HIT csapp LAB1报告

实验报告

实 验（一）

目  录

第1章 实验基本信息

1.1 实验目的

1.2 实验环境与工具

1.2.1 硬件环境

1.2.2 软件环境

1.2.3 开发工具

1.3 实验预习

第2章 实验环境建立

2.1 Windows下 hello程序的编辑与运行（5分）

2.2 Linux下 hello程序的编辑与运行（5分）

第3章 Windows 软硬件系统观察分析

3.1 查看计算机基本信息（2分）

3.2 设备管理器查看（2分）

3 隐藏分区与虚拟内存之分页文件查看（2分）

3.4 任务管理与资源监视（2分）

3.5 CPUZ下的计算机硬件详细信息（2分）

第4章 Linux软硬件系统观察分析

4.1 计算机硬件详细信息（3分）

4.2 任务管理与资源监视（2分）

4.3 磁盘任务管理与资源监视（3分）

4.4 Linux下网络系统信息（2分）

第5章 Linux下的showbyte程序

5.1 源程序提交（8分）

5.2 运行结果比较（2分）

第6章 程序的生成 Cpp、Gcc、As、ld

6.1 请提交每步生成的文件（10分）

第7章 计算机数据类型的本质

7.1 运行sizeof.c填表（5分）

7.2 请提交源程序文件sizeof.c（5分）

第8章 程序运行分析

8.1 sum的分析（10分）

8.2 float的分析（10分）

8.3程序优化（20分）

第9章 总结

9.1 请总结本次实验的收获

9.2 请给出对本次实验内容的建议

参考文献

第1章 实验基本信息

1.1 实验目的

1、运用现代工具进行计算机软硬件系统的观察与分析

2、运用现代工具进行Linux下C语言的编程调试，掌握程序的生成步骤

3、初步掌握计算机系统的基本知识与各种类型的数据表示  

1.2 实验环境与工具

1.2.1 硬件环境

X64 CPU；2GHz；2G RAM；256GHD Disk 以上

1.2.2 软件环境

Windows7/10 64位以上；VirtualBox/Vmware 11以上；Ubuntu 16.04   LTS 64位/优麒麟 64位 以上

1.2.3 开发工具

Visual Studio 2010 64位以上；CodeBlocks 64位； vi/vim/gedit+gcc

1.3 实验预习

1、上实验课前，必须认真预习实验指导PPT

2、了解实验的目的、实验环境与软硬件工具、实验操作步骤，复习与实验有关的理论知识。

3、初步使用计算机管理、设备管理器、磁盘管理器、任务管理器、资源监视器、性能监视器、系统信息、系统配置、组件服务查看计算机的软硬件信息。

4、在Windows、Linux下分别编写 hello.c，显示“Hello 1200300101-学霸”（可换成学生自己信息）

5、试着编写 showbyte.c 显示hello.c的内容：如书P2页,每行16个字符，上一行为字符，下一行为其对应的10进制形式。

6、试着编写sizeof.c打印输出C语言每一个数据类型（含指针）占用空间，并在Windows、Linux的32/64模式分别运行，并比较运行结果。

第2章 实验环境建立

2.1 Windows下 hello程序的编辑与运行（5分）

截图：要求有Windows状态行，Visual Studio界面，源程序界面，运行结果界面。

Ubuntu窗口，终端term窗口，输入的“Hello 1160300199学霸”信息

图2-1  Windows下hello运行截图

2.2 Linux下 hello程序的编辑与运行（5分）

截图：要求有Ubuntu的OS窗口，Codeblocks界面，源程序界面，运行结果界面。

图2-2  Linux下hello运行截图

第3章 Windows 软硬件系统观察分析

3.1 查看计算机基本信息（2分）

运行Windows管理工具中的“系统信息”程序，查看CPU、物理内存、系统目录、启动设备、页面文件等信息，并截图

图3-1  Windows下计算机基本信息

3.2 设备管理器查看（2分）

按链接列出设备，找出所有的键盘鼠标设备。写出每一个设备的从根到叶节点的路径。

键盘：LAPTOP-7A6BV84V>>基于ACPI x64的电脑>>Microsoft ACPI-Compliant System>>PCI Express根复合体>>Intel(R) USB 3.1可扩展主机控制器-1.10 (Microsoft)>>USB根集线器(USB 3.0)>>USB Composite Device>>USB输入设备>>HID Keyboard Device

鼠标：LAPTOP-7A6BV84V>>基于ACPI x64的电脑>>Microsoft ACPI-Compliant System>>PCI Express根复合体>>Intel(R) USB 3.1可扩展主机控制器-1.10 (Microsoft)>>USB根集线器(USB 3.0)>>USB Composite Device>>USB输入设备>>HID-compliant mouse

3 隐藏分区与虚拟内存之分页文件查看（2分）

写出计算机主硬盘的各隐藏分区的大小（MB）：260MB 1000MB

写出pagefile.sys的文件大小（Byte）：5.25GB=5,637,144,576 Byte

C盘根目录下其他隐藏的系统文件名字为：$GetCurrent  $Recycle.Bin  $Windows.~WS  $WinREAgent  DiskGenius_WinPE  Documents and Settings  Intel  Recovery  System Volume Information

3.4 任务与资源监视（2分）

写出你的计算机的PID为“-”、最小与最大的3个任务的PID、名称、描述。

1.名称：系统中断 PID：-  描述：延迟过程调用和中断服务例程

2.名称：系统空闲进程 PID：0  描述：处理器空闲时间百分比

3.名称：svchost.exe PID：46940  描述：Windows 服务主进程

3.5 CPUZ下的计算机硬件详细信息（2分）

 CPU个数： 1   物理核数：  4  逻辑处理器个数： 8  L3 Cache大小： 8MB     

图3-2  CPUZ下CPU的基本信息

第4章 Linux软硬件系统观察分析

（泰山服务器）

4.1 计算机硬件详细信息（3分）

 CPU个数：  1       物理核数：   1     逻辑处理器个数：   2   

MEM   Total： 3.8Gi       Used：     873Mi     Swap：     1.8Gi   

图4-1  Linux下计算机硬件详细信息截图

4.2 任务管理与资源监视（2分）

写出Linux下的PID最小的两个任务的PID、名称（Command）。

1.Command:systemd   PID:1

2.Command:kthreadd   PID:2

4.3 磁盘任务管理与资源监视（3分）

1.  /dev/sda 设备的大小______128______GB，类型__VBOX HARDDISK____

2.  Units____512bytes_____Sector Size_____512bytes_______

4.4 Linux下网络系统信息（2分）

写出机器正联网用的网卡IPv4地址：________10.0.2.15________

mac地址：___08:00:27:f6:c3:6a___________

图4-2  Linux下网络系统信息

第5章 Linux下的showbyte程序

（10分）

5.1 源程序提交（8分）

showbyte.c与实验报告放在一个压缩包里

5.2 运行结果比较（2分）

运行od -Ax -tcx1 hello.c  以及showbyte.c，结果截图。

     

图5-1  OD的输出结果

图5-2  showbyte的输出结果

第6章 程序的生成 Cpp、Gcc、As、ld

6.1 请提交每步生成的文件（10分）

hello.i  hello.s   hello.o  hello.out  (附上hello.c)

第7章 计算机数据类型的本质

7.1 运行sizeof.c填表（5分）

	Win/VS/x86	Win/VS/x64	Linux/M32	Linux/M64
char	1	1	1	1
short	2	2	2	2
int	4	4	4	4
long	4	4	4	8
long long	8	8	8	8
float	4	4	4	4
double	8	8	8	8
long double	8	8	12	16
指针	4	8	4	8

7.2 请提交源程序文件sizeof.c（5分）

    

第8章 程序运行分析

8.1 sum的分析（10分）

1.截图说明运行结果，并原因分析。

分析：由于传入的len=0，len-1=-1，而len是unsigned型变量，len又会变成无符号数的最大值，一直在循环中，无法跳出。程序错误。

2.论述改进方法

将传入的len又unsigned改为int型，将len变成一个有符号数，当len=0时，减一就等于-1，就可以直接跳出循环。

8.2 float的分析（10分）

1.运行结果截图，分析产生原因。

2. 论述编程中浮点数比较、汇总统计等应如何正确编程。

分析：从61.419997到61.420002这几组数据来看，输入与输出的浮点数的值有偏差，可能是因为float只能存放23位小数，在存储的时候，数据过长而被截断向偶数舍入，导致值有偏差；而从10.186810到10.186815这几组数据，转为二进制时精度足够，所以未发生舍入。

解决：用存放位数更长的double来存放数据

8.3程序优化（20分）

1. 截图说明运行结果，分析问题产生原因。

  

 

注：以上图分别为递归g1.c在f/g

为long/float和long long/double下的运行结果

 

注：以上图分别为循环g2.c在f/g

为long/float和long long/double下的运行结果

  

分析：g1.c为递归算法，当递归100次时递归层数过多，难以计算。

  g2.c为循环算法，当n=100时，long long也无法完全存储f的值，导致n=100的值被截断，从而计算g的时候产生较大偏差。

而在g1.c和g2.c中，n=40时，f/g为long/float和long long/double的两种情况下，存储g的精度不同，导致最后打印出的结果也有微小偏差。

n=100时，g=0.61803399

2. 提交初始的long/double版本的g1.c与g2.c。

3. 提交最后优化后的程序 g.c

第9章 总结

9.1 请总结本次实验的收获

对自己的电脑的硬件信息有了一个初步的了解，对Linux下的terminal命令有了一些了解，对一个简单的hello.c文件的编译过程有了基本的概念，用各种命令对.c文件进行预处理、编译、汇编、链接得到最终的程序，也同时懂得不同的数据类型在不同系统上的大小等。

9.2 请给出对本次实验内容的建议

希望ppt的内容说明能够详细一些。

注：本章为酌情加分项。