计算机操作系统实验报告

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1、北方工业大学实验报告书学生姓名学号班级2012—2013学年第一学期2021-6-30第17页/共18页北方工业大学《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、相关背景知识进程:进程是操作系统结构的基础；是一个正在执行的程序；计算机中正在运行的程序实例；可以分配给处理器并由处理器执行的一个实体；由单一顺序的执行显示，一个当前状态和一组相关的系统

2、资源所描述的活动单元。并发执行:在操作系统中，是指一个时间段中有几个程序都处于已启动运行到运行完毕之间，且这几个程序都是在同一个处理机上运行，但任一个时刻点上只有一个程序在处理机上运行。Fork()：一个现有进程可以调用fork函数创建一个新进程。由fork创建的新进程被称为子进程（childprocess）。 若成功调用一次fork()则返回两个值，子进程返回0，父进程返回子进程ID；否则，出错返回-1。子进程是父进程的副本，它将获得父进程数据空间、堆、栈等资源的副本。注意，子进程持有的是上述存储空间的“副本”，这意味着父子进程间不共享这些存储空间

3、。进程互斥:两个或两个以上的进程,不能同时进入关于同一组共享变量的临界区域,否则可能发生与时间有关的错误,这种现象被称作进程互斥.进程通信:两个并行进程可以通过互相发送消息进行合作，消息是通过消息缓冲而在进程之间相互传递的。管道:在Linux中，管道是一种使用非常频繁的通信机制。从本质上说，管道也是一种文件，但它又和一般的文件有所不同，管道可以克服使用文件进行通信的两个问题，具体表现为限制管道的大小和读取进程也可能工作得比写进程快。从管道读数据是一次性操作，数据一旦被读，它就从管道中被抛弃，释放空间以便写更多的数据。2021-6-30第17页/共18

4、页北方工业大学三、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

5、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：Childprocess1iskilledbyparent!Childprocess2iskilledbyparent!父进程等待两个子进程终止后，输出如下的信息后终止：Parentprocessiskilled!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：Child1

6、issendingamessage!Child2issendingamessage!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第3题中的两个函数stop()和waiting()的含义分别是：voidwaiting(){while(wait_mark!=0);}//当等待标记wait_mark不为零时，等待，直到wait_mark=0函数结束，执行后面的语句；voidstop(){wait_mark=0;}//收到了停止信号，将wait_mark置为

7、0；2021-6-30第17页/共18页北方工业大学五、编译与执行过程截图1.编译和运行结果（多次运行结果不同）：2.无锁时的编译和运行结果：2021-6-30第17页/共18页北方工业大学有锁时的编译和运行结果：3.编译和运行结果如下：2021-6-30第17页/共18页北方工业大学4.编译和运行结果如下：六、实验结果与分析1．运行时有时会出现bca，有时bac，也有acb等情况，这是因为进程是并发执行的。Fork()创建进程所需要的时间要多于输出一个字符的时间，因此在主进程创建进程2的同时，进程1就输出了“b”，而进程2和主进程的输出顺序是随机性

8、的，所以会出现上述结果。2．未加锁时，输出的顺序是乱的，有时是son，有时是child，有时是daughte