计算机操作系统实训

计算机操作系统实验（训）指导书

学院：电子信息工程学院

班级：13计算机科学与技术本01班

学号：

姓名：

指导教师：

西安思源学院

电子信息工程学院

前言

操作系统是计算机科学与技术专业的一门重要的专业课，是一门实践性很强的技术课程。掌握操作系统原理、熟悉操作系统的使用是各层次计算机软硬件开发人员必不可少的基本技能。操作系统课程讲授理论原理比较容易，而如何指导学生进行实践则相对较难，导致学生不能深刻地理解操作系统的本质，也不能在实际中应用所学的操作系统理论知识及操作系统所提供的功能来解决实际问题。

本实验课程在操作系统原理课程教学中占有重要地位，目的是让学生及时掌握和巩固所学的基本原理和基础理论，加深理解。提高学生自适应能力，为将来使用和设计各类新的操作系统打下基础。

一般来说，学习操作系统分为以下几个层次：

1．学习并掌握操作系统的基本概念及原理，了解操作系统的实现机制。

2．掌握常用操作系统的使用、操作和维护，成为合格的系统管理员。

目前最常用的操作系统主要有UNIX、Linux、Windows等等。

3．通过分析操作系统源代码，掌握修改、编写操作系统的能力。开放源代码的操作系统Linux的出现为我们提供了机遇。

操作系统本身的构造十分复杂，如何在有效的时间内，使学生既能了解其实现原理又能对原理部分进行有效的实践，是操作系统教学一直在探索的内容。本实验课程以Windows和Linux操作系统为主要平台，从基本原理出发，通过几个实验，使学生能对操作系统的基本原理有更深入的了解，为将来从事操作系统方面的研究工作打下一定的基础。

目录

实验一Windows的用户界面 (4)

实验二Windows2003的任务与进程管理器 (6)

实验三Linux使用环境 (10)

实验四Linux进程管理、内存管理、设备管理 (13)

实验五Windows2003内存管理 (16)

实验六目录和文件管理 (19)

实验七用户与组群管理 (21)

实验一Windows的用户界面

一、实验目的

（1）熟悉Windows的GUI界面和命令控制界面

（2）学习并熟悉Windows的命令行解释器及常用命令

（3）理解批处理文件及批处理文件的使用

二、实验理论基础及教材对应关系

1、实验理论基础：

（1）W indows的命令解释器及字符用户界面。

（2）W indows的常用命令及使用。

2、本实验内容主要对应于教材P11页。

三、实验内容与步骤

1、批处理文件的创建

切换到命令提示符状态下，使用命令edit打开字符界面的编辑器，创建批处理文件exam.bat，内容如下所示。理解批处理文件文件中各行代码的含义，保存退出编辑器。

@echo off

mkdir d:\mytest

echo on

pause

2、批处理文件的执行

在命令提示符下输入exam.bat来执行批处理，文件中的命令将顺序执行，并通过屏幕显示执行效果。

3、批处理文件实验设计

创建文件exam1.bat、exam2.bat及exam3.bat，了解输入输出重定向、批处理文件中的参数及批处理文件间互调用等功能。文件内容如下：

exam1.bat：@echo off

mkdir e:\test

call exam2.bat e:\test

call exam3.bat e:\test

echo call ok!

Pause

exam 2.bat：@echo off

mem > %1\meminfo.txt

echo generate memoryinfo ok!

exam3.bat：@echo off

type %1\*.txt

echo type ok!

在命令提示符下输入exam1.bat来执行批处理，文件中的命令将顺序执行，并通过屏幕显

示执行效果。

4、字符界面环境操作

利用Dos的文本文件编辑器创建文件file_1.txt，文件内容为：This is my first file created by dos；设计一个批处理文件，完成如下操作：在当前工作目录下创建一个用户子目录dosuser，显示该目录信息；设用户子目录dosuser为当前目录，将file_1移动到子目录dosuser，并将文件名重命名为file_us，显示文件内容；以file_2为文件名创建文件file_1的一个副本，并显示文件内容；显示当前目录的目录信息。

四、实验心得

Dos命令界面规则较多，能准确找出所需功能，但是页面风格比较单调，相比较现在的gui 界面而言，gui界面更加的人性化，界面也更加的新颖。

这次试验让我对操作系统的接口也有了进一步的了解，由于试验要求与以上试验的结合，因此试验大大减小了难度，做起来也会比较顺利。我们平时用电脑的一个简单内存却要做出如此多的反应，也让我了解到多次锻炼才能顺手成章。以后我会加强锻炼，争取越来越好。

实验二Windows2003的任务与进程管理器

一、实验目的

(1)熟悉Windows2003中任务管理器的使用。

(2)通过任务管理器识别操作系统中的进程和线程的相关信息。

(3)掌握利用spy++.exe来察看Windows中各个任务的更详细信息。

二、实验理论基础及教材对应关系

1、实验理论基础

(1)操作系统中的进程和线程的概念。

(2)进程PCB的各项指标含意。

2、本实验内容主要对应于教材P69页。

三、实验内容与步骤

1、启动操作系统自带的任务管理器：

方法：直接按组合键Ctrl+Alt+Del，或者是在点击任务条上的“开始”“运行”，并输入“taskmgr.exe”。如下图所示：

2、调整任务管理器的“查看”中的相关设置，显示关于进程的以下各项信息，并完成下

表（填满即可）：

表一：统计进程的各项主要信息

3、从桌面启动办公软件“Word”，在任务管理器中找到该软件的登记，并将其结束掉。再从任务管理器中分别找到下列程序：winlogon.exe、lsass.exe、csrss.exe、smss.exe，试着结束它们，观察到的反应是跳出提示窗口：该进程为系统关键进程，任务管理器无法结束该进程，

原因是这是支持系统运行的进程，结束会影响系统运行。。

4、在任务管理器中找到进程“explorer.exe”，将之结束掉，并将桌面上你打开的所有窗口最小化，看看你的计算机系统起来什么样的变化桌面上的图标都不见了，window图形界面无

法使用，电脑只剩下一张壁纸、得到的结论是 explore。Exe进程用于管理window的图形界面；包括开始菜单、任务栏、桌面和文件管理，对系统的稳定性有很大帮助（说出explorer.exe 进程的作用）。

5、运行“spy++.exe”应用软件，点击按钮“”，切换到进程显示栏上，查看进程“explorer.exe”的各项信息，并填写下表：

表二：统计线程的各项信息

进程：explorer.exe 中的各个线程

6、注意某些线程前有“＋”，如图所示：，说明二者之间的差异是有无子进程，“+”表示有子进程。

四、实验心得

为了完成这个试验，我参考了课本，互联网以及相关资料。由于我对进程比较陌生，因此虽然这个试验比较简单，但也花费了我大量时间，通过这个试验我更加了解调度过程，加深了对优先级

和时间片轮转调度的理解，并不像以前一样仅仅停留在概念上。

实验三Linux使用环境

一、实验目的

能使用常用的Linux命令，熟悉Linux使用环境。

二、实验理论基础及教材对应关系

1、实验理论基础

（1）登录后创建一个用户帐号，帐号名是：” os”+你的学号，如os104。

（2）重新以这个新的帐号登录，在你的当前用户主目录下，新建目录lab1。

2、本实验内容主要对应于教材P76页。

三、实验内容与步骤

（一）Linux的登录与退出

1、本地登录linux

根据系统配置的不同，有文本和图形两种登录模式。

(1)如果是文本登录模式，则步骤如下：

login：（输入username）

password：（输入密码，注意密码不会回显）

登录成功则出现提示符。如果要进入图形界面环境则输入：startx

(2)如果是图形登录模式，则输入用户名和密码之后即可直接进入图形界面环境。

2、远程登录Linux服务器

在Windows环境下用Putty程序登录Linux系统，可使PC成为Linux主机的一台仿真终端。多个终端或仿真终端可以同时登录同一台Linux系统，分时使用Linux操作系统。连接图如下：

或使用telnet连接，格式如下:

telnet 主机名（或主机的IP地址）

例：telnet https://www.360docs.net/doc/fb1512261.html, 或telnet 140.122.77.120

(2)登录

连接成功之后，输入用户名和密码，即可以终端模式分时使用linux操作系统。

(3)退出

在linux系统提示符$下，输入logout、exit或shutdown，例：$ logout。

（二）学会使用帮助

(1) man：命令在线帮助

在使用其它命令之前，先认识一下Linux的在线帮助man。在Linux下，当你要查找一个命令的用法的，你可以通过man 命令名来源得命令的详细说明。因为每个Linux都有一份man文档，所以介绍命令的时候我们只是简直介绍一下命令的学用选项。如果想查看命令的详细说明，请自己看man。

执行格式：man command

例：man ls 查询ls这个指令的用法

(2)info：显示说明

执行格式: info command-name

例: info gcc

功能:查看gcc的说明,按上下箭头选定菜单,回车进入,"u"键返回上级菜单。info不加参数则进入最上一级菜单。

（三）目录及文件管理

(1)在用户主目录下为每个实验创建一个目录。

[os001@localhost os001]#pwd

[os001@localhost os001]#mkdir lab1

[os001@localhost os001]#cd lab1

[os001@localhost lab1]#

(2)编辑程序，设置文件访问权限。

[os001@localhost lab1]#vi test.c

:wq

[os001@localhost lab1]# ls -l

-rw-r--r-- 1 root root 6 6 29 15:30 test.c

[os001@localhost lab1]# chmod u+x,g+x,o-r test.sh

[os001@localhost lab1]# ls -l

-rwxr-x--- 1 root root 6 6 29 15:30 test.c

Linux将用户分成三类：文件用户属主，同组用户，其他用户，分别用u，g，o表示。基本权限包括读、写、执行，分别用r，w，x表示。

(3)结合教材，练习使用如下常用命令，截取屏幕图。

1）目录操作:ls,mkdir,rmdir,cd,pwd

2）文件操作:more file1,cp,mv

3）系统询问与权限口令:su,chmod

四、实验心得

Linux 的优点：

?稳定性和高效性：因为Linux 是由Unix 发展而来，因此Linux 与Unix 有许多相似之处，不只是用户接口和操作方式，Linux 还继承了Unix 卓越的稳定性和高效性。对于使用Linux 作为操作系统的服务器，连续运行一年不宕机是相当平常的事情。

?低配置要求：Linux 对硬件的要求很低，它可以在数年前的电脑上很流畅的运行。使用Windows，则需要不断升级机器的硬件。

?免费或者少许费用：Linux 基于GPL，因此任何人可以免费使用或者修改其中的原代码。只有在选择某些厂商制作的Linux 的发行版时，才会需要一点点费用。

?强大的支持：大量的Linux 爱好者会进行交流讨论，并且开发分享一些好的软件，有非常开放的使用氛围。

?安全性：Linux 拥有相当庞大的用户和社区支持，因此能很快发现系统漏洞，并迅速发布安全补丁。

?真正的多用户：Linux 实现不同的用户共同登录系统，并且资源分享比较公平。而不是像Windows 那样的伪多用户操作系统，如果需要登录更多的用户，要么退出当前用户，要么向微软购买多用户授权。

?Linux 还有许多其它优点，如强大的网络支持、方便的控制台操作等等，虽然整体上而言Linux 做得很好，但它依然还是存在一些不足之处。

Linux 的缺点：

?没有特定的支持厂商：因为Linux 上面的软件都是免费发行的，所以自然不会有售后服务之类的支持。

?图形界面不够好：这恐怕是影响Linux 桌面端普及的最重要原因了。但随着时间的流逝，X-window 也变得越来越好用，越来越优秀了。目前各大Linux 发行版，都能很好地做为桌面端计算机使用。

实验四Linux进程管理、内存管理、设备管理

一、实验目的

理解进程和守护进程的概念；掌握启动进程的命令；学会查看进程状态的命令和杀死进程的命令；掌握作业控制命令fg、bg、jobs等；学会用at和cron执行计划任务掌握PROC文件系统的作用以及如何使用PROC文件系统来获得进程的信息；学会使用free命令监视内存使用情况，学会使用vmstat命令监视虚拟内存情况；了解设备文件的分类，使用设备编号的方式来标识每个设备，学会使用mknod命令创建设备文件。

二、实验理论基础及教材对应关系

1、实验理论基础：

(1)Linux操作系统中的进程和线程的概念。

(2)进程PCB的各项指标含意。

(3)Linux内存管理和设备管理实现方法。

2、本实验内容主要对应于教材P8

3、P188页。

三、实验内容与步骤

1．进程管理

（1）使用ps命令查看和控制进程

1)显示本用户的进程：#ps。

2)显示所有用户的进程：#ps -au。

3)在后台运行cat命令：#cat &。

4)查看进程cat ：# ps aux |grep cat。

5)杀死进程cat：#kill –9 cat。

6)再次查看查看进程cat，看看是否被杀死。

（2）使用top命令查看和控制进程

1)用top命令动态显示当前的进程。

2)只显示用户user01的进程（利用u键）。

3)利用k键，杀死指定进程号的进程。

（3）挂起和恢复进程

1)执行命令cat。

2)按Ctrl+z键，挂起进程cat。

3)输入jobs命令，查看作业。

4)输入bg，把cat切换到后台执行。

5)输入fg，把cat切换到前台执行。

6)按Ctrl+c键，结束进程cat。

（4）使用at命令定时执行某命令

下午4点，用户找出系统中所有的以.c为后缀的文件，将结果保存到/etc/result文件中，然后向user1发邮件告知用户已经完成。

1)#at 4pm

2）出现at>提示符，输入;

at> find / -name “*.c” >/etc/result

at>echo “user1:All code file have been seached out.You can take them over.Bye”|mail –s “job done” user1

3）按Ctl+D键结束at命令的输入

（5）安排计划任务

1)查看crontab命令的帮助信息：#crontab -help。

2)查看用户的计划任务列表：#crontab –l。

3)建立一个crontab文件：#echo “45 11 22 7 * ls /etc” >cronfile。

7月22日11点45分执行ls /etc

4)使用crontab命令安装crontab文件，安排计划任务：#crontab cronfile。

5)查看计划任务表，看看计划任务是否已被安排：#crontab –l。

6)删除计划任务列表，并进行确认。

（6）进程文件系统PROC；

1）查看/proc目录下的内容；

2）查看某进程的详细情况。

2．内存管理

使用free命令监视内存使用情况；使用vmstat命令监视虚拟内存情况；

3．设备管理

（1）了解设备文件的分类

将目录切换到/dev目录下。执行ls –l命令，查看信息行的第一个字符，若是b说明该设备是块设备，若是c说明是字符设备；查看设备的主设备号、次设备号，注意相同类型的设备主设备号

相同，次设备号不同。

（2）使用mknod命令创建一个命名管道文件。

#mknod /tmp/pipe1 p

四、实验心得

使用Linux系统的进程管理觉得管道有点缺点：速度慢，容量有限，只有父子进程能通讯，；Linux 系统通过设备文件实现对设备驱动程序的跟踪。设备文件主要包括设备权限和设备类型的有关信息，以及两个可供内核识别的唯一设备号。系统在很多情况下，可能不止一个同种类型的设备，因此Linux 可以对所有设备使用同种驱动程序，但是操作系统又必须能区分每一个设备。

实验五Windows2003内存管理

一、实验目的

(1)熟悉程序的运行时动态链接。

(2)熟悉Windows中内存的分页管理方式。

(3)了解虚拟内存的用法，熟悉Windows中相应的API函数。

二、实验理论基础及教材对应关系

(1) 应用程序的动态链接。

(2) 内存的分页管理、虚拟内存的技术。

(3) 本实验内容主要对应于教材P129页。

三、实验内容与步骤

1、运行“SystemInfo.exe”应用程序，出现如下界面：

从该界面上可以看到Windows2000/XP系统中的分页大小（Page Size）是：4,096，即4K字节，也可以看到本机所安装的处理器的个数是：1个。

打开工程文件，熟悉信息获取函数的使用：

SYSTEM_INFO sinf;

GetSystemInfo(&sinf);

2、运行“VMSTATE.exe”应用程序，出现如下界面：

从界面上可以看到，本计算机中所安装的物理内存的大小“TotalPhys”，可用物理内存的大小

“AvailPhys”。

打开源文件，熟悉或者信息函数的使用：

MEMORYSTATUS ms = { sizeof(ms) };

GlobalMemoryStatus(&ms);

3、运行“VMAlloc.exe”应用程序，掌握其用法和功能：

打开源文件，熟悉以下操作虚拟存储空间函数的使用：

VirtualAlloc( )、VirtualQuery( )、VirtualFree( )。

4、运行“VMMap.exe”应用程序，了解程序的功能，读懂其显示的每一行信息的含义：

从上面显示的信息中，谈谈自己对虚拟储存空间的认识（100字以内）。

32 位的CPU 的寻址空间是4G , 所以虚拟内存的最大值为4G , 而windows操作系统把这4G 分成2 部分, 即2G 的用户空间和2G 的系统空间, 系统空间是各个进程所共享的, 他存放的是操作系统及一些内核对象等, 而用户空间是分配给各个进程使用的, 用户空间包括用: 程序代码和数据, 堆, 共享库, 栈。

四、实验心得

通过试验我加深了对空间存储的理解，对虚拟空间的认识，虚拟空间是人们想出的一种加快计算机运行的方法，人们之所以要创建一个虚拟地址空间，目的是为了解决进程地址空间隔离的问题。但程序要想执行，必须运行在真实的内存上，所以，必须在虚拟地址与物理地址间建立一种映射关系。这样，通过映射机制，当程序访问虚拟地址空间上的某个地址值时，就相当于访问了物理地址

空间中的另一个值。

实验六目录和文件管理

一、实验目的

（1）熟练掌握目录和文件管理的相关方法；

（2）掌握修改文件权限的方法。

二、实验理论基础及教材对应关系

1、实验理论基础

(1)Linux操作系统中目录和文件的概念。

(2)Linux操作系统中目录和文件的管理方法。

2、本实验内容主要对应于教材P244页。

三、实验内容与步骤

1、文件及目录管理

[要求1] 创建两个新目录dir1和dir2，然后将dir2移动到dir1中，最后删除dir2目录

[操作步骤]

（1）普通用户jkx登录到字符界面，当前目录为用户主目录/home/jkx；

（2）输入命令“ls -l”，查看当前目录中所有文件的详细信息；该命令将列出每个文件的类型（-表示普通文件；1表示符号链接文件；b、c分别代表块设备文件及字符设备文件）、权限、所有者等信息；

（2）使用命令“mkdir dir{1,2}”同时创建两个目录；

（3）再次输入命令“ls -l”确认创建操作成功；

（4）输入命令“mv dir2 dir1”移动目录dir2；

（5）通过命令“cd dir1”进入目录dir1，通过ls命令查看该目录包含的信息；

（7）输入命令“rm –rf dir2”删除dir2目录，删除目录时当前目录不能为被删除的目录或其子目录；

（8）通过命令“cd ~”返回主目录。

[要求2] 查找文件名为profile的所有文件

[操作步骤]

（1）由于普通用户只对部分目录具有权限，应先通过“su -”命令切换到超级用户的字符界面；

（2）使用命令“find / -name profile”进行查找，其中最重要的是/etc/profile；

（3）输入命令“exit”退出超级用户。

[要求3] 查找文件/etc/profile中包含“HOSTNAME”的所有行，并将保存为f4文件

[操作步骤]

（1）输入命令“grep –n “HOSTNAME” /etc/profile > f4”实现查找并保存结果；

（2）使用命令“cat f4”查看查找操作的结果；

（3）输入命令“ls -l”，特别注意文件f4三类用户的操作权限；

（4）使用chmod命令修改f4的文件权限，使得所有用户都具有读写权限：chmod 666 f4或chmod o+w f4（其中o代表其他用户）。

[要求4] 将f4复制到dir1目录，并在dir1中创建文件/etc/fstab的符号链接

[操作步骤]

（1）输入命令“cp f4 ./dir1”复制文件，并查看dir1目录；

（2）使用命令“ln –s /etc/fstab fstab-link”创建符号链接；

（3）输入命令“ls -l”，观察符号链接文件的显示状态。

[要求5] 查看jkx用户主目录占用磁盘的情况

[操作步骤]

（1）输入命令“du -h”显示当前目录下每个目录的磁盘使用情况；

（2）输入命令“du -sh”显示当前目录使用磁盘的情况，不含子目录。

四、实验心得

在linux中什么是一个文件的路径呢，说白了就是这个文件存在的地方，例如在上一章提到的/root/.ssh/authorized_keys 这就是一个文件的路径。如果你告诉系统这个文件的路径，那么系统就可以找到这个文件。在linux的世界中，存在着绝对路径和相对路径。

绝对路径：路径的写法一定由根目录”/”写起，例如/usr/local/mysql 这就是绝对路径。

相对路径：路径的写法不是由根目录”/”写起，例如，首先用户进入到/ 然后再进入到home ，命令为cd /home 然后cd test 此时用户所在的路径为/home/test 。第一个cd命令后跟/home 第二个cd命令后跟test ，并没有斜杠，这个test是相对于/home 目录来讲的，所以叫做相对路径。