一、目的（本次实验所涉及并要求掌握的知识点）

1、熟悉启动Linux虚拟机与同时使用多个控制台登录Linux的基本操作；

2、熟练使用date、shutdown、exit、halt、reboot等命令；

3、掌握shell中的特殊按键、Linux中的基本命令；

4、掌握对文件的备份和恢复。

二、实验内容与设计思想（设计思路、主要数据结构、主要代码结构、主要代码段分析、电路图）

1、实验内容

1）练习使用启动Linux虚拟机

2）练习同时使用多个控制台登录Linux

3）练习使用date、shutdown、exit、halt、reboot等命令

a.使用date命令修正系统时间，改为当前日期时间

b.使用shutdown命令发出警告信息，查看其他控制台上的用户是否收到信息。

c.通过Internet查找，是否还有其他的关机命令

4）练习操作shell中的特殊按键

在做以下实验之前，用root登录到虚拟控制台1（下面简称vc1），运行如下命令：

useradd mike

passwd mike

添加mike用户

然后用新增加的mike用户分别登录虚拟控制台2和3

在虚拟控制台3下用mike用户登录成功后，运行如下命令：

su （变换身份到超级用户，需要输入root的密码）

5）练习所学习的基础命令，完成以下问题：

a.logname和whoami的区别，举例说明

b.从vc1向vc3用write命令发信息，写出这条完整的命令

c.假设当前路径为：/home/mike，需要变换到绝对路径为/etc/default目录下，则该命令用相对路径怎么写？

6）用tar命令实现如下备份和恢复：（备份文件均放在/root目录下）

a.对/home目录进行压缩备份（采用gzip压缩），备份文件名为home.tar.gz

b.对/home目录进行压缩备份（采用bzip2压缩），备份文件名为home.tar.bz2，比较二种工具的压缩能力

c.在/home目录下建立文件a，在/home目录下建立目录test，在/home/test目录下建立文件b（用vi编辑任意内容）

d.对/home目录进行增量备份，备份20##年9月19日以来变化的文件，备份文件名为home.20110919.tar

e.删除目录/home，会出现什么情况？然后利用上述备份恢复所有文件。

7）填写实验报告单，下周实验课前将电子文档传到服务器上，实验报告单的文件名格式为“9.19-xxx实验报告”，xxx为自己的名字

三、实验使用环境（本次实验所使用的平台和相关软件）

VMware、Red Hat Enterprise Linux 5

   

四、实验步骤和调试过程（实验步骤、测试数据设计、测试结果分析）

1）启动Linux虚拟机和同时多个控制台登录Linux

从VMware中启动Red Hat Enterprise Linux 5，当要同时多个控制台登录Linux时按Ctrl+F1（或F2~F9中任选其一）切换到不同的虚拟机登录同一用户或不同用户。通过命令who或w可以查看显示当前在线的全部用户。

2) 练习使用date、shutdown、exit、halt、reboot等命令

date  时间格式为：MMDDhhmm[[CC]YY][.ss]

MM代表月（注意是2位，即2月应写02，以下类似）、DD代表日hh代表时、mm代表分、CC代表年份前2位、YY代表年份后2位、ss代表秒

shutdown命令 格式：shutdown  [选项]  [时间]  [警告信息]

一个控制台的用户启动shutdown命令后，系统会向所有控制台的用户广播。

发出shutdown命令的控制台

接收到广播信息的其他控制台

    

其他退出命令：

exit或logout：用户注销只是切断了当前用户的前台工作，Linux后台还是在忙碌着，提供正常的服务；

halt命令：无需等待立即关闭系统，相当于shutdown –h now；

reboot命令：无需等待立即重启系统，相当于shutdown –r now；

3) 操作shell中的特殊按键

添加mike用户，新增加的mike用户分别登录虚拟控制台2和3，在虚拟控制台3下用mike用户登录成功后，运行命令su （变换身份到超级用户，需要输入root的密码）

4) 练习所学习的基础命令

logname和whoami的区别

logname显示登录系统的用户名字;whoami显示用户当前的身份.

从vc1向vc3用write命令发信息

write命令格式：write   用户账号   [终端号] (写完内容后以ctrl+d作为结束)

Mike用户接收的信息

当前路径为：/home/mike，需要变换到绝对路径为/etc/default目录下，用命令用相对路径写

对/home目录进行压缩备份（采用gzip压缩），备份文件名为home.tar.gz

对/home目录进行压缩备份（采用bzip2压缩），备份文件名为home.tar.bz2。bziip2不具有将多个文件或目录进行打包的功能，只能单纯的对文件进行压缩。

在/home目录下建立文件a，写入内容后显示文件a的内容

在/home目录下建立目录test，在/home/test目录下建立文件b

显示文件b的内容

删除目录/home

删除/home目录后不能添加新用户

删除/home目录后除超级用户root外的其他原有用户都不能使用

对备份文件进行解压，解压文件在/root目录下

将文件移动根目录下就恢复了

五、实验小结（实验中遇到的问题及解决过程、实验中产生的错误及原因分析、实验体会和收获）

1、遇到的问题及解决过程

删除/home目录后对压缩文件解压，还是不能添加用户或登录原来添加的用户？后来想到/root和/home是同一级的目录文件，而解压后的/home目录在/root目录下，于是将/root目录下的/home目录移到根目录下，问题就解决了。

2、实验体会和收获

第一次用Linux，对Linux里的命令、一些查看文件信息等基本操作都不熟悉，敲写命令是要一直查看课件或书本，通过本次实验后有了基本的认识和掌握一些常用的命令。

要多上机练习，才能更快的掌握。

最后备份和恢复的不太正确

六、附录（参考文献和相关资料）

    《Linux系统与网络服务管理技术大全(第二版)》

第二篇：linux操作系统实验报告

一、设计题目
进程管理及理解和增加Linux系统调用

二、设计时间和地点
设计时间：20##年12月26日——20##年12月29日
设计地点：装备制造学院B座502机房

三、设计目的和要求

（1）加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。

（2）进一步认识并发执行的实质。

（3）分析进程争用资源的现象，学习解决互斥的方法。

（4）了解Linux系统中进程通信的基本原理。

（5）弄清进程管理在操作系统中的地位和作用。

（6） 初步揭开Linux内核的神秘“面纱”，为今后深入学习内核原理打下基础。

（7）弄清系统调用原理，以及操作系统在处理每个系统调用的时候，用户态怎样切入核心态？又怎样从核心态返回到用户态的？

四、设计内容

（1）实验准备

a. 基本头文件
<sys/types.h>：类型头文件，定义了基本的系统数据类型。

<unistd.h>：定义了各种符号常数和类型，并声明了各种函数。

<stdio .h>带缓冲的标准输入输出！

<stdlib.h>头文件即standard library标准库头文件

b.vi编辑器的基本使用

  [root@localhost ~]# vi filename

Command 模式是vi默认模式，如果我们处于其它命令模式时，当我们按ESC键后，接着再输入:号时，vi会在屏幕的最下方等待我们输入命令；

:w 保存；

:w filename 另存为filename；

:wq! 保存退出；

:wq! filename 注：以filename为文件名保存后退出；

:q! 不保存退出；

     c.gcc的基本使用

       1、直接编译

           gcc filename.c -o filename

       2、分步编译

           进行预编译

           # gcc -E hello.c -o hello.i
           生成目标代码

# gcc -c hello.i -o hello.o

链接成可执行文件

# gcc hello.o -o hello

     d.U盘的挂载与卸载

先要为外挂点新建一个子目录，一般外挂点的子目录都是建立在/mnt里面的，也建在那里，当然也可以建在/目录下，名字可以自己定，就取名为usb，终端下的命令如下：mkdir /mnt/usb

       然后接上U盘了，在终端下输入mount /dev/sdb1 /mnt/usb命令并击Enter

删除挂起点，方法是：umount /dev/sdb1 /mnt/usb 或 umount /dev/sdb1

（2）设计内容

1、进程的创建

编写一段程序，使用系统调用fork（）创建两个子进程。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“A”；子进程分别显示字符“b”和“c”。试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。

a、程序代码：
#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<sys/types.h>

#include<unistd.h>

main()

{

if(fork()==0)

{

printf("进程b  该进程的ID号为：%d\n",getpid());

exit(0);

}

else

{

if(fork()==0)

{

printf("进程ｃ　该进程的ID号为：%d\n",getpid());

exit(0);

}

printf("进程a   该进程的ID号为：%d\n",getpid());

exit(0);

}

}

b、程序解释

fork（）函数：

功能：创建一个新进程。

格式：int fork()

返回值：

·0：创建子进程，从子进程返回的id值

·大于0：从父进程返回的了进程id值

   ·-1：创建失败

   getpid（）函数：getpid函数用来取得目前进程的进程识别码，许多程序利用取到                        的此值来建立临时文件

c、结果截图

c、结果分析

       多次运行程序，显示结果不一定唯一。具体显示顺序由调度机制决定。

       2、进程的控制

修改已编写的程序，将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话，再观察           程序执行时屏幕上出现的现象，并分析原因。

如果在程序中使用系统调用lockf（），来给每一个进程加锁，可以实现进程之间                 的互斥，观察并分析出现的现象。  

a、     程序代码

#include<stdio.h>

#include<signal.h>

#include<unistd.h>

#include<stdlib.h>

main()

{

int p1,p2,i;

if(p1=fork()){

lockf(1,1,0);

printf("子进程2已创建!!\n");

exit(0);

}

else{

if(p2=fork())

printf("子进程1已创建!!\n");

exit(0);

else

printf("父进程已经创建!!\n");

exit(0);

}

}

b、结果截图

c、 结果分析

成功显示一段话，其中循序与进程的调度机制有关

加入lockf()函数后

#include<stdio.h>

#include<signal.h>

#include<unistd.h>

#include<stdlib.h>

main()

{

int p1,p2,i;

if(p1=fork()){

lockf(1,1,0);

printf("子进程2已创建!!\n");

exit(0);

lockf(1,0,0);

}

else{

if(p2=fork())

 lockf(1,1,0); 

printf("子进程1已创建!!\n");

exit(0);

lockf(1,0,0);

else

 lockf(1,1,0); 

printf("父进程已经创建!!\n");

exit(0);

lockf(1,0,0);

}

}

b、程序解释

        lockf()函数：允许将文件区域用作信号量，或用于控制对锁定进程的访问（强制模式记录锁定）。试图访问已锁定资源的其他进程将返回错误或进入休眠状态，直到资源解除锁定为止。当关闭文件时，将释放进程的所有锁定，即使进程仍然有打开的文件。当进程终止时，将释放进程保留的所有锁定。

c、结果分析

        显示结果与未加lockf()并无太大区别，只是显示固定

3、①编制一段程序，使其实现进程的软中断通信。

要求：使用系统调用fork（）创建两个子进程，再用系统调用signal（）让父进程捕捉键盘上来的中断信号；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下列信息后终止：

Child  Process11 is  Killed  by  Parent！

Child  Process12 is  Killed  by  Parent！

父进程等待两个子进程终止后，输出如下的信息后终止：

Parent  Process  is  Killed！

a、 程序框图

b、程序代码：

#include<stdio.h>

#include<signal.h>

#include<unistd.h>

#include<stdlib.h>

void waiting(),stop();

int wait_mark;

main()

{

int p1,p2;

if(p1=fork()){

if(p2=fork())   {

wait_mark=1;

signal(SIGINT,stop);  

waiting();

kill(p1,16);          

kill(p2,17);       

wait(0);           

wait(0);

printf("parent process is killed!\n");

exit(0);

}

else{

wait_mark=1;

signal(SIGINT,stop);

waiting();

lockf(1,0,0);

printf("child process2  is killed by parent!\n");

lockf(1,0,0);

exit(0);

}

}

else{

wait_mark=1;

signal(SIGINT,stop);

waiting();

lockf(1,0,0);

printf("child process1 is killed by parent!\n");

lockf(1,0,0);

exit(0);

}

}

void waiting()

{

while (wait_mark!=0);

}

void stop()

{

wait_mark=0;

}

c、    程序解释：

    kill(p1,16)：用来送参数16（代表用户自定义信号一）指定的信号给参数p1指定的进程           

kill(p2,17)：用来送参数17（代表用户自定义信号二）指定的信号给参数p2指定的进程

signal(SIGINT,stop)：捕捉SIGINT信号（ctrl+c会产生该信号），转而执行stop函数

d、   结果截图

      

e、  结果分析：

    由于stop函数与waiting函数共同作用。保证了Parent  Process  is  Killed！一定在Child  Process11 is  Killed  by  Parent！Child  Process12 is  Killed  by  Parent！之后输出。

f、  调试问题：

由于网上原版的程序代码没有<stdlib.h>头文件。而exit(0);是包含在该头文件中，所以会出现“隐式声明与内建函数 ‘exit’ 不兼容”错误。

 

②在上面的程序中增加系统调用signal（SIGINT,SIG_IGN）和signal（SIGQUIT,SIG_IGN），观察执行结果，并分析原因。

a、程序代码：

#include<stdio.h>

#include<signal.h>

#include<unistd.h>

#include<stdlib.h>

int pid1,pid2;

int EndFlag=0;

int pf1=0;

int pf2=0;

void IntDelete()

{

kill(pid1,16);

kill(pid2,17);

EndFlag=1;

}

void Int1()

{

printf("child process 1 is killed !by parent\n");

exit(0);

}

void Int2()

{

printf("child process 2 is killed !by parent\n");

exit(0);

}

main()

{

int exitpid;

signal(SIGINT,SIG_IGN);

signal(SIGQUIT,SIG_IGN);

if(pid1=fork())

{

signal(SIGUSR1,Int1);

signal(SIGINT,SIG_IGN);

pause();

exit(0);

}

else

{

if(pid2=fork())

{

signal(SIGUSR1,Int1);

signal(SIGINT,SIG_IGN);

pause();

exit(0);

}

else{

signal(SIGINT,IntDelete);

waitpid(-1,&exitpid,0);

printf("parent process is killed\n");

exit(0);

}

}

}

b、程序解释：

signal(SIGINT,SIG_IGN)：捕捉中断信号，用SIG_IGN忽略

pause()：暂停程序，知道signal发出信号

c、结果分析：

由于忽略了中断与退出信号，程序会一直保持阻塞状态而无法退出

4、进程的管道通信

编制一段程序，实现进程的管道通信，

使用系统调用pipe（）建立一个管道文件；两个子进程P1和P2分别向管道各写一句话：

Child1  is  sending  a  message！

Child2  is  sending  a  message！

而父进程则从管道中读出来自于两个子进程的信息，显示在屏幕上。

要求父进程先接收子进程P1发来的消息，然后再接收子进程P2发来的消息。

a、 程序框图

b、 程序代码：

#include<unistd.h>

#include<signal.h>

#include<stdlib.h>

#include<stdio.h>

int pid1,pid2;

main()

{

int fd[2];

char OutPipe[100],InPipe[100];

pipe(fd);

while((pid1=fork())==-1);

if(pid1==0)

{

lockf(fd[1],1,0);

sprintf(OutPipe,"child 1 process is sending message!"); write(fd[1],OutPipe,50);

sleep(5);

lockf(fd[1],0,0);

exit(0);

}

else

{

while((pid2=fork())==-1);

if(pid2==0)

{

lockf(fd[1],1,0);

sprintf(OutPipe,"child 2 proeess is sending message!");

write(fd[1],OutPipe,50);

sleep(5);

lockf(fd[1],0,0);

exit(0);

}

else

{

wait(0);

read(fd[0],InPipe,50);

printf("%s\n",InPipe);

wait(0);

read(fd[0],InPipe,50);

printf("%s\n",InPipe);

exit(0);

}

}

}

c、程序解释：

read(fd[0],InPipe,50); 参数handle所指的文件传送nbyte个字节到buf指针所指的内存中。

write(fd[1],OutPipe,50);//fd[1]文件描述符（写），buffer，50个字节

sprintf(OutPipe,"child 1 process is sending message!");//将引号内容输入到OutPipe数组中

sleep（5）：让程序睡眠5秒

pipe（fd）：通道函数，参数确定读写操作

d、结果截图：

e、结果分析

管道两端可分别用描述字fd[0]以及fd[1]来描述，需要注意的是，管道的两端是固定了任务的。即一端只能用于读，由描述字fd[0]表示，称其为管道读端；另一端则只能用于写，由描述字fd[1]来表示，称其为管道写端。

（三）、自学笔记：

           程序段中每个进程退出时都用了语句exit(0),为什么?请读者思考。

这是进城的正常终止。在正常终止时exit（）函数会返回进程结束状态。异常终止时，则由系统内核产生一个代表异常终止原因的终止状态。该进程的父进程都能用wait（）得到其终止状态。在子进程调用exit（）后，子进程的结束状态会返回给系统内核，由内核根据状态字生成的终止状态。供父进程在wait（）中读取数据，若子进程结束后，父进程还没有读取子进程的终止状态，则系统就子进程的终止状态设置为“ZOMBIE”并保留子进程的控制块信息。父进程读取信息后，系统才彻底释放子进程的控制块。若父进程在子进程结束之前结束的话，则子进程就编程了“孤儿进程”，系统进程init会自动“收养”该子进程，成为该子进程的父进程即父进程标识号变为1，当子进程结束时，init会自动调用wait（）读取子进程的遗留数据，从而避免在系统中留下的大量垃圾。

信号标识表

参考书目

《Linux的内核与编程》 机械工业出版社 雷澎等

《Linux的安装与使用》 机械工业出版社 雷澎等

《操作系统课程设计》  机械工业出版社 罗宇等

有关Linux的相关书籍

（四）、设计体会：

        linux系统不同于windows系统，图形界面功能不是很强大，但是它的运行速度及响应时间快于windows，而且性能稳定。本次试验，初步接触了linux系统。对其命令行的操作方式初步了解。深刻感触到我现在对鼠标的依赖。比如U盘的加载与卸载，以前windows系统下只是点一点鼠标就能解决。可是linux系统下需要自己敲命令代码，否则寸步难行。对于命令行方式的了解相信会给我将来学习铺好路，因为以后接触的东西一定会那些没有现成结果的，需要自己动手创建的。关于程序方面，虽然多数是从网上拷贝的，因为对于linux的系统调用我并不熟悉，比如fork()函数我就从来没有见过。还有linux下c语言的头文件都不是很清楚。但是这次的实验并没有仅仅的拷贝粘贴。我细心的分析了网上的程序，每个不懂得函数都仔细的查询了其功能及参数。让我对linux的系统调用有了初步认识。也初步接触了linux系统下编程过程。此外，我还附加的了解了vi编辑器的基本使用。现已经成使用vi编辑器编辑c语言函数。也今本掌握了gcc编译器的编译过程。不过同时也存在一些问题。比如，我还是不能熟练的应用linux系统调用，还不能靠自己的能力写出实验内容程序。总之，本次试验我受益匪浅，拓展了不同的操作系统方面的知识。相信这只是起步，将来我会在这个基础上进一步发展。