PDF de programación - Prácticas de Sistemas Operativos

UNIVERSIDAD
DE CANTABRIA

Prácticas de Sistemas Operativos

GRUPO DE COMPUTADORES Y TIEMPO REAL
FACULTAD DE CIENCIAS

© J. Javier Gutiérrez

3/ma/11

Práctica 1
Gestión de procesos y threads
Objetivos:
• Practicar la gestión de procesos y threads concurrentes
Descripción:
• Desarrollar un programa que cree varios procesos

concurrentes, que escriban periódicamente mensajes
diferentes en la pantalla

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• Hacer lo mismo con threads periódicos. Pasar a cada thread

como parámetros el periodo y el mensaje a escribir. Los threads
se crearán en estado "independiente"

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Práctica 2
Ficheros
Objetivos
• Hacer operaciones simples con ficheros, usando las llamadas al

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sistema operativo

Descripción
• Escribir un programa que copie los contenidos de un fichero en

otro. Se pasarán los nombres como argumentos al programa.

• Modificarlo para que ponga el estado del fichero generado

según los parámetros de entrada que se le pasen los permisos
del usuario (rwx)

• Asimismo, deberá presentar información del estado de los
ficheros (original y copia) en pantalla (fechas, tamaño, etc.)

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Práctica 3
Objetivos
• Practicar con la sincronización de acceso mutuamente

exclusivo.
Descripción
• Escribir un programa con tres threads que se sincronicen para
acceder de manera mutuamente exclusiva a un conjunto de
datos que representan las coordenadas x,y,z de un cuerpo en
el espacio

• Uno de los threads deberá modificar los datos de manera

periódica según las siguientes ecuaciones (una recta):
3+

0 1+

8+

4x

2y–

y

=

3x

=

x

=

x

z

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Práctica 3 (cont.)
• Otro thread consulta esa información y muestra x,y,z y
también (y-3x), que debe ser 8
• Otro thread consulta esa información y muestra x ,y,z y
también (z-4x+2y), que debe ser 3
• Para la protección de los datos se usará un mutex.
• El programa se ejecutará con y sin protección, y así podrá

observarse la inconsistencia del conjunto de datos cuando no
hay protección
• Puede utilizarse el "come tiempos" que se encuentra en los
ficheros load.c y load.h disponibles en el servidor. Cópialos
en tu directorio de trabajo.

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Práctica 4
Objetivo:
• Practicar con la sincronización de espera.
Descripción:
• Escribir un programa con un thread productor de datos y un
thread consumidor de estos datos. Los datos serán strings.
• Tanto el productor como el consumidor tendrán tiempos de
ejecución aleatorios dentro de un rango (usar load.h)
• Utilizarán una variable compartida para la comunicación

- contiene un string
- y un booleano que dice si hay un dato válido o no

• Utilizarán un mutex para acceder a la variable

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Práctica 4 (cont.)
• Utilizarán dos variables condicionales.

está ocupada

está vacía.

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- Una para que el productor espere cuando la variable compartida

- Otra para que el consumidor espere cuando la variable compartida

• Una vez realizado el programa, jugar con él variando los rangos

de los tiempos; practicar con un productor muy rápido o muy
lento, consumidores iguales, o uno más lento, o más rápido, etc.

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Práctica 5
Objetivo:
• Practicar con la recepción y tratamiento de señales para

notificar eventos

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Descripción:
• Escribir un programa que responda a todas las señales desde

un thread que actúa como manejador de señal, poniendo un
mensaje en la pantalla que indique qué señal se recibió. El
programa principal se queda dormido.
• Probar el programa enviándole señales desde una shell (con la
orden kill -num_señal pid)

Nota: Según la versión de Linux se pueden crear (incorrectamente)
varios procesos si hay manejadores de señal.

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Práctica 6
Objetivo:
• Averiguar qué tipo de planificación por omisión utilizan los

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threads

Descripción:
• Escribir un programa que cree dos threads periódicos

tiempo de ejecución

concurrentes. A cada thread se le pasará como parámetro:
- periodo
-
- número de identificación
• Para hacer threads periódicos se usará la función
clock_nanosleep()
-

inicialmente se pueden hacer pseudo-periódicos con sleep()

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Práctica 6 (cont.)
• Para simular el tiempo de ejecución se usa la función eat()
suministrada

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• Cada décima de segundo de tiempo de ejecución consumido se
pondrá un mensaje en la pantalla con el identificador del thread

• También se pondrán mensajes al inicio y final del periodo
• A partir de la secuencia de ejecución dibujar un diagrama

temporal de la ejecución

• Tratar de inferir a partir del diagrama el tipo de planificación

(expulsora o no; cíclica, FIFO, ...); probar con dos
combinaciones diferentes de periodos y tiempos de ejecución

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Práctica 6 (cont.)
Compilar y ejecutar el programa desarrollado para Linux en el
sistema operativo MaRTE OS sobre máquina desnuda:
• Hacer las mismas pruebas que en el caso anterior
Para ello:
• Ajustar la variable PATH ejecutando
• Compilar el programa con mgcc
• Copiar el programa en el servidor

- . /usr/local/marte-1.9/martevars.sh

- cp el_programa /net/lctrserver/mprogram_HOSTNAME

• Encender el computador (PC industrial)

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Práctica 7
Objetivo:
• Observar el fenómeno de la inversión de prioridad e

implementar un mecanismo para evitarla.

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Descripción:
• Escribir un programa que cree varios threads periódicos

planificados por prioridades fijas, y que se sincronizan para
utilizar un recurso compartido.

• Inicialmente se protegerá este recurso compartido por medio de

un mutex convencional.

• Los threads calcularán sus tiempos de respuesta de peor caso

y cada vez que se produzca un tiempo peor lo pintarán en la
pantalla.

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Práctica 7 (cont.)
• Eligiendo de manera adecuada los tiempos de ejecución y el

instante de comienzo de cada tarea se podrá observar el
fenómeno de la inversión de prioridad no acotada, por el que
una tarea de alta prioridad tiene que esperar a la finalización de
una tarea de baja prioridad.

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• A continuación se modificará el programa anterior que sufría
inversión de prioridad para evitarla por medio del uso de un
mutex:
- Usar el protocolo de protección de prioridad.
- Observar cómo la inversión de prioridad se minimiza, y el thread de

alta prioridad tiene un tiempo de respuesta mucho menor.

• Comprobar el comportamiento en MaRTE OS

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Práctica 8
Objetivo:
• Escribir un script sencillo
Descripción:
• Escribir un script para ser ejecutado por una shell:

- que permita cambiar de nombre a todos los ficheros de un

directorio añadiéndoles a todos una extensión
la extensión y el nombre del directorio serán parámetros que se
pasen al script

-

• Probarlo creando un directorio de prueba con varios ficheros

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Práctica 8 (cont.)
• Escribir un segundo script que invoque al primero para todos

los directorios contenidos en el directorio de trabajo
- Este segundo script tendrá un único argumento: la extensión a

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añadir al nombre de cada fichero

• Probarlo creando un directorio de prueba con varios directorios,

que a su vez tengan varios ficheros

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