Лабораторные работы по дисциплине "Операционные системы"

Лаба 1: Создание и уничтожение потоков

Программа, содержащая два потока (в дополнение к основному потоку). Каждый из потоков выводит определенное число на экран.

Лаба 2: Синхронизация потоков с помощью мьютексов

Программа, содержащая два потока, осуществляющих координированный доступ к разделяемому ресурсу. В качестве разделяемого ресурса в данной работе используется экран.

Потоки выводят символы в определенном порядке, например:
111112222211111222221111122222.

Реализация трех экземпляров программы:

1. С блокирующей операцией захвата мьютекса pthread_mutex_lock();
2. С операцией проверки захвата мьютекса без блокировки pthread_mutex_trylock();
3. С блокировкой на время операции захвата мьютекса pthread_mutex_timedlock().

Лаба 3: Взаимодействие потоков через неименованные каналы

Программа, содержащая два потока, один из которых пишет данные в неименованный канал (pipe), а другой читает данные из канала.

Реализация трех экземпляров программы:

1. Использование read()/write() с блокировкой, т.е. при чтении из пустого канала, или при записи в полный канал потоки чтения и записи блокируются и программа не завершается при нажатии клавиши Enter
2. Блокировка снимается с использованием pipe2(), программа может завершиться при нажатии Enter.
3. Блокировка снимается с использованием fcntl(), программа может завершиться при нажатии Enter.

Лаба 4: Создание и уничтожение процессов

Две программы:

1. Программа 1 (дочерний процесс):
   
   • При запуске принимает аргументы командной строки, а затем в цикле выводит каждый аргумент на экран с задержкой в одну секунду.
   • Должна выводить на экран свой идентификатор и идентификатор процесса-родителя.
   • Должна формировать код завершения.
2. Программу 2 (родительский процесс):
   
   • Запускает программу 1 в качестве дочернего процесса с помощью вызовов fork() и execv().
   • Должна вывести на экран идентификатор процесса-родителя, свой идентификатор и идентификатор дочернего процесса.
   • Должна сформировать набор параметров для передачи в дочерний процесс аргументов командной строки.
   • Должна ожидать завершения дочернего процесса, проверяя событие завершения каждую половину секунды, а по завершению дочернего процесса вывести на экран код завершения.

Лаба 5: Cинхронизация процессов с помощью именованных семафоров

Обе программы используют общий ресурс – файл и осуществляют запись данных в него.

Каждая программа запускается в отдельном терминале. То есть экран в данном случае не является общим ресурсом. Общим ресурсом будет только файл.

Для наблюдения за работой программ в каждой программе сделан вывод символа не только в файл, но и на экран своего терминала.

Обе программы должны создать (или открыть, если создан) один и тот же именованный семафор, должны создать (или открыть, если создан) один и тот же файл, но записывать в файл разные символы.

В случае использования общего именованного семафора процессы выводят символы в файл в определенном порядке, например:
111112222211111222221111122222.

Лаба 6: Взаимодействие процессов через разделяемую память

Комплект из двух программ, одна из которых посылает данные в разделяемую память, а вторая – читает эти данные.

Поскольку механизм разделяемой памяти не содержит средств синхронизации записи и чтения, для синхронизации используется механизм именованных семафоров.

Для получения сегмента разделяемой памяти используется стандарт SVID.

Лаба 7: Взаимодействие процессов через именованные каналы

Написать комплект из двух программ, одна из которых записывает данные в именованный канал, а вторая – считывает эти данные.

Лаба 8: Сетевое взаимодействие процессов через сокеты

Написать комплект из двух программ, одна из которых выполняет функции сервера, а вторая выполняет функции клиента.

Клиент, после установления соединения с сервером, посылает серверу запросы с периодом 1 сек. Сервер принимает запросы, обрабатывает их и отправляет ответы клиенту. Под обработкой будем понимать выполнение функции stat() для получения ID устройства содержащего файл с программой-сервером. Клиент принимает ответы и выводит их на экран.

Лаба 9: Управление доступом с «posix-возможностями»

Написать программу 1, в которой выполняется функция chmod(), требующая привилегий. Написать программу 2 просмотра и установки «возможностей».

При выполнении программы 1 с правами непривилегированного пользователя функция возвращает ошибку, связанную с отсутствием прав на её выполнение. Программа 2 просматривает «возможности» программы 1 с помощью функции cap_get_file() и устанавливает «возможности» программы 2 с помощью функции cap_set_file(). Программа просмотра и установки «возможностей» выполняется только с правами администратора или с «возможностью» CAP_SETFCAP.

Лаба 10: Событийное программирование на уровне ОС

В лабораторной работе 4 организовать цикл ожидания события ev_child(завершение дочернего процесса). В обработчике события вывести код завершения дочернего процесса.