进程管理实验报告进程管理实验报告.doc

《计算机操作系统》实验报告 实验名称 进程管理 实验序号 1 实验日期 2013.11.20 实验人 一、实验目的和要求 1．加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别 2．进一步认识并发执行的实质 3．分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法 4．了解Linux系统中进程通信的基本原理 二、相关背景知识 1．Linux编译运行程序 　 格式 gcc [option] [sourcefilename] 最简单的是:gcc hello.c 默认的情况下将生成a.out的可执行性文件,你只需要在终端上输入./a.out就可以看到执行的结果。如果想指定生成目标文件的名字那么你可以加上 -o选项,命令如下:gcc -o hello hello.c 2. 保存文件至U盘 插入U盘，保证其与主机连接良好。在Linux终端界面执行如下命令： mount –t auto /dev/sda1 /mnt/usb 注意: 1） /mnt/usb目录必须已经存在，如果不存在可以新建这个目录。 2） U盘在系统关闭后再拔出。 　 三、实验内容 1．进程的创建 编写一段程序，使用系统调用fork()创建两个子进程。当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符“a”；子进程分别显示字符“b”和字符“c”。试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。 2．进程的控制 修改已有程序，将每个进程输出一个字符改为每个进程输出几行字符，再观察程序执行时屏幕上的现象，并分析原因。如果在程序中使用系统调用lockf()来给每一个进程加锁，可以实现进程之间的互斥，观察并分析出现的现象。 3．进程的软中断通信 使用系统调用fork()创建两个子进程，再用系统调用signal()让父进程捕捉键盘上来的中断信号（即按Del键）；当捕捉到中断信号后，父进程用系统调用kill()向两个子进程发出信号，子进程捕捉到信号后分别输出下列信息后终止： Child process 1 is killed by parent! Child process 2 is killed by parent! 父进程等待两个子进程终止后，输出如下的信息后终止： Parent process is killed! 4．进程的管道通信 编制一段程序，实现进程的管道通信。使用系统调用pipe()建立一条管道线；两个子进程P1和P2分别向管道各写一句话： Child 1 is sending a message! Child 2 is sending a message! 而父进程则从管道中读出来自于两个子进程的信息，显示在屏幕上。要求父进程先接收P1发来的消息，然后再接收P2发来的消息。 四、关键数据结构与函数的说明 fork()函数：fork函数用于创建一个新进程(子进程)，返回整数。正确返回：等于0,创建子进程；大于0，从父进程返回的子进程的ID值。错误返回：等于-1,即进程创建失败。 exit()函数：exit()函数是进程结束最常调用的函数。在正常终止时，exit()函数返回进程结束状态。 signal()： signal()函数是允许调用进程控制软中断信号的处理。 kill()函数：kill()函数用于结束执行中的程序或者任务。 pipe()函数：pipe函数用于创建一个管道 wait()函数：wait()函数常用来控制父进程与子进程的同步。在父进程中调用wait()，则父进程被阻塞，进入等待队列，等待子进程结束。当子进程结束时，会产生一个终止状态字，系统会向父进程发出SIGCHLD信号。当接到信号后，父进程提取子进程的终止状态字，从wait()函数返回继续执行原程序。 五、编译与执行过程截图 1. 2. (1) 进程无锁 (2) 进程加锁 3. 4. 六、实验结果与分析 1．运行结果：abc。 分析：进程并发执行，输出的结果可能是abc的排列组合。fork()创建进程所需的时间要多于输出一个字符的时间，因此在主程序创建进程2的同时，进程1输出“b”，进程1、进程2和主程序的执行次序及输出次序是随机的。 2．(1)进程无锁 运行结果：输出的各进程的字符串相互交错。 分析：由于进程的执行具有并发性这个特征，因此会产生字符交叉的情况，即某一个进程在自己的时间片当中使用处理机，但是当时间片结束，还没有完成，但也必须由下一个进程接管处理机，因为它就进入了阻塞的状态。多个进程反复出现，所以就出现了输出的字符交叉的情况。 运行结果：先输出完父进程再输出第二个子进程的所有字符串