operating_system_experiment

操作系统实验作业——linux系统调用学习，重定向、管道、多进程、多线程编程技术实现

//多进程 pid_t fork execvp execlp //多线程 pthread_t pthread_create pthread_join pthread_mutex_t pthread_mutex_init pthread_mutex_destory pthread_mutex_lock pthread_mutex_unlock pthread_cond_t pthread_cond_init pthread_cond_wait pthread_cond_signal pthread_cond_broadcast //重定向 dup dup2 //管道 pipe

实验作业

多进程题目

sh1.c: 实现shell程序，要求具备如下功能

• 支持命令参数

  $ echo arg1 arg2 arg3
  $ ls /bin /usr/bin /home
  

• 实现内置命令cd、pwd、exit

  $ cd /bin
  $ pwd
  /bin
  

sh2.c: 实现shell程序，要求在第1版的基础上，添加如下功能

• 实现文件重定向

  $ echo hello >log
  $ cat log
  hello
  

sh3.c: 实现shell程序，要求在第2版的基础上，添加如下功能

• 实现管道

  $ cat /etc/passwd | wc -l
  

• 实现管道和文件重定向

  $ cat input.txt
  3
  2
  1
  3
  2
  1
  $ cat <input.txt | sort | uniq | cat >output.txt
  $ cat output.txt
  1
  2
  3
  

多线程题目

pi1.c: 使用2个线程根据莱布尼兹级数计算PI

• 莱布尼兹级数公式: 1 - 1/3 + 1/5 - 1/7 + 1/9 - ... = PI/4
• 主线程创建1个辅助线程
• 主线程计算级数的前半部分
• 辅助线程计算级数的后半部分
• 主线程等待辅助线程运行結束后,将前半部分和后半部分相加

pi2.c: 使用N个线程根据莱布尼兹级数计算PI

• 与上一题类似，但本题更加通用化，能适应N个核心，需要使用线程参数来实现
• 主线程创建N个辅助线程
• 每个辅助线程计算一部分任务，并将结果返回
• 主线程等待N个辅助线程运行结束，将所有辅助线程的结果累加

sort.c: 多线程排序

• 主线程创建一个辅助线程
• 主线程使用选择排序算法对数组的前半部分排序
• 辅助线程使用选择排序算法对数组的后半部分排序
• 主线程等待辅助线程运行結束后,使用归并排序算法归并数组的前半部分和后半部分

pc1.c: 使用条件变量解决生产者、计算者、消费者问题

• 系统中有3个线程：生产者、计算者、消费者
• 系统中有2个容量为4的缓冲区：buffer1、buffer2
• 生产者生产'a'、'b'、'c'、‘d'、'e'、'f'、'g'、'h'八个字符，放入到buffer1
• 计算者从buffer1取出字符，将小写字符转换为大写字符，放入到buffer2
• 消费者从buffer2取出字符，将其打印到屏幕上

pc2.c: 使用信号量解决生产者、计算者、消费者问题

• 功能和前面的实验相同，使用信号量解决

ring.c: 创建N个线程，它们构成一个环

• 创建N个线程：T1、T2、T3、… TN
• T1向T2发送整数1
• T2收到后将整数加1
• T2向T3发送整数2
• T3收到后将整数加1
• T3向T4发送整数3
• …
• TN收到后将整数加1
• TN向T1发送整数N