os实训课程模拟考试（大题复习）

news2024/10/5 22:24:50

目录

一、Linux操作系统

（1）第1关：Linux初体验 

（2）第2关：Linux常用命令

（3）第3关：Linux 查询命令帮助语句

二、Linux之进程管理—（重点）

（1）第1关：获取进程常见属性

（2）第2关：进程创建操作-fork

（3）第3关：进程创建操作-vfork

（4）第4关：进程终止

三、生产者消费者问题实践

（1）第1关：生产者消费者问题实践

（2）第2关：进程互斥和同步

四、基于信号量的进程间通信

（1）第1关：信号量IPC操作考查

五、基于命名管道与信号的进程间通信

（1）第1关：命名管道与信号IPC操作考查

六、 Linux vi/vim编辑器（难度：简单）

（1）第1关：vi/vim基本用法

（2）第2关：vi/vim工作模式切换

（3）第3关：vi/vim命令模式

（4）第4关：vi/vim底线命令模式（重点）

七、读文件系统函数（难度：简单）

（1）第1关：读文件系统函数

八、写文件系统函数（难度：中等）

（1）第1关：写文件系统函数

 九、进程基础操作（难度：简单）

（1）第1关：进程基础操作考察

本篇博客的主要内容是在做大题时遇到的问题和一些总结。（具体答案看我之前的博客）

一、Linux操作系统

（1）第1关：Linux初体验 

（2）第2关：Linux常用命令
  • 将newfile文件复制一份到newdir目录下并命名为newfileCpy。

  • cp newfile newdir/newfileCpy

（3）第3关：Linux 查询命令帮助语句
  • linux中使用man命令来查询命令的帮助文件

二、Linux之进程管理—（重点）

（1）第1关：获取进程常见属性
  • 获取进程本身的进程ID的系统调用函数是getpid()。
  • 获取父进程的进程ID的系统调用函数是getppid()。
（2）第2关：进程创建操作-fork
  • 这题需要注意的地方：pid_t pid =fork();
（3）第3关：进程创建操作-vfork
  • 这题需要注意的地方：pid_t pid = vfork();
  • 子进程中输出"Children"字符串(提示：需要换行)
（4）第4关：进程终止
  • 用这个注册函数：atexit()和on_exit()调用成功返回0；调用失败返回一个非零值。
 void exit(){
        printf("%d",getpid());
    }
	if(atexit(exit)){
        
    }

三、生产者消费者问题实践

（1）第1关：生产者消费者问题实践
  • 观察题目代码给出的生产者函数。根据这个来写！！

  • sem_t empty; ：类似等待一个信号(生产)

  • sem_t full; ：类似等待一个信号(消费)

  • sem_wait(&empty);
  • sem_wait(&full);

    （在每一个操作时和释放时都要记得加锁和解锁）

  • 加锁 pthread_mutex_lock(&mutex);
  • 释放锁 pthread_mutex_unlock(&mutex);

锁对象：pthread_mutex_t mutex;

  • 设置一个参数（仿照生产者函数）int nextc = 0;
  • 先给一个等待消费条件：sem_wait(&full);
  • 再加锁：pthread_mutex_lock(&mutex);

  • 意思是：从之前生产了的东西拿东西出来消费：nextc=buffer[out];

  • 与生产者函数中用到的一样：int out = 0;

  • 这个跟着改：printf("Consume one message:%d\n", nextc);

  • fflush(stdout);  //printf后请一定调用这句刷新输出缓存out = (out + 1) % SIZE;

  • out = (out + 1) % SIZE; (这个跟生产者函数一样，对着改就行)

  • pthread_mutex_unlock(&mutex);   ——> 再解锁

最后记得给一个消费完的信号：sem_post(&empty); 。意思其实就是消费完，给一个叫"空"的信号。

具体的答案《消费：Consumer()函数》

void *Consumer()
{
    // ============================= begin ======================

	//请补充消费者线程函数代码
    int nextc = 0;
    int i = 0;
	for(; i < 10; ++i)
	{  
		int time = rand() % 10 + 1;
        usleep(time*100000); 
        sem_wait(&full); 
		pthread_mutex_lock(&mutex);
		nextc=buffer[out];
		printf("Consume one message:%d\n", nextc);
		fflush(stdout);//printf后请一定调用这句刷新输出缓存
		out = (out + 1) % SIZE;
		pthread_mutex_unlock(&mutex);         //互斥锁解锁
		sem_post(&empty);
	}


 // ============================= end ========================

}

对比题目提供的《生产函数：Producer()》

int in = 0;
int out = 0;
int buffer[SIZE];
sem_t empty;
sem_t full;
pthread_mutex_t mutex;

void *Producer()
{
    int nextp = 0;
    int i = 0;
	for(; i < 10; ++i)
	{  
		int time = rand() % 10 + 1;
        usleep(time*100000); 
        sem_wait(&empty); 
		pthread_mutex_lock(&mutex);
		buffer[in] = nextc;
		printf("Produce one message:%d\n", nextp);
		fflush(stdout);//printf后请一定调用这句刷新输出缓存
		in = (in + 1) % SIZE;
		pthread_mutex_unlock(&mutex);         //互斥锁解锁
		sem_post(&full);
	}
}
（2）第2关：进程互斥和同步

（这个就简单了！！结合上面学的东西，以及仿照这个题目女儿的"苹果"消费函数写就好）

  • 把消费等待的信号换成"orange(桔子)"
  • 把printf(....)输出换一下就好了
  • 儿子消费函数答案
void *Son()
{
    // ============================== begin ===========================

	//请添加儿子线程的函数代码
    while(1)
	{
		int time = rand() % 10 + 1;          //随机使程序睡眠0点几秒
		usleep(time * 100000);        
		sem_wait(&orange); 
		pthread_mutex_lock(&mutex);
		printf("儿子取了一个桔子\n") ;
        fflush(stdout);
		pthread_mutex_unlock(&mutex);         //互斥锁解锁
		sem_post(&empty);
	}

    // ============================== end ==============================
}

四、基于信号量的进程间通信

（1）第1关：信号量IPC操作考查
  • 搞清楚函数：semctl(int semid,int semnum,int cmd,...);
  • semid要操作的信号量集合：（题目中给出变量："int semid;"）
  • semnum集合中信号量的编号（题目中就是："i"）
  • cmd执行的操作：（题目中有提示：#define GETVAL 获取信号量的值返回信号的值）

具体答案如下：

（此代码不严谨！！因为没有判断是否函数调用成功！但是满足评测要求）

 for ( i = 0 ; i < MAX_SEMAPHORES ; i++ )
    {
        // =================================== begin ===============================

        /*请调用semctl函数，读取并输出与上述数组输出相同的输出*/
 
        // 注意：getval_arg.val 在这里不需要设置，因为 GETVAL 不使用它  
        int x = semctl(semid, i, GETVAL);  

        printf("Semaphore %d, value %d\n", i, x); 

            // =================================== end ===============================

        }

更完整、更严谨的答案：
（记得还要在顶部导入包：#include <stdlib.h>   //以使用exit函数）

for ( i = 0 ; i < MAX_SEMAPHORES ; i++ )
    {
        // =================================== begin ===============================

        /*请调用semctl函数，读取并输出与上述数组输出相同的输出*/
 
        // 注意：getval_arg.val 在这里不需要设置，因为 GETVAL 不使用它  
        int x = semctl(semid, i, GETVAL);  
        if (x == -1) {  
        printf("GETVAL for semaphore %d failed (%d)\n", i, errno);  
        exit(EXIT_FAILURE);  
    }
        printf("Semaphore %d, value %d\n", i, x); 

            // =================================== end ===============================

        }

五、基于命名管道与信号的进程间通信

（1）第1关：命名管道与信号IPC操作考查

（没啥好说的，不会的操作系统考试就靠记呗！！）

  • sleep(1); 休眠1秒
  • 打开读通道——> open("FIFO",O_RDONLY);
  • 打开写通道——> open("FIFO",O_WRONLY);
  • 开始写——>write(fd,"heool0penEuler",1);

答案如下：

 if(pid==0)
    {
        // ============================= begin =========================
        /*子进程打开读管道，随后关闭管道*/
        int fd;
        fd = open("FIFO",O_RDONLY);  /*rd->only 写*/
        /*关闭*/
        close(fd);
    }
    else
    {
        
        /*父进程打开写通道，休眠1秒，尝试写入*/
        int fd;
        fd = open("FIFO",O_WRONLY);  /*wr->only 写*/
        int ret;
        sleep(1); /*休眠1秒*/
        /*写入*/
        ret = write(fd,"heool0penEuler",1);

        // ============================= end =========================
    }

六、 Linux vi/vim编辑器（难度：简单）

（注意这类题目在操作之前需要初始化任务环境）

（1）第1关：vi/vim基本用法
（2）第2关：vi/vim工作模式切换
  • wq ：保存并退出
  • i：插入
（3）第3关：vi/vim命令模式
  • dd：删除
  • yy：复制
  • p：粘贴
（4）第4关：vi/vim底线命令模式（重点）
  • 从第一行到最后一行寻找 word1 字符串，并将该字符串取代为 word2。 :1,$s/word1/word2/g
  • 将文件第2-5行内容另存为oldFileCpy.txt文件：2,5 w oldFileCpy.txt。

七、读文件系统函数（难度：简单）

（1）第1关：读文件系统函数

(此题注意：知道read()函数是啥就行了。其次知道其返回值和其函数的参数)

  • 函数原型：read(int fd, void *buf, size_t count);
  • fd：看上文(读文件的地址)
  • *buf：字符数组缓冲区的位置
  • 最后这个size_t count：就是读到的全部字符的个数——> sizeof(buffer)-1
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define rwmode 0
int main()
{
    int fd;
    char buffer[1024];
    int n;
    fd = open("/data/workspace/myshixun/case1/testFIle", rwmode);
    if (fd < 0)
    {
        printf("Open file error!\n");
        exit(1);
    }
    else
        printf("open testFIle ok!\n");
    //-------------begin----------------------  
    //请使用read函数将其读入buffer中
    n = read(fd,buffer,sizeof(buffer)-1);
    //--------------end----------------------  
    buffer[n] = '\0';
    printf("%s\n", buffer);
    close(fd);
    return 0;
}

八、写文件系统函数（难度：中等）

（1）第1关：写文件系统函数

（这题其实就是一个综合。先用read()读函数，再用write()写函数）

  • 函数原型：ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

  • 读的文件的地址题目也给出：int resource_fd

  • char buffer[FILESIZE]：字符数组

  • #define FILESIZE 1024 (该字符数组最大容量，也是题目要求读取的量)
  • 所以：(read(resource_fd,buffer,FILESIZE ))>0，因为读到了就要返回得到的个数。

  • char buffer[FILESIZE], *p; p = buffer; ：要写入的字符数组信息地址在p

  • 写的目的文件地址题目也给出了：int  destination_fd

  • 具体要写的字符个数(前面被赋值)：readbytes = read(resource_fd,buffer,FILESIZE)

  • 所以：(writebytes = write(destination_fd,p,readbytes))>0，因为写到了就要返回个数

综合解答：

#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#define resource_mode 0
#define destination_mode 0774
#define FILESIZE 1024

int main(int argc, char *argv[])
{
    int resource_fd, destination_fd;
    char buffer[FILESIZE], *p;
    int readbytes, writebytes;
    if (argc != 3)
    {
        printf("Usage:copy from resource file to destination file\n %s src_file dest_file\n", argv[0]);
        exit(0);
    }
    if ((resource_fd = open(argv[1], resource_mode)) == -1)
    {
        perror("Can't open source file");
        exit(0);
    }
    if ((destination_fd = creat(argv[2], destination_mode)) == -1)
    {
        perror("Can't create destination file");
        exit(0);
    }
    // ======================= begin =======================================

    // 请使用read函数读取前1024字节的内容读到缓冲区buffer中
    while ((readbytes = read(resource_fd,buffer,FILESIZE))>0)

    // ========================== end =======================================
    {
        p = buffer;
        if ((readbytes == -1) && (errno != EINTR))
            break;
        else if (readbytes > 0)
        {
            // ======================= begin =======================================

            // 请使用write函数读取到的前1024字节的内容写到目的文件中
            while ((writebytes = write(destination_fd,p,readbytes))>0)

            // ========================== end =======================================
            {
                if ((writebytes == -1) && (errno != EINTR))
                    break;
                else if (writebytes == readbytes)
                    break;
                else if (writebytes > 0)
                {
                    p += writebytes;
                    readbytes -= writebytes;
                }
            }
            if (writebytes == -1)
                break;
        }
    }
    close(resource_fd);
    close(destination_fd);
    return 0;
}

 九、进程基础操作（难度：简单）

（1）第1关：进程基础操作考察

（这一关没啥好说的，难度很简单）

  • 了解fork()函数即可
  • 注意空格的输出（父、子进程都一样）：printf("bye! "); 
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
#include<stdlib.h>
int main(int argc,char *argv[])
{
  /*请开始填写*/
  pid_t pid =fork();
  if(pid==0){
    printf("bye! ");
  }
  else if(pid>0){
    printf("bye! ");
  }
      return 0;
}

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