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1 初识Linux OS
2 显示进程列表
2.1 研究目的
2.2 研究内容
2.3 研究步骤
2.4 研究过程
2.5 研究心得
总结 1 初识Linux OS Linux是一种开源的Unix-like操作系统内核它是基于POSIX和Unix的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。Linux内核最初是由芬兰程序员Linus Torvalds在1991年创建的之后成为自由软件和开源社区的一个主要项目。 以下是Linux操作系统的一些主要特点和组成部分 内核Kernel Linux内核是操作系统的核心它管理系统资源如处理器、内存、设备驱动程序等。Linus Torvalds最初编写了Linux内核它是Linux操作系统的基础。 Shell命令解释器 Linux操作系统使用命令行界面CLI用户与系统交互通过Shell。用户可以通过输入命令执行各种任务管理文件、进程、权限等。常见的Shell包括BashBourne Again SHell和Zsh。 文件系统 Linux支持多种文件系统包括Ext4、XFS、Btrfs等。文件系统负责管理存储设备上的文件和目录以及文件的权限、所有权等信息。 用户界面 虽然Linux以CLI为主但也支持图形用户界面GUI。常见的Linux桌面环境有GNOME、KDE、XFCE等它们提供了直观的用户体验。 软件包管理系统 大多数Linux发行版都有自己的软件包管理系统用于安装、更新和删除软件。常见的包管理工具有APTDebian/Ubuntu、YUMRed Hat/CentOS、PacmanArch Linux等。 网络功能 Linux具有强大的网络功能支持各种网络协议和服务。它可以作为服务器运行各种网络服务如Web服务器Apache、Nginx、邮件服务器Postfix、Sendmail、文件服务器Samba等。 多用户和多任务 Linux是一个多用户系统多个用户可以同时访问同一台机器。它也是一个多任务系统可以同时运行多个进程。 安全性 Linux以安全性而闻名系统管理员可以设置用户权限、访问控制列表ACLs等来确保系统的安全性。 开源和自由 Linux是开源软件其源代码可以被任何人查看、修改和分发。大多数Linux发行版是免费提供的用户可以自由选择、使用和分发。 发行版Distribution 由于Linux内核是开源的不同的组织和社区创建了各种Linux发行版例如Ubuntu、Debian、Fedora、CentOS、Arch Linux等。每个发行版都有自己的特点和包管理系统。 总体而言Linux操作系统是一个强大、灵活且可定制的操作系统广泛应用于服务器、嵌入式系统、超级计算机等各种领域。 2 显示进程列表
2.1 研究目的 掌握进程结构及进程管理原理理解进程结构是深入研究操作系统的基础。进程是程序的执行实体了解其结构包括进程控制块、程序计数器、寄存器等要素。同时深入了解进程管理原理如进程的创建、调度、同步和通信是为了有效地协调和控制各个进程确保系统资源的合理利用。 进一步了解用户空间和内核空间的概念用户空间和内核空间是操作系统的关键概念。用户空间是给用户程序提供的独立内存空间而内核空间是操作系统内核运行的特权空间。通过研究显示进程列表可以更深入地理解用户空间和内核空间之间的切换机制以及用户程序和操作系统内核之间的交互方式。 加深对进程调度算法的理解进程调度算法直接影响系统的性能和响应速度。通过研究显示进程列表可以深入了解不同的进程调度算法如先来先服务FCFS、最短作业优先SJF、轮转法Round Robin等。了解这些算法的优缺点有助于优化系统的性能和资源利用效率。 探讨进程间通信和同步机制多个进程之间的通信和同步是操作系统设计中的关键问题。通过研究显示进程列表可以更深入地了解进程间通信的方式如共享内存以及同步机制的实现如信号量、互斥锁等。这有助于确保进程间协同工作的正确性和稳定性。 2.2 研究内容 进程列表的获取和展示 研究如何在操作系统中获取和展示当前运行的进程列表。这包括了理解系统调用和API以及使用相应的工具或命令行来检索有关正在运行进程的信息。了解进程的状态、PID进程标识符、CPU利用率等关键信息是这个方面的核心内容。 进程调度和优先级 深入研究操作系统是如何进行进程调度的包括进程的创建、暂停、恢复和终止等操作。了解进程调度算法和优先级策略以及它们如何影响系统性能和响应时间是理解操作系统中进程列表管理的重要组成部分。 进程通信和同步 研究进程之间的通信和同步机制以确保它们能够有效地协同工作。这可能涉及到共享内存、消息传递、信号和同步原语等概念。了解这些机制有助于理解进程列表中的多任务协作以及如何避免竞态条件和死锁等问题。 2.3 研究步骤 1.使用vi /usr/src/linux-2.4.20-8/include /linux/sched.h查看task_struct结构中的成员变量后续显示的变量名称可在此处找到. 2.参考ppt给定源码根据task_struct结构中找出的十个成员变量通过指针指向并使用%字符限制显示格式此处需要在task_struct结构中提前记录变量所属类型和变量名 3.输入gcc -c –I/usr/src/linux-2.4.20-8/include –Wall xxx.c进行编译并使用ls查看编译成功显示xxx.o文件. 4.输入insmod xxx.o进行挂载显示挂载成功. 5.输入dmesg查看日志信息显示十列其中第一列为变量名. 6.输入rmmod xxx取消挂载显示Quit等信息. 2.4 研究过程 2.5 研究心得 深入理解用户空间和内核空间 通过本次试验我加深了对用户空间和内核空间的理解。特别是在研究进程结构和管理原理时我意识到这两个空间的界限对于操作系统的正常运行至关重要。了解了task_struct结构体的成员变量并发现进程通过双向循环链表连接这进一步加深了我对用户空间和内核空间交互的认识。 掌握进程结构及管理原理 在课程设计中我通过查询task_struct结构体深入了解了进程的结构和管理原理。了解到进程通过task_struct的next_task和prev_task成员变量形成链表而通过指针操作可以灵活地管理和控制进程。这为我理解操作系统中进程管理的底层机制提供了实际案例和经验。 挑战和优化显示格式 在进行dmesg显示的表头格式设置时我面临了一些挑战特别是在限定格式时遇到了显示不全的问题。我通过采用空格限制和调整%限定符的方式虽然较为笨拙但在不断的尝试中我找到了较为美观和有效的显示格式。这过程中我也学到了通过编译和挂载等方式进行实时调试和优化的重要性为后续的实际项目开发积累了经验。 总结
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