Лабораторные работы по дисциплине "Управление ресурсами в вычислительных системах" на факультете ПМИ, НГТУ

 

1. Управление системными ресурсами средствами Shell-интерпретатора

Условия задачи

Ознакомиться с основами программирования на уровне командного языка Shell путем написания Shell-программ для работы с файловой системой.

Shell-программа объединяет все временные файлы с указанным суффиксом (например, .tmp) в поддереве, начиная с каталога, имя которого задано параметром Shell-программы. Результат объединения помещается либо в указанный Shell-программой файл, либо выводится на экран в форме:

    <имя каталога>:  <имя файла>   ←   начальный каталог  
                     [содержимое файла]  
                     End of file  
                     <имя файла>  
                     [содержимое файла]  
                     End of file  
                     ............  
    <имя каталога>:  <имя файла>   ←   подкаталог  
                     [содержимое файла]  
                     End of file  
                     <имя файла>  
                     [содержимое файла]  
                     End of file  
                     ............  

 

2. Файловая система ОС UNIX

Условия задачи

Разработать программу, которая выводит на экран имена тех каталогов, которые находятся в текущем каталоге и содержат в себе подкаталоги.
 

3. Структура системы управления вводом-выводом в ОС UNIX

Условия задачи

Разработать программу, демонстрирующую работу ОС UNIX при открытии файла процессом. При этом достаточно показать только динамику создания таблиц, связанных с этим событием (таблица описателей файла, таблица файлов, таблица открытых файлов процесса). Например, сценарий программы может быть следующим:

• неявное открытие стандартного файла ввода;
• неявное открытие стандартного файла вывода;
• неявное открытие стандартного файла вывода ошибок;
• открытие первого пользовательского файла;
• открытие второго пользовательского файла;
• открытие третьего пользовательского файла.

После каждого из этапов печатаются таблица описателей файлов, таблица файлов, таблица открытых файлов процессов.
 

4. Порождение нового процесса и работа с ним. Запуск прогрммы в рамках порождённого процесса. Сигналы и каналы в UNIX

4.1

Условия задачи

Разработать программу, вычисляющую число сочетаний . Для вычисления факториалов n!, k!, (n - k)! должны быть порождены три параллельных процесса-потомка. Выполнить работу с учётом следующих требований:

1. все действия, относящиеся как к родительскому процессу, так и к порожденным процессам, выполняются в рамках одного исполняемого файла;
2. обмен данными между процессом-отцом и процессом-потомком предлагается выполнить посредством временного файла: процесс-отец после порождения процесса-потомка постоянно опрашивает временный файл, ожидая появления в нем информации от процесса-потомка;
3. если процессов-потомков несколько, и все они подготавливают некоторую информацию для процесса-родителя, каждый из процессов помещает в файл некоторую структурированную запись, при этом в этой структурированной записи содержатся сведения о том, какой процесс посылает запись, и сама подготовленная информация.

4.2

Условия задачи

Модифицировать ранее разработанную программу с учетом следующих требований:

1. действия процесса-потомка реализуются отдельной программой, запускаемой по одному из системных вызовов execl(), execv() и т.д. из процесса-потомка;
2. процесс-потомок, после порождения, должен начинать и завершать свое функционирование по сигналу, посылаемому процессом-предком (это же относится и к нескольким процессам-потомкам);
3. обмен данными между процессами необходимо осуществить через программный канал.
    

5. Синхронизация процессов

Условия задачи

Разработать программу для решения задачи синхронизации процессов и их взаимодействия посредством программных каналов.
Исходный процесс создает программный канал К1 и порождает два процесса Р1 и Р2, каждый из которых готовит данные для обработки их основным процессом. Подготовленные данные последовательно помещаются процессами-сыновьями в программный канал и передаются основному процессу. Схема взаимодействия процессов, порядок передачи данных в канал и структура подготавливаемых данных показаны ниже:

Обработка данных основным процессом заключается в чтении информации из программного канала и печати её. Кроме того, посредством выдачи сообщений необходимо информировать обо всех этапах работы программы (создание процесса, завершение посылки данных в канал и т.д.).
 

6. Моделирование работы интерпретатора

Условия задачи

Разработать программу, моделирующую работу Shell-интерпретатора при обработке командной строки:

    tr -d "[0-9]" < input_filename | sort | uniq > output_filename

При реализации программы путем выдачи сообщений информировать обо всех этапах ее работы (создан процесс, выполнение команды закончено и т.д.).
 

7. Межпроцессорное взаимодействие программ

Условия задачи

Разработать программу, моделирующую работу монитора обработки сообщений. Порожденные процессы, обладающие различными приоритетами и выполняющие некоторые циклы работ, посредством очереди сообщений передают родительскому процессу имена программ из предыдущих лабораторных работ, которые им должны быть запущены. Родительский процесс, обрабатывая сообщения в соответствии с их приоритетами, следит, чтобы одновременно было запущено не более N экземпляров программ (терминалов).
 

8. Клиент-серверное взаимодействие посредством сокетов в режиме TCP-соединения

Условия задачи

Эмуляция DNS сервера. Клиент подсоединяется к серверу, IP которого хранится в файле dns.url, и делает ему запрос на подключение к серверу "Имя сервера". DNS-сервер имеет список, хранящийся в файле о соответствии имен серверов и IP-адресов. Если в списке нет "имени сервера", запрошенного клиентом, то сервер DNS подключается последовательно к другим серверам, хранящимся в файле dns.url, и т.д. Если сервер не найден, клиенту возвращается соответствующее сообщение.
 

RGZ. Управление ресурсами в OC Windows

Условия задачи

Изучить основные особенности ОС Windows: работа с потоками, организация графического интерфейса, механизма обработки сообщений, использование динамически подключаемых библиотек (DLL), низкоуровневое взаимодействие с процессором.

Уровень сложности I, II, III
Реализовать графическое Windows-приложение, в котором при создании окна, но до момента его отображения на экране, создаётся дочерний поток, который реализует задачу определения текущего времени, после чего полученный результат отображается в графическом окне. Функция, выполняющая поставленное задание должна быть реализована в виде динамической библиотеки (DLL).

Уровень сложности IV
Определить размер КЭШа данных третьего уровня, реализовав требования I, II и III уровня, дополнив получившуюся функцию из динамической библиотеки ассемблерными вставками.