業(yè)要包含這些內(nèi) 容）3. 顯示你登錄目錄的絕對路徑，給出這個會話過程。4. 在系統(tǒng)中，執(zhí)行 cd professional/courses 命令，回答下列問題：a. 你的主目錄的絕對路徑是什么？給出獲得該絕對路徑的命令及命令輸出。b.acm 目錄的絕對路徑是什么？c. 給出 acm 目錄的兩個相對路徑

24、。d.執(zhí)行 cd major/cs381/labs 命令。然后執(zhí)行一個命令顯示當(dāng)前目錄的 絕對路徑，給出這個會話過程。e. 給出獲得你的主目錄三個不同的命令。5. 改變目錄到/usr。在這個目錄下有多少個文件和目錄，他們的文件內(nèi)容類 型是什么？6. 在/usr/bin 目錄下有多少個普通文件、目錄文件和鏈接文件？如何得到這個答案？7. 你系統(tǒng)中的 Linux 內(nèi)核映像文件在那個目錄中？給出這個可執(zhí)行內(nèi)核映像文件的名稱和文件內(nèi)容類型。8. Linux 系統(tǒng)規(guī)定，隱含文件是首字符為”.”的文件，如.profile。在你的系統(tǒng)中查找.profile 和.login 文件，他們在什么地方，給出這兩個文

25、件部分內(nèi)容。9. 顯示你的主目錄下的所有隱含文件的文件名。給出你的會話過程。10. 下面這些目錄的 inode 號是多少：root、你的主目錄（home directory）、/temp、 /professional、和/personal? 寫出會話過程。注：符號“”為主目錄11. 在 labs 目錄下，用文本編輯器創(chuàng)建一個名字為 lab1 的文件，文件的內(nèi)容 為：“Use a text editor to create a file called lab1 under the labs directory in your directory hierarchy. The file shoul

26、d contain the text of this problem. ”。 回答下列問題：a. lab1 文件的類型，用 Linux 命令回答這個問題，給出會話過程。b. lab1 文件內(nèi)容的類型，用 Linux 命令回答這個問題，給出會話過程。12. 退出系統(tǒng)。2.5 Linux 應(yīng)用實驗項目 5：文件安全實驗?zāi)康模?. 學(xué)習(xí) Linux 的文件訪問權(quán)限，用戶的類型和文件訪問權(quán)限的類型；2. 學(xué)習(xí)如何確定一個文件的訪問權(quán)限；3. 學(xué)習(xí)如何設(shè)置和改變一個文件的訪問權(quán)限；4. 學(xué)習(xí)如何在文件或目錄的創(chuàng)建時設(shè)置缺省訪問權(quán)限。實驗內(nèi)容：在 Linux 系統(tǒng)中，一個文件的用戶類型有三種：所有者（ o

27、wner users ）、 組（ group users）、其他人（ Other users ）Linux 系統(tǒng)中，文件有三種訪問權(quán)限：讀(r)-允許讀某個文件；寫(w) -允許 寫、修改和刪除某個文件；執(zhí)行(x) -允許執(zhí)行(run)某個文件。對于一個目錄而言：讀(r) -允許用戶列出目錄的內(nèi)容，使用 ls 命令；寫 (w)-允許用戶在目錄下建立新文件，刪除子目錄和文件；執(zhí)行(x)-允許用戶搜索 這個目錄，用 cd 命令。使用 ls -l 或 ls -ld 命令顯示文件的訪問權(quán)限：本實驗使用的命令有：finger、cd、mkdir、ls、chmod、touch、umask 等1.登錄到你的

28、Linux 系統(tǒng)2.根據(jù)下列的要求，寫出得到這些信息的會話過程：a. 你的用戶名；b. 你的用戶 ID；c. 你的組 ID 和組名字；d. 在你同一組中的其他用戶名。注：在/etc/passwd 和/etc/group 文件中查到部分信息，要理解這兩個文件的格式。3. 系統(tǒng)管理員給你的主目錄設(shè)置的權(quán)限是什么？使用什么命令來得到這個答案，給出你的會話過程。6.在你的主目錄中的 temp、professional 和 personal 三個子目錄，設(shè)置使自己（owner）擁有讀、寫、執(zhí)行 3 種訪問權(quán)限，設(shè)置其它用戶只有讀和執(zhí)行權(quán)限。 在/tmp 目錄下創(chuàng)建名為 d1、d2 和 d3 的目錄。在

29、d1 目錄下，用 touch 命令創(chuàng)建一個名為 f1 的空文件。給出 d1、d2、d3 和 f1 的訪問權(quán)限。給出完成這些工作 的會話。7 設(shè)置當(dāng)前目錄為你的主目錄，設(shè)置/temp 僅執(zhí)行權(quán)限，然后執(zhí)行 ls ld temp，再執(zhí)行 ls l temp 命令。結(jié)果如何？成功執(zhí)行 ls l temp 命令需要的 最小權(quán)限是什么？請設(shè)置 temp 目錄的最小權(quán)限，然后再一次執(zhí)行 ls l temp 命令。給出這個過程的會話。注：登錄系統(tǒng)不能使用 root 用戶8. 用 umask 命令顯示當(dāng)前的掩碼。把你的主目錄設(shè)置為當(dāng)前目錄，然后在/temp/d1 目錄下，創(chuàng)建 d11 目錄，用 touch 命

30、令創(chuàng)建 f2 空文件。在 temp 目錄 下用編輯器創(chuàng)建 hello.c 文件，該文件的內(nèi)容如下：#include <stdio.h>main(void)printf (“Hello, world!n”);再運行命令 gcc o greeting hello.c ，生成了可執(zhí)行文件 greeting。長列表顯示 f2、 hello.c、greeting 和 d1 文件訪問權(quán)限。9. 退出系統(tǒng)2.6 Linux 應(yīng)用實驗項目 6: 基本文件處理實驗?zāi)康模?.學(xué)會如何顯示文本文件的內(nèi)容；2.學(xué)會如何復(fù)制、追加、移動和刪除；3.學(xué)會如何合并文件；4.學(xué)會如何確定文件的大?。?.學(xué)會如何比

31、較文本文件；6.學(xué)會使用各種打印命令。實驗內(nèi)容：實驗用到的命令：|、man、vi、cat、nl、head、tail、ls、cp、wc、lpr 等1. 登錄到你的 Linux 系統(tǒng)2. 創(chuàng)建幾個大小不等的文本文件，供本實驗和后面幾個實驗用。用 man cat > mediumFile 命令創(chuàng)建中等大小的文件；用 man bash > largeFile 命令創(chuàng)建 一個大文件；在創(chuàng)建一個名字為 smallFile 關(guān)于學(xué)生數(shù)據(jù)的小文件，文件每 行內(nèi)容（藍(lán)色字體部分）如下，注意字段之間用 tab 符隔開：FirstName LastNameMajorGPAEmailPhoneHere i

32、s the minimum amount of data that you will have in this file.JohnDoeECE3.54111.222.3333JamesDavisECE3.71111.222.1111AlDavisCS2.63111.222.2222AhmadRashidMBA3.04111.222.4444SamChuECE3.68chu111.222.5555ArunRoySS3.86111.222.8888Ric

33、kMarshCS2.34111.222.6666JamesAdamCS2.77111.222.7777ArtPohmECE4.00111.222.9999JohnClarkECE2.68clark111.111.5555NabeelAliEE3.56111.111.8888TomNelsonECE3.81111.111.6666PatKingSS3.77111.111.7777JakeZuluCS3.00111.

34、111.9999JohnLeeEE3.64jlee111.111.2222SunilRajECE3.86111.111.3333CharlesRightEECS3.31111.111.4444DianeRoverECE3.87111.111.5555AzizInanEECS3.75111.111.11113. 使用 cat 和 nl 命令顯示 smallFile 文件內(nèi)容并顯示行號。兩個命令的輸出應(yīng)該 完全一樣。給出完成這項任務(wù)的命令。4. 用 more 命令顯示 smallFil

35、e 和 mediumFile 文件內(nèi)容，每屏顯示 18 行。給出你的命令（顯示的內(nèi)容不需要）。5. 顯示 largeFile 文件的開始 12 行內(nèi)容，顯示 smallFile 文件的最后 5 行內(nèi)容， 要用什么命令？哪個命令能顯示 smallFile 文件從第 6 行開始到結(jié)束，且逆序 顯示？給出你的會話。6. 本實驗?zāi)康挠^察使用帶-f 選項的 tail 命令。復(fù)制 smallFile 文件，文件名為dataFile，創(chuàng)建一個文件名為 ch7.c 的 c 語言文件，內(nèi)容如下：#include <stdio.h>main()int i; i = 0; sleep(10);while

36、 (i < 5) system("date"); sleep(5);i+;while (1) system("date");sleep(10);現(xiàn)在依次運行下列三個命令。第一個命令生成一個 c 語言的可執(zhí)行文 件，文件名為 generate；第二個命令是每隔 5 秒和 10 秒把 date 命令的 輸出追加到 dataFile 文件中，這個命令為后臺執(zhí)行，注意后臺執(zhí)行的命 令尾部加上&字符；最后一個命令 tail f dataFile，顯示 dataFile 文 件的當(dāng)前內(nèi)容和新追加的數(shù)據(jù)：gcc ch9.c o generate gene

37、rate >> dataFile & tail f dataFile在輸入 tail -f 命令 1 分鐘左右后，按<Ctrl-C>終止 tail 程序。用kill -9 pid 命令終止 generate 后臺進程的執(zhí)行。注：pid 是執(zhí)行 generate 程序的進程號；使用 generate >> dataFile&命令后，屏幕打印后臺進程作業(yè)號和進程號，其中第一個字段方括號內(nèi) 的數(shù)字為作業(yè)號，第二個數(shù)字為進程號；也可以用 kill -9 %job 終止 generate 后臺進程，job 為作業(yè)號。最后用 tail dataFile

38、命令顯示文件追加的內(nèi)容。給出這些過程的你 的會話。7. 在前面你已把 dataFile 文件復(fù)制為 smallFile 文件的拷貝。用 ls l 命令觀察這 兩個文件的修改時間是否一樣。它們是不同的，dataFile 文件的修改時間應(yīng)該 是這個文件的創(chuàng)建時間。什么命令能夠保留這個修改時間不變呢？這兩個文 件的 inode 號是多少？再把文件名 dataFile 改成（移動）newDataFile，文件 newDataFile 的 inode多少？與 dataFile 文件的 inode 號是否相同，若相同，為什么？ 然后再把文件 newDataFile 移動到/tmp 目錄下，文件/tmp/n

39、ewDataFile 的inode 號是多少？比較結(jié)果如何，為什么？ 給出完成上述工作的會話過程。8. 在屏幕上顯示文件 smallFile、mediumFile、largeFile 和/tmp/newDataFile 的字 節(jié)數(shù)、字?jǐn)?shù)和行數(shù)。smallFile 和/tmp/newDataFile 文件應(yīng)該是相同的。你能用 其它命令給出這些文件的字節(jié)數(shù)的大小嗎？什么命令。給出會話過程。9. 打印 smallFile文件的兩個備份，且?guī)刑柡皖^部（標(biāo)題）信息。用什么命令？你能用其它命令完成這項工作嗎（注：可使用管道命令）？給出會話過程。10. 退出系統(tǒng).2.7 Linux應(yīng)用實驗項目7：高級文件

40、處理實驗?zāi)康模?. 學(xué)習(xí)如何壓縮和解壓文件；2. 學(xué)習(xí)如何排序文本文件；3. 學(xué)習(xí)如何搜索文件或目錄；4. 學(xué)習(xí)如何查找文本文件的內(nèi)容；5. 學(xué)習(xí)如何搜索某個 Linux 命令存放在何處；6. 學(xué)習(xí)如何對文本文件使用 cutting和 pasting字段的數(shù)據(jù)庫操作。實驗內(nèi)容：實驗用到的命令：gzip、gunzip、sort、find、vi、cat、ls、cp、where、which、grep、cut、paste1. 登錄到你的 Linux 系統(tǒng)2. 顯示文件 midiumFile 和 largeFile 文件的大小。用 gzip 命令壓縮文件 midiumFile 和 largeFile，壓

41、縮后的文件名字是什么？給出這兩個文件壓縮 前后的大小及壓縮率。如果你系統(tǒng)中有 zmore 命令，使用這個命令顯示壓 縮文件 midiumFile 的內(nèi)容。最后再解壓這兩個文件。給出會話過程。3. 以 GPA 作為關(guān)鍵字排序文件 newSmallFile 中的數(shù)據(jù)，忽略空格。給出會 話過程。4. 搜索你的主目錄，找到所有的 HTML 和 C 程序文件（文件有.html、.htm或.c 擴展名），顯示符合要求的文件路徑和文件名。給出你的會話。5. 給出命令，搜索主目錄，顯示創(chuàng)建時間在/etc/passwd 之后的文件及其路徑。6. 下面的命令在什么地方：ftp、ssh、tar、telnet、pas

42、swd 和 find?給出會話過程。7. 用下面的 smallFile 文件（是前面 smallFile 文件的增強版，藍(lán)色字體部分為 smallFile 文件的內(nèi)容），并完成以下任務(wù)：（用 grep 命令）$ more smallFileJohnDoeECE3.54 111.222.3333JamesDavisECE 3.71 111.222.1111AlDavisCS2.63 111.222.2222AhmadRashidMBA3.74111.222.4444SamChuE

43、CE3.68chu111.222.5555ArunRoySS3.06 111.222.8888RickMarshCS2.34 111.222.6666JamesAdamCS2.77111.222.7777ArtPohmECE4.00111.222.9999JohnClarkECE2.68clark 111.111.5555NabeelAliEE3.56111.111.8888TomNelsonECE3.81 111.111.6666Pat

44、KingSS2.77 111.111.7777JakeZuluCS3.00111.111.9999JohnLeeEE2.64jlee111.111.2222SunilRajECE3.36111.111.3333Charles RightEECS3.31111.111.4444DianeRoverECE3.87111.111.5555AzizInanEECS3.75111.111.1111LuJohnCS3.06lu.johnxy

45、 111.333.1111LeeChowEE3.74chowlc.www.ord 111.333.2222AdamGilesSS2.54111.333.3333AndyJohnEECS3.98 111.333.4444a. 顯示計算機科學(xué)專業(yè)（CS）學(xué)生的行及行號。給出你的會話。b. 顯示 first name 為 John 的學(xué)生的行及行號。給出你的會話。c. 顯示 first name 或 last name 為 Lee 的學(xué)生的行及行號。給出你的會話。d. 顯示 e-mail 地址以 .org 結(jié)尾的學(xué)生的行及行號。給出你的

46、會話。e. 顯示 GPA 在 3.69 和 4.0 在之間的學(xué)生的行及行號。給出你的會話。f.顯示計算機科學(xué)學(xué)生 GPA 在 3.5 和 4.0 在之間的學(xué)生的行及行號。給出 你的會話。8. 用 cut 和 paste 命令，構(gòu)造并顯示一個表，包含以下四個字段：first name、last name、GPA 和 academic major（專業(yè)）。給出你的會話。9. 退出系統(tǒng)2.9 Linux 應(yīng)用實驗項目 8：管道與I/O重定向?qū)嶒災(zāi)康模?. 學(xué)習(xí)如何使用 Linux 的 I/O 重定向和管道操作；2. 學(xué)習(xí)使用 I/O 重定向和管道操作完成單個命令不能實現(xiàn)的復(fù)雜任務(wù)；3. 學(xué)習(xí)如何使用

47、 I/O 重定向、管道和 FIFOs 去完成單個命令不可能實現(xiàn)的復(fù) 雜任務(wù)。實驗用到的命令：|、<、>、find、cat、who、sort、cut、head、ls、wc 等實驗內(nèi)容：1. 登錄到你的 Linux 系統(tǒng)中2. 用 cat 命令創(chuàng)建一個名字為 test.data 文件，文件內(nèi)容如下。文件創(chuàng)建成功 后，用 cat 命令顯示這個文件的內(nèi)容。給出你的會話過程。This data is to be stored in a file called test.data by using the cat command. We can create the test.data fil

48、e with this data by using a text editor such as vi. However, the purpose of this exercise is to show an interesting use of output redirection.3. 用一行命令顯示當(dāng)前登錄到系統(tǒng)中的用戶的數(shù)量。給出命令和輸出結(jié)果。4. 用一行命令顯示第一個登錄到系統(tǒng)中的用戶的名字。給出命令和輸出結(jié)果。提示：使用 who、sort、cut、head 命令和管道實現(xiàn)。5. 計算命令 ls l 的輸出中的字符數(shù)、單詞數(shù)和行數(shù)，并把它顯示在顯示器 上。給出命令和輸出結(jié)果。6. 退

49、出系統(tǒng)2.10 Linux 應(yīng)用實驗項目 9：進程實驗?zāi)康模?. 了解有關(guān) Linux 進程的屬性；2. 學(xué)習(xí)有關(guān) Linux 的前臺、后臺進程及守護進程；3. 學(xué)習(xí)有關(guān) Linux 命令的順序執(zhí)行和并發(fā)執(zhí)行；4. 學(xué)習(xí)有關(guān)掛起和終止進程；5. 了解 Linux 的信號。6.了解你系統(tǒng)中 Linux 進程的層次結(jié)構(gòu)。實驗內(nèi)容：實驗用到的命令：ps、kill、nice、pstree 等1. 進入你的 linux 系統(tǒng)2. 在你進入系統(tǒng)中，有多少進程在運行？進程 init、sched、cron、inetd 的 ID是多少。給出你得到這些信息的會話過程。3. init、sched、cron 和 in

50、etd 進程的父進程是哪一個？這些父進程的 ID 是什 么？init、sched、cron 和 inetd 進程的優(yōu)先數(shù)是多少？根據(jù)優(yōu)先數(shù)從高到 低（大到?。┝谐鲞@些進程。給出會話過程。4. 你系統(tǒng)中有多少個 HTTP 服務(wù)進程？它們的進程 ID 是什么？獲得上面每 個信息用一個命令實現(xiàn)。給出你的會話過程。5. 有多少個 sh、bash、csh 和 tcsh 進程運行在你的系統(tǒng)中？給出會話過程。6. linux 系統(tǒng)中，進程可以在前臺或后臺運行。前臺進程在運行結(jié)束前一直 控制著終端。若干個命令用分號（；）分隔形成一個命令行，用圓括弧把 多個命令掛起來，他們就在一個進程里執(zhí)行。使用“&”

51、符作為命令分隔 符，命令將并發(fā)執(zhí)行?？梢栽诿钚心┪布印?amp;”使之成為后臺命令。請用一行命令實現(xiàn)以下功能，它一小時后再屏幕上顯示文字“Time forLunch!”來提醒你去吃午餐。給出會話過程。注：可以使用 sleep 命令7. 寫一個命令行，實現(xiàn) find 和 sort 命令的并發(fā)執(zhí)行。find 命令顯示在你的主 目錄下 foobar 文件的路徑；sort 命令以 GPA 作為關(guān)鍵字排序 smallFile 文 件，且忽略字段間的空格。兩個命令的錯誤信息重定向到/dev/null 中。find 命令的輸出重定向到 find.out 文件中，sort 命令的輸出重定向到 sort.ou

52、t 文件中。當(dāng)命令運行結(jié)束后，顯示 find.out 和 sort.out 的內(nèi)容。給出會話 過程。8. 給出一個命令，終止 ID 為 12345 的進程和 ID 為 2 的作業(yè)。9. 寫一命令行，使得 date 、uname a 、who 和 ps 并發(fā)執(zhí)行。給出會話過程。10. 在 shell 下執(zhí)行下面的命令。3 個 pwd 命令的運行結(jié)果是什么？$ pwd$ bash$ cd usr$ pwd$ $<Ctrl-D>#終止 shell$ pwd注：“$”為系統(tǒng)提示符11. 用 pstree 命令顯示你系統(tǒng)中進程層次結(jié)構(gòu)。12. Log out.3.系統(tǒng)開發(fā)實驗項目 系統(tǒng)開發(fā)實

53、驗以Linux內(nèi)核開發(fā)為主，通過這些項目開發(fā)驗證內(nèi)核的功能，鍛煉學(xué)生分析問題的能力。LINUX 系統(tǒng)調(diào)用介紹1. 進程控制的系統(tǒng)調(diào)用l fork 系統(tǒng)調(diào)用創(chuàng)建新的子進程格式： pid=intfork()fork 調(diào)用返回時，系統(tǒng)中已有兩個用戶級環(huán)境完全相同的進程存在，這兩個 進程從 fork 調(diào)用中得到的返回值不同，其中子進程得到的返回值為零，父進程 得到的返回值是新創(chuàng)建子進程的進程標(biāo)識號。l exec 系統(tǒng)調(diào)用 格式：(六種）int execl(path,arg0,arg1,argn,(char *)0)char *path, *arg0, *arg1, , *argn ;exec 調(diào)用進程的正文段被指定的目標(biāo)文件的正文段所覆蓋，其屬性的變化方 式與 fork 成功后從父進程那里繼承屬性的方式幾乎是一樣的。系統(tǒng)中絕大多數(shù) 命令都是通過 exec 來執(zhí)行的，不但 shell 進程所創(chuàng)建的子進程使用它來執(zhí)行用戶 命令，shell 進程本身和它的祖先進程也是用 exec 來啟動執(zhí)行的。l exit 系統(tǒng)調(diào)用終止進程執(zhí)行 格式：void exit(status)intsta