計算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)實驗報告冊

1、學(xué) 生 實 驗 報 告（理工類）課程名稱： 計算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)3 專業(yè)班級： 學(xué)生學(xué)號： 學(xué)生姓名： 所屬院部： 軟件工程學(xué)院 指導(dǎo)教師： 張 正 20152016學(xué)年 第 二 學(xué)期 金陵科技學(xué)院教務(wù)處制實驗報告書寫要求實驗報告原則上要求學(xué)生手寫，要求書寫工整。若因課程特點需打印的，要遵照以下字體、字號、間距等的具體要求。紙張一律采用A4的紙張。實驗報告書寫說明實驗報告中一至四項內(nèi)容為必填項，包括實驗?zāi)康暮鸵?；實驗儀器和設(shè)備；實驗內(nèi)容與過程；實驗結(jié)果與分析。各院部可根據(jù)學(xué)科特點和實驗具體要求增加項目。填寫注意事項（1）細(xì)致觀察，及時、準(zhǔn)確、如實記錄。（2）準(zhǔn)確說明，層次清晰。（3）盡量采用專用術(shù)

2、語來說明事物。（4）外文、符號、公式要準(zhǔn)確，應(yīng)使用統(tǒng)一規(guī)定的名詞和符號。（5）應(yīng)獨立完成實驗報告的書寫，嚴(yán)禁抄襲、復(fù)印，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，以零分論處。實驗報告批改說明實驗報告的批改要及時、認(rèn)真、仔細(xì)，一律用紅色筆批改。實驗報告的批改成績采用百分制，具體評分標(biāo)準(zhǔn)由各院部自行制定。實驗報告裝訂要求實驗批改完畢后，任課老師將每門課程的每個實驗項目的實驗報告以自然班為單位、按學(xué)號升序排列，裝訂成冊，并附上一份該門課程的實驗大綱。 實驗項目名稱： 計算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識 實驗學(xué)時： 3 同組學(xué)生姓名： 實驗地點： 1216教室 實驗日期： 2016.05.18. 實驗成績： 批改教師： 批改時間： 實驗一 計算機(jī)系

3、統(tǒng)基礎(chǔ)知識一、 實驗?zāi)康募耙? 了解計算機(jī)的發(fā)展歷史及應(yīng)用；掌握計算機(jī)系統(tǒng)的組成及工作原理；認(rèn)識微型計算機(jī)硬件和軟件組成；掌握衡量計算機(jī)性能的重要指標(biāo)；掌握計算機(jī)中信息的表示；掌握常用信息編碼。2.學(xué)習(xí)相關(guān)資料了解計算機(jī)的發(fā)展歷史及應(yīng)用，掌握計算機(jī)系統(tǒng)組成及工作原理。在實驗前完成自己姓名的各種編碼，在實驗時通過“信息與編碼”程序上機(jī)驗證。打開一個網(wǎng)頁，對其編碼方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。二、 實驗儀器和設(shè)備1.PIII以上配置的計算機(jī)，安裝有windows 2003 server /7/8.1 操作系統(tǒng)，LAN環(huán)境； 2.裝有字符信息與二進(jìn)制（信息與編碼）軟件。圖1-1三、 實驗準(zhǔn)備“信息與編碼

4、.exe”文件，運行后界面如圖1-1所示。（1）二進(jìn)制串轉(zhuǎn)換成字符：可以將輸入的二進(jìn)制串逐字節(jié)轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制和十進(jìn)制，并可從ASCII碼表中找到對應(yīng)的字符（注意：只限于可顯示字符，不可顯示字符用“”代替顯示，錄入的二進(jìn)制串中不允許有空格）。（2）字符轉(zhuǎn)換成N進(jìn)制：可得到輸入的英文字符的ASCII碼值（包括二進(jìn)制、十六進(jìn)制和十進(jìn)制）。（3）漢字轉(zhuǎn)換：可得到輸入的漢字的內(nèi)碼（二進(jìn)制、十六進(jìn)制）、區(qū)位碼和國標(biāo)碼。四、 實驗內(nèi)容與步驟1計算機(jī)發(fā)展及系統(tǒng)組成通過學(xué)習(xí)課本及網(wǎng)絡(luò)資源內(nèi)容，回答以下問題的答案。（1）計算機(jī)領(lǐng)域的最高獎項是什么？ 圖靈獎。（2）“圖靈機(jī)”模型是由哪位科學(xué)家提出的？ 阿蘭

5、3;麥席森·圖靈。（3）“圖靈機(jī)”的基本思想是什么？ 圖靈的基本思想是用機(jī)器來模擬人們用紙筆進(jìn)行數(shù)學(xué)運算的過程。（4）“圖靈機(jī)”由哪幾部分組成？ 1.一條無限長的紙帶 TAPE 2.一個讀寫頭 HEAD 3.一套控制規(guī)則 TABLE4.一個狀態(tài)寄存器。（5）什么是“圖靈測試”？ 圖靈測試是一種測試機(jī)器是不是具備人類智能的方法。（6）你知道IBM公司研制的計算機(jī)“深藍(lán)”與國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫進(jìn)行的那場人機(jī)大戰(zhàn)嗎？最終誰獲勝了嗎？ 知道 ；電腦。（7）計算機(jī)科學(xué)的奠基人是誰？ 圖靈。（8）第一臺計算機(jī)問世時間是什么時候？ 1946年2月。（9）計算機(jī)的分為幾代？（從邏輯元件、存儲器

6、、運算速度、有否操作系統(tǒng)、編程語言、主要用途等方面來總結(jié)） 邏輯元件：4代 ；微處理器更新：5代。（10）計算機(jī)分為哪幾類？ 通用計算機(jī)和專用計算機(jī)。（11）計算機(jī)有哪些新技術(shù)？ 計算機(jī)技術(shù)包括:運算方法的基本原理與運算器設(shè)計、指令系統(tǒng)、中央處理器(CPU) 設(shè)計、流水線原理及其在CPU設(shè)計中的應(yīng)用、存儲體系、總線與輸入輸出。（12）什么是信息、數(shù)據(jù)、信息技術(shù)？ 信息是事物運動的狀態(tài)與方式，是物質(zhì)的一種屬性。 數(shù)據(jù)是科學(xué)實驗、檢驗、統(tǒng)計等所獲得的和用于科學(xué)研究、技術(shù)設(shè)計、查證、決策等的數(shù)值。 信息技術(shù)是有關(guān)數(shù)據(jù)與信息的應(yīng)用技術(shù)。其內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)與信息的采集、表示、處理、安全、傳輸、交換、顯現(xiàn)、

7、管理、組織、存儲、檢索等。（13）現(xiàn)代信息技術(shù)的內(nèi)容是什么？ 現(xiàn)代信息技術(shù)包括ERP、GPS、RFID。（14）現(xiàn)代信息技術(shù)的特點是什么？ 多種形式，多種路徑，圖文并茂，傳輸速度快。（15）計算機(jī)在信息社會中的應(yīng)用有哪些類型？ 信息傳播 ；通訊 ；計算處理。（16）CAD/CAM/CIMS/AI/EC的含義是什么？ 計算機(jī)輔助設(shè)計； 計算機(jī)輔助制造 ；計算機(jī)集成制造系統(tǒng)； 人工智能 ；電子商 務(wù)。（17）計算機(jī)系統(tǒng)由哪兩部分組成？兩者之間的關(guān)系是什么？ 軟件和硬件 ；軟件通過硬件實現(xiàn)功能，硬件受控于軟件，在一個系統(tǒng)中兩者缺一 不可。（18）馮·諾依曼計算機(jī)的主要特點是什么？ 存儲程序

8、。（19）計算機(jī)硬件各部分的功能是什么？1.運算器 運算器又稱算術(shù)邏輯單元（Arithmetic Logic Unit簡稱ALU）。它是計算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理的部件，包括算術(shù)運算（加、減、乘、除等）和邏輯運算（與、或、非、異或、比較等）。 2.控制器 控制器負(fù)責(zé)從存儲器中取出指令，并對指令進(jìn)行譯碼；根據(jù)指令的要求，按時間的先后順序，負(fù)責(zé)向其它各部件發(fā)出控制信號，保證各部件協(xié)調(diào)一致地工作，一步一步地完成各種操作?？刂破髦饕芍噶罴拇嫫鳌⒆g碼器、程序計數(shù)器、操作控制器等組成。 硬件系統(tǒng)的核心是中央處理器（Central Processing Unit，簡稱 CPU）。它主要由控制器、運算器等組成

9、，并采用大規(guī)模集成電路工藝制成的芯片，又稱微處理器芯片。 3.存儲 存儲器是計算機(jī)記憶或暫存數(shù)據(jù)的部件。計算機(jī)中的全部信息，包括原始的輸入數(shù)據(jù)。經(jīng)過初步加工的中間數(shù)據(jù)以及最后處理完成的有用信息都存放在存儲器中。而且，指揮計算機(jī)運行的各種程序，即規(guī)定對輸入數(shù)據(jù)如何進(jìn)行加工處理的一系列指令也都存放在存儲器中。存儲器分為內(nèi)存儲器（內(nèi)存）和外存儲器（外存）兩種。 4.輸入設(shè)備 輸入設(shè)備是給計算機(jī)輸入信息的設(shè)備。它是重要的人機(jī)接口，負(fù)責(zé)將輸入的信息（包括數(shù)據(jù)和指令）轉(zhuǎn)換成計算機(jī)能識別的二進(jìn)制代碼，送入存儲器保存。5.輸出設(shè)備 輸出設(shè)備是輸出計算機(jī)處理結(jié)果的設(shè)備。在大多數(shù)情況下，它將這些結(jié)果轉(zhuǎn)換成便于人們

10、識別的形式。（20）存儲器容量單位有哪些，它們之間的關(guān)系是什么？ 1KB=1024B； 1MB=1024KB ；1GB=1024KB； 1TB=1024GB。（21）簡述計算機(jī)工作原理。計算機(jī)的基本原理是存貯程序和程序控制。預(yù)先要把指揮計算機(jī)如何進(jìn)行操作的指令序列（稱為程序）和原始數(shù)據(jù)通過輸入設(shè)備輸送到計算機(jī)內(nèi)存貯器中。每一條指令中明確規(guī)定了計算機(jī)從哪個地址取數(shù)，進(jìn)行什么操作，然后送到什么地址去等步驟。（22）計算機(jī)軟件的分類是什么？ 系統(tǒng)軟件； 應(yīng)用軟件。（23）計算機(jī)編程語言的發(fā)展經(jīng)過了哪些過程？ 機(jī)器語言； 匯編語言 ；高級語言。（24）編譯與解釋的區(qū)別是什么？ 筆譯 ；口譯。（25）主

11、板的功能是什么？ 1.將不同電壓的用電器連接在一起，并提供相應(yīng)的電源； 2.將不同功能的用電器連接在一起，使它們相互傳遞信息； 3.接收外來數(shù)據(jù)，并給其它設(shè)備處理； 4.將內(nèi)部設(shè)備處理的數(shù)據(jù)集中，并傳遞給外界； 5.平衡電腦中的數(shù)據(jù)、能源、速度、溫度、電流等。（26） CPU的主要性能指標(biāo)是什么？1.主頻即CPU的時鐘頻率(CPU Clock Speed)。一般說來，主頻越高，CPU的速度越快。由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，并非所有的時鐘頻率相同的CPU的性能都一樣。 2.內(nèi)存總線速度(Memory-Bus Speed) 指CPU與二級(L2)高速緩存和內(nèi)存之間的通信速度。 3.擴(kuò)展總線速度(Expans

12、ion-Bus Speed) 指安裝在微機(jī)系統(tǒng)上的局部總線如VESA或PCI總線接口卡的工作速度。 4.工作電壓(Supply Voltage) 指CPU正常工作所需的電壓。早期CPU的工作電壓一般為5V，隨著CPU主頻的提高，CPU工作電壓有逐步下降的趨勢，以解決發(fā)熱過高的問題。 5.地址總線寬度決定了CPU可以訪問的物理地址空間，對于486以上的微機(jī)系統(tǒng)，地址線的寬度為32位，最多可以直接訪問4096 MB的物理空間。 6.數(shù)據(jù)總線寬度決定了CPU與二級高速緩存、內(nèi)存以及輸入/輸出設(shè)備之間一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔⒘俊?7.內(nèi)置協(xié)處理器含有內(nèi)置協(xié)處理器的CPU，可以加快特定類型的數(shù)值計算，某些需要

13、進(jìn)行復(fù)雜計算的軟件系統(tǒng)，如高版本的AUTO CAD就需要協(xié)處理器支持。 8.超標(biāo)量是指在一個時鐘周期內(nèi)CPU可以執(zhí)行一條以上的指令。Pentium級以上CPU均具有超標(biāo)量結(jié)構(gòu)；而486以下的CPU屬于低標(biāo)量結(jié)構(gòu)，即在這類CPU內(nèi)執(zhí)行一條指令至少需要一個或一個以上的時鐘周期。 9.L1高速緩存即一級高速緩存。內(nèi)置高速緩存可以提高CPU的運行效率，這也正是486DLC比386DX-40快的原因。內(nèi)置的L1高速緩存的容量和結(jié)構(gòu)對CPU的性能影響較大， 這也正是一些公司力爭加大L1級高速緩沖存儲器容量的原因。不過高速緩沖存儲器均由靜態(tài)RAM組成，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，在CPU 管芯面積不能太大的情況下，L1級高

14、速緩存的容量不可能做得太大。 10.采用回寫(Write Back)結(jié)構(gòu)的高速緩存它對讀和寫操作均有效，速度較快。而采用寫通(Write-through)結(jié)構(gòu)的高速緩存，僅對讀操作有效（27）內(nèi)存的類型及其特點是什么？ sdr; ddr ; ddr2 ;頻率高 ;速度快.（28）外存的類型及其特點是什么？外存速度慢、存儲內(nèi)容斷電后不丟失 外存的數(shù)據(jù)調(diào)到內(nèi)存中處理，處理后的數(shù)據(jù)由寫回外存。（29） 總線與接口的概念及功能是什么？總線（Bus）是計算機(jī)各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，它是由導(dǎo)線組成的傳輸線束， 按照計算機(jī)所傳輸?shù)男畔⒎N類，計算機(jī)的總線可以劃分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線，

15、分別用來傳輸數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)地址和控制信號?？偩€是一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它是CPU、內(nèi)存、輸入、輸出設(shè)備傳遞信息的公用通道，主機(jī)的各個部件通過總線相連接，外部設(shè)備通過相應(yīng)的接口電路再與總線相連接，從而形成了計算機(jī)硬件系統(tǒng)。在計算機(jī)系統(tǒng)中，各個部件之間傳送信息的公共通路叫總線，微型計算機(jī)是以總線結(jié)構(gòu)來連接各個功能部件的。 接口是一套規(guī)范，滿足這個規(guī)范的設(shè)備，我們就可以把他們組裝到一起，從而實現(xiàn)該設(shè)備的功能。（30）微型計算機(jī)常見的基本輸入輸出設(shè)備有哪些？輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、視頻頭等等輸出設(shè)備：顯示器（又叫監(jiān)視器）、打印機(jī)、音箱等。（31）顯示器的主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？ 掃描方式 、刷新頻率、點距、帶寬

16、、亮度和對比度、亮度和對比度。（32）針式、噴墨、激光打印機(jī)的特點各是什么？針式打印機(jī)是用機(jī)械沖擊的原理用打印針打擊色帶而將文字或圖案留在紙上的，受限于工作方式，一來聲音會較大，二來精細(xì)度受到針大小的限制不會很細(xì)膩，所以一般用來打印文檔，但是也是由于這個工作原理，它是目前唯一能打印一式多聯(lián)單的打印機(jī)。一般為單色，也有多色帶的機(jī)型，不過很少 ；噴墨打印機(jī)用控制墨水噴出的方式來實現(xiàn)文字或圖片輸出的，墨水成為這種打印機(jī)用得最多的耗材，隨著技術(shù)的進(jìn)步，墨滴可以做得更細(xì)，墨水可以做得色彩更好，保存時間更長，所以一般用來打相片，但是用機(jī)械方式運行墨盒，所以打印速度很難提高 ；激光打印機(jī)用掃描的方式使打印機(jī)

17、內(nèi)硒鼓相應(yīng)部份帶電沾上墨粉后壓到紙上，紙經(jīng)高溫后墨水融化并凝固成文字或圖案，由于它是轉(zhuǎn)一次成一頁，所以速度最快，黑白的打印效果也是最好的，常用于文檔打印?，F(xiàn)在也有彩色的激光打印機(jī)，但是體積較大，價格較貴，色彩也不如噴墨的，而且不能放入專用的相片打印紙，不過即使能放入，也不會有噴墨的效果好。（33） 什么是Unicode編碼？Unicode碼擴(kuò)展自ASCII字元集。在嚴(yán)格的ASCII中，每個字元用7位元表示，或者電腦上普遍使用的每字元有8位元寬；而Unicode使用全16位元字元集。這使得Unicode能夠表示世界上所有的書寫語言中可能用於電腦通訊的字元、象形文字和其他符號。（34）為什么電子郵

18、件中會出現(xiàn)亂碼？ 因為發(fā)件人和收件人所使用的字符編碼不同。（35）在互聯(lián)網(wǎng)上使用最廣的一種unicode的實現(xiàn)方式是什么？ UTF-8。（36）漢字編碼中現(xiàn)在主要使用的編碼方式是什么？ 數(shù)字編碼、拼音碼、字形碼、音形碼。2信息與編碼按表2-1格式在實驗總結(jié)中完成自己姓名的各種編碼，并用“信息與編碼”軟件上機(jī)驗證（軟件使用說明見實驗環(huán)境介紹）。通過該任務(wù)的學(xué)習(xí)，要掌握二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換規(guī)則；英文和漢字字符在計算機(jī)中的表示規(guī)則。表2-1 信息與編碼項目編碼（1）姓名（2）漢語拼音（3）漢語拼音字母的ASCII碼（二進(jìn)制）01001101 01100101 01101110 0110

19、0111 ()01011000 01101001 01100001 01101110 01100111 ()01101000 01110101 01101001 (（4）ASCII碼（十六進(jìn)制）4D 65 6E 67 58 69 61 6E 67 68 75 69（5）ASCII碼（十進(jìn)制）77 101 110 103 88 105 97 110 103 104 117 105（6）漢字的內(nèi)碼（二進(jìn)制）1100001111001111 1100111111101001 1011101111010100（7）漢字內(nèi)碼（十六進(jìn)制）C3CF CFE9 BBD4（8）漢字國標(biāo)碼C3CF CFE9 BB

20、D4（9）區(qū)位碼3547 4773 2752說明：（1）前兩項填入自己姓名及漢語拼音；（2）第3項通過查教材ASCII碼表（見表2-2），每個字符可得到7位二進(jìn)制編碼，再在最高位加“0”得到8位二進(jìn)制編碼，為了便于閱讀，每8位之間應(yīng)留空格； （3）將第3項二進(jìn)制串每4位對應(yīng)一位16進(jìn)制碼（見二進(jìn)制、十六進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制之間關(guān)系表2-3），可以得到第4項。注意：由于每一個字符對應(yīng)8位二進(jìn)制編碼，8位二進(jìn)制編碼對應(yīng)2位十六進(jìn)制編碼，為了便于閱讀，每兩位十六進(jìn)制編碼之間應(yīng)留空格；（4）將第4項每一個十六進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制即可得到第5項，這個數(shù)字也就是對應(yīng)字符在ASCII碼表中的順序號。例如字符“

21、Z”在表中就是第90個字符；（5）第6項通過“信息與編碼”軟件獲得；（6）將第6項二進(jìn)制串轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制即得到第7項；（7）將第6項每一個8位二進(jìn)制串最高位“1”去掉變?yōu)?位，再將這7位二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為10進(jìn)制，相鄰兩個8位轉(zhuǎn)換的結(jié)果合并就成四位或五位數(shù)即是漢字國標(biāo)碼第8項（為了方便，表中兩個部分略有分隔）（8）將第8項得到的每個部分減去32，得到的就是區(qū)位碼第9項。表中前32個字符（表格左邊第二、三列從NULUS）及最后一個字符DEL為控制符，它們不可顯示，用于計算機(jī)設(shè)備的操作控制以及在數(shù)據(jù)通信時進(jìn)行傳輸控制。要求特別注意（后面括號中的數(shù)字表示該字符在表中的序號，從0開始）：（1）NUL（0）：

22、空（2）BS（8）：退格（3）HT（9）：橫向列表 （4）LF（10）：換行（5）CR（13）：回車（6）DEL（128）：刪除表2-3 二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制、十進(jìn)制之間的關(guān)系十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制000000081000108100011191001119200102210101012A300113311101113B401004412110014C501015513110115D601106614111016E701117715111117F個人信息與編碼（參照上述表2-1）項目編碼（1）姓名孟祥輝（2）漢語拼音MengXianghui（3）漢語拼音字母的

23、ASCII碼（二進(jìn)制）01001101 01100101 01101110 01100111 (Meng)01011000 01101001 01100001 01101110 01100111 (Xiang)01101000 01110101 01101001 (hui)（4）ASCII碼（十六進(jìn)制）4D 65 6E 67 58 69 61 6E 67 68 75 69（5）ASCII碼（十進(jìn)制）77 101 110 103 88 105 97 110 103 104 117 105（6）漢字的內(nèi)碼（二進(jìn)制）1100001111001111 1100111111101001 10111011

24、11010100（7）漢字內(nèi)碼（十六進(jìn)制）C3CF CFE9 BBD4（8）漢字國標(biāo)碼C3CF CFE9 BBD4（9）區(qū)位碼3547 4773 27523網(wǎng)頁編碼方式轉(zhuǎn)換。該任務(wù)主要讓學(xué)生了解計算機(jī)中信息存取編碼方式的不一致，將會導(dǎo)致所查看內(nèi)容的亂碼，以及如何解決這個問題。通過IE瀏覽器任意打開一個中文網(wǎng)頁（如圖2-2所示），在網(wǎng)頁空白處單擊右鍵，彈出快捷菜單，選擇編碼菜單項，發(fā)現(xiàn)默認(rèn)狀態(tài)下，網(wǎng)頁編碼方式是簡體中文，現(xiàn)在選擇其他編碼方式，如繁體中文（如圖2-3所示），會發(fā)現(xiàn)整個網(wǎng)頁內(nèi)容是亂碼（如圖2-4所示）。五、 實驗心得通過本次實驗我了解了計算機(jī)的發(fā)展歷史及應(yīng)用；掌握了計算機(jī)系統(tǒng)的組成及

25、工作原理；認(rèn)識了微型計算機(jī)硬件和軟件組成；掌握了衡量計算機(jī)性能的重要指標(biāo)；掌握了計算機(jī)中信息的表示和常用信息編碼的計算方法。實驗項目名稱： 進(jìn)程管道通信 實驗學(xué)時： 5 同組學(xué)生姓名： 實驗地點： 1216教室 實驗日期： 2016.05.25./06.01. 實驗成績： 批改教師： 批改時間： 實驗二 進(jìn)程管道通信一、 實驗?zāi)康募耙?.調(diào)用fork函數(shù)創(chuàng)建子進(jìn)程，觀察父子進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行過程，區(qū)別順序執(zhí)行和并發(fā)執(zhí)行；明確進(jìn)程和程序的區(qū)別；2.調(diào)用pipe函數(shù)在父子進(jìn)程間建立管道通信，掌握linux管道通信的機(jī)制。二、 實驗儀器和設(shè)備1.操作系統(tǒng): Linux（可在VMware虛擬機(jī)內(nèi)安裝ub

26、untu）；2.編譯器: GCC；3.編程語言: C語言。三、 實驗準(zhǔn)備1. 熟悉Linux操作系統(tǒng)，掌握Shell的基本命令；2. 會使用Vi編輯器；打開：vi 文件名 ；進(jìn)入輸入模式：在指令模式按i鍵；保存退出：按esc鍵，：wq3. 掌握GCC編譯器的基本用法；gcc 源程序 o 可執(zhí)行文件4. 復(fù)習(xí)進(jìn)程的基本概念；4. 預(yù)習(xí)如下系統(tǒng)調(diào)用的含義與用法：ü fork函數(shù)所需頭文件#include <sys/types.h>   / 提供類型 pid_t 的定義#include <unistd.h>函數(shù)說明建立一個新的進(jìn)程函數(shù)原型pid_

27、t fork(void)函數(shù)返回值0：返回給子進(jìn)程子進(jìn)程的ID(大于0的整數(shù))：返回給父進(jìn)程-1：出錯，返回給父進(jìn)程，錯誤原因存于errno中錯誤代碼EAGAIN：內(nèi)存不足ENOMEM：內(nèi)存不足，無法配置核心所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)空間ü getpid和getppid函數(shù)頭文件#include <sys/types.h>#include <unistd.h>函數(shù)說明函數(shù)原型返回值pid_t getpid(void )進(jìn)程IDpid_t getppid(void )父進(jìn)程IDü pipe函數(shù)所需頭文件#include<unistd.h>函數(shù)說明建立一

28、個管道函數(shù)原型int pipe(int filedes2)函數(shù)返回值0：成功-1：出錯，錯誤原因存于errno中錯誤代碼EMFILE 進(jìn)程已用完文件描述詞最大量。EFAULT 參數(shù) filedes 數(shù)組地址不合法。ENFILE 系統(tǒng)已無文件描述詞可用。ü execv函數(shù)所需頭文件#include <unistd.h>函數(shù)說明執(zhí)行文件函數(shù)原型int execv(const char *path, char *const argv)函數(shù)返回值成功：函數(shù)不會返回出錯：返回-1，失敗原因記錄在error中ü dup2函數(shù)所需頭文件#include <unistd.

29、h>函數(shù)說明復(fù)制一個文件的描述符函數(shù)原型  int dup2( int oldfd, int targetfd )函數(shù)返回值成功：函數(shù)返回出錯：返回-1，失敗原因記錄在error中四、 實驗內(nèi)容及步驟：按照下述步驟進(jìn)行實驗：1. 創(chuàng)建一個新進(jìn)程。1) 在Vi編輯器中，編輯如下代碼，其主要功能是使用fork( )創(chuàng)建一個新進(jìn)程：#include <stdio.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>int main() pid_t

30、 pid; int x = 1; pid = fork(); if (pid = 0) /* Child */printf("hello ,child : x=%dn", +x);return 0; /* Parent */if(pid>0)printf("hello, parent: x=%dn", -x); return 0;在Linux上編譯并運行這個程序，觀察得到的結(jié)果。多次運行，看看結(jié)果有什么不同，嘗試解釋這種現(xiàn)象。2) 理解fork生成新進(jìn)程時父子進(jìn)程各自的行為：#include <stdio.h>#include <

31、sys/types.h>#include <unistd.h>int main() fork();fork();printf(“hello, worldn”);return 0;在Linux上編譯運行這個程序，觀察得到的結(jié)果會輸出幾次hello world，并解釋為什么。3) 編制一段程序，使用系統(tǒng)調(diào)用fork()創(chuàng)建三個子進(jìn)程，在各個子進(jìn)程中再使用系統(tǒng)調(diào)用fork()進(jìn)一步創(chuàng)建子進(jìn)程，如此重復(fù)，構(gòu)造一棵具有圖1形狀的進(jìn)程家族樹。分別使用系統(tǒng)調(diào)用getpid（）和getppid（）獲取當(dāng)前進(jìn)程和父進(jìn)程的進(jìn)程標(biāo)識號并分別填入圖1中相應(yīng)的進(jìn)程節(jié)點；。圖1 進(jìn)程家族樹2. 在父子進(jìn)程之間建立管道進(jìn)行通信。1) 調(diào)用pipe函數(shù)，在父進(jìn)程和子進(jìn)程間建立一條管道進(jìn)行通信。示例如下：int pipe_fd2;char r_buf10,w_buf6;int r_num;if(pipe(pipe_fd)<0) /建立管道printf("pipe create error!n");return 0;printf("pipe_fd0 is %d,pipe_fd1 is %dn",pipe_fd0,pipe_fd1);if(pid=fork()=0) /子進(jìn)程close(pipe_fd1); /關(guān)閉寫端r_num=read(pip