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上传时间: 2013-12-30
详细说明: 1、图书管理系统 以UNIX系统文件部分系统调用为基础设计一个简易的图书管理系统。要求实现:图书的录入、查询、借阅、清理、统计等功能、还要实现对每天的借阅情况进行统计并打印出统计报表,操作界面要尽量完善。图书资料信息必须保存在文件中。 2、信号通信与进程控制 (l)进程的创建:编写一段程序,使用系统调用fork()创建两个或多个子进程。当此程序运行时,在系统中有一个父进程和其余为子进程在活动。 (2)进程的控制:在程序中使用系统调用lockf()来给每一个进程加锁,实现进程之间的互斥。 (3)进程通信:①软中断通信;②在程序中使用实例signal(SIGINT,SIG_IGN)和signal(SIGQUIT,SIG_IGN)进行通信操作,观察执行结果,并分析原因。 (4)软中断的捕获与重定义。首先定义一个服务函数function(),然后利用signal(sig,function)系统调用来实现中断的捕获与改道。 (5)使用操作系统保留给用户的信号SIGUSR1和SIGUSR2进行通信。 (6)扩展程序,使之成为信号或事件驱动的应用程序。 3、管道通信 利用UNIX系统提供的管道机制实现进程间的通信。 (1)管道通信。利用pipe()和lockf()系 统调用,编写程序,实现同族进程间的通信。使用系统调用pipe()建立一条管道线;创建子进程P1、P2、…。子进程Pi分别向管道各写信息,而父进程则从管道中读出来自于各子进程的信息,实现进程家族间无名管道通讯。 扩展之,使之成为客户/服务器模式,并完成一定的任务(自己定义)。 (2)命名管道通信:利用mkfifo(name,mode)或mknod(name,mode,0)创建一个命名管道,然后利用它和文件部分系统调用实现不同进程间的通信。 改造之,使之成为客户/服务器模式,并完成一定的任务(自己定义)。 4、进程间通信(IPC):消息机制 (1)消息的创建、发送和接收 使用系统调用msgget(),msgsnd(),msgget(),及msgctl()编制一长度为1K的消息发送和接收的程序。 1)为了便于操作和观察结果,用一个程序作为“引子”,先后fork()两个子进程,SERVER和CLIENT,进行通信。SERVER和CLIENT也可分别为2个各自独立的程序。 2)SERVER端建立一个Key为175的消息队列,等待其他进程发来的消息。当遇到类型为1的消息,则作为结束信号,取消该队列,并退出SERVER。SERVER每接收到一个消息后显示一句“(server)received”。 3)CLIENT端使用key为175的消息队列,先后发送类型从10到1的消息,然后退出。最后的一个消息,即是SERVER端需要的结束信号。CLIENT每发送一条消息后显示一句“(client)sent”。 4)父进程在SERVER和CLIENT均退出后结束。 (2)功能扩展:在sever端创建一个服务函数,从而实现C/S通讯 要求SERVER每接收到一次数据后不仅仅显示“(server)received”,而是做一些其它事情,比如读取或查询某个文件,或者执行一个shell命令等。此功能可由设计者自己定义。 在此基础上可以扩展客户端,比如设计一个菜单界面,接收不同的选项,并发送到服务器端,请求对方提供服务。 5、进程间通信(IPC):共享内存机制 (1) 共享存储区的创建,附接和断接 使用系统调用shmget(),shmat(),msgdt(),shmctl(),编制一长度为1K的消息发送和接收的程序。 1)为了便于操作和观察结果,用一个程序作为“引子”,先后fork()两个子进程,SERVER和CLIENT,进行通信。SERVER和CLIENT也可分别为2个各自独立的程序。 2)SERVER端建立一个Key为375的共享区,并将第一个字节置为-1,作为数据空的标志,等待其他进程发来的消息。当该字节的值发生变化时,表示收到了信息,并进行处理。然后再次把它的值设为-1。如果遇到的值为0,则视为结束信号,取消该队列,并退出SERVER。SERVER每接收到一次数据后显示“(server)received”。 3)CLIENT端建立一个Key为375的共享区,当共享取得第一个字节为-1时,SERVER端空闲,可发送请求。CLIENT随即填入9到0。期间等待Server端的再次空闲。进行完这些操作后,CLIENT退出。CLIENT每发送一次数据后显示“(client)sent”。 4)父进程在SERVER和CLIENT均退出后结束。 (2)功能扩展:在sever端创建一个服务函数,从而形成C/S通讯模式 要求SERVER每接收到一次数据后不仅仅显示“(server)received”,而是做一些其它事情,比如读取或查询某个文件等。此功能可由设计者自己定义。 在此基础上可以扩展客户端,比如设计一个菜单界面,接收不同的选项,并发送到服务器端,请求对方提供服务。 6、文件加密存储 利用文件系统的系统调用编程对文件的内容进行加、解密。 要求程序从环境的命令行携带4个参数。第一个是文件名,第二个是操作方式,第三个是密钥,第四个是加密钥循环使用长度。其中后两个参数是可以忽略,但对忽略的情况要提供缺省值。 要求最后实现对文件的加密转储,或通过改道的办法进行转储。对于已加密的文件可以进行解密显示或解密后转储。形成加密或解密文件后要删除原来的文件。 建议加密过程使用按字符进行异或的方式处理,也可以是仿射加密方式,比如把所有的字符做一个平移变换:A-A+C(A为任意字母表中的字母,C为常数,为了防止越界或溢出,可以改造其为A-(A+C)MOD 256),这里要提醒的是,要注意逆变换。 建议,设计者也提供自己的加密方式。 7、存储管理 存储管理的主要功能之一是合理地分配空间。请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。本设计的目的是通过请求页式存储管理中页面置换算法模拟设计,了解虚拟存储技术的特点,掌握请求页式存储管理的页面置换算法。要求: (1)通过随机数产生一个指令序列,共320条指令。指令的地址按下述原则生成: ①50%的指令是顺序执行的;②25%的指令是均匀分布在前地址部分;③25%的指令是均匀分布在后地址部分。 具体的实施方法是:①在[0,319]的指令地址之间随机选取一起点m;②顺序执行一条指令,即执行地址为m+l的指令;③在前地址[0,m+1]中随机选取一条指令并执行,该指令的地址为m’;④顺序执行一条指令,其地址为m’+1;⑤在后地址[m’+2,319]中随机选取一条指令并执行;⑥重复上述步骤①~⑤,直到执行320次指令。 (2)将指令序列变换成为页地址流。设:①页面大小为1K;②用户内存容量为4页到32页;③用户虚存容量为32K。 在用户虚存中,按每页存放10条指令排列虚存地址,即320条指令在虚存中的存放方式为: 第0条~第9条指令为第0页(对应虚存地址为[0,9]); 第10条~第19条指令为第1页(对应虚存地址为[10,19]); … … … 第310条~第319条指令为第31页(对应虚存地址为[310,319])。 按以上方式,用户指令可组成32页。 (3)计算并输出下述各种算法在不同内存容量下的命中率(要为以下各种算法定义数据结构)。 ①先进先出的算法(FIFO); ②最近最少使用算法(LRU); ③最近最不经常使用算法(NUR/NRU/CLOCK)。 命中率=1-页面失效次数/页地址流长度 在本设计中,页地址流长度为320,页面失效次数为每次访问相应指令时,该指令所对应的页不在内存的次数。 (4)关于随机数产生办法,Linux/UNIX系统提供函数srand()和rand(),分别进行初始化和产生随机数。例如:srand()语句可初始化一个随机数: a[0]=10*rand()/32767*319+1, a[1]=10*rand()/32767*a[0]; … … … 语句可用来产生a[0]、a[1]、…中的随机数。 8、shell程序模拟设计 shell是UNIX系统的命令解释程序。Shell的基本功能是:命令解释执行、shell编程、系统环境设置、文件名替换、I/O重定向、连通管道建立。试按照shell程序的基本功能,利用UNIX系统提供的进程控制的系统调用,设计一个程序来模拟shell功能。要求至少要做到: 1)从终端键盘接收命令,若是合法,则执行之; 2)设置一条内部命令,比如print,用于显示被执行命令的返回状态和它自己的参数; 3)实现shell命令替换。 9、Windows文件系统分析 在Linux系统下,使用与文件相关的系统调用实现对物理设备文件的读写,参照Linux系统源代码,对不同介质上的FAT格式文件系统进行分析。要求在Linux环境下设计出C语言程序,实现以下功能: 1)分析DOS/Windows系统引导记录DBR(DOS Boot Record)和引导机制; 2)通过DBR中的BPB(BIOS Parameter Block)信息分析,构建相关信息的数据结构,比较FAT16、FAT32和VFAT等文件系统的区别与联系。 3)至少要实现对给出第一FAT入口文件的只读访问。 4)建议根据文件名读取文件。 10、UNIX/Linux文件系统分析 在Linux系统下,使用与文件相关的系统调用实现对物理设备文件的读写,参照Linux系统源代码以及Grub系统的源代码,对不同介质上的FAT格式文件系统进行分析。要求在Linux环境下设计出C语言程序,实现以下功能: 1)分析UNIX SysV/Linux系统引导记录的作用; 2)分析UNIX SysV/Linux的超级块及其结构,并建立相关数据结构,通过编程实现UNIX SysV/Linux文件系统内各部分的定位。 3)至少要实现对给定i节点文件的只读访问。 4)建议根据文件名读取文件。 ...展开收缩
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