操作系統(tǒng)上實驗報告3匯總

1、操作系統(tǒng)實驗三報告實驗題目：進程管理及進程通信實驗環(huán)境：虛擬機Linux操作系統(tǒng)實驗目的：1. 利用Linux提供的系統(tǒng)調用設計程序，加深對進程概念的理解。2. 體會系統(tǒng)進程調度的方法和效果。3. 了解進程之間的通信方式以及各種通信方式的使用。實驗內(nèi)容：例程1:利用fork()創(chuàng)建子進程#in clude<stdio.h> #in clude<stdlib.h>#in clude< uni std.h>main ()int i;if (forkO)i=wait(0);/*父進程執(zhí)行的程序段*/*等待子進程結束*/prin tf("It is par

2、ent p rocess.n");prin tf("The child p rocess,ID nu mber %d, is fini shed.n",i); elseprin tf("It is child pro cess.n");slee p(10);/*子進程執(zhí)行的程序段*/exit(1);/*向父進程發(fā)出結束信號*/運行結果:ubuntukyltnubuntukyltn./a.out It is child process.It is parent process.The child process,ID number 6628, i

3、s finished- ubuntukyltnubuntukyltn:-$ |思考：子進程是如何產(chǎn)生的？又是如何結束的？子進程被創(chuàng)建后它的運行環(huán)境是怎樣建立的？答：子進程是通過函數(shù)fork()創(chuàng)建的，通過exit()函數(shù)自我結束的，子進程被創(chuàng)建后核心檢查同時運行的進程數(shù)目，并且拷貝進程表項的數(shù)將為其分配一個進程表項和進程標識符， 據(jù)，由子進程繼承父進程的所有文件。例程2：循環(huán)調用fork()創(chuàng)建多個子進程#in clude<stdio.h>#in clude<stdlib.h>#in clude< uni std.h>main () int i,j;'

4、;nS'pides%)pnntf( “ My pid is %d, my father,get pp id();for(i=0; i<3; i+)if(fork()=0)prints“ %d pid=%d ppid=%d , i,getpid(),getppid();else j=wait(O);Printf( “ %d:The chile %d is fin ished. ,get pid(),j);運行結果:ubuntukyItnubuntukyXin:$ /aout My pld IS 6652, ny father s ptd is 6476 0 pid=6653 ppi

5、d=66521 pid=6654 pptd=6653finished, finished.finished finished.2 ptd=6655 ppld=6654 6654:The child 6655 is 6653:The child 6654 is 2 pid=6656 ppid=6653 6653:The child 6656 is 6652:The child 6653 is1 pid=6657 ppid=6652finished. finished-finished-2 pid=6658 ppid=6657 6657:The child 6658 is 6652:The chi

6、ld 6657 is 2 pid=6659 ppid=6652 6652:The child 6659 isubuntukyllnubuntukyltn|思考：畫出進程的家族樹。子進程的運行環(huán)境是怎樣建立的？反復運行此程序 看會有什么情況？解釋一下。答:2144021445(2144?(145(247(21442(244子進程的運行環(huán)境是由將其創(chuàng)建的父進程而建立的，反復運行程序會發(fā)現(xiàn)每個進程標識號在不斷改變，這是因為同一時間有許多進程在被創(chuàng)建。例程3:創(chuàng)建子進程并用execi p()系統(tǒng)調用執(zhí)行程序的實驗#in clude<stdio.h> #in clude< uni st

7、d.h>main ()in t child_ pid1,child_pid2,child_ pid3;int p id,status;setbuf(stdout,NULL);child_pid1=fork(); /* 創(chuàng)建子進程 1*/if(child_pid1=0) execlp("echo","echo","child process 1",(char *)0); /* 子進程 1 啟動其它程序 */p error("exec1 error.' n ");exit(1);child_pid2=fo

8、rk(); /* 創(chuàng)建子進程 2*/if(child_pid2=0) execlp("date","date",(char *)0); /* 子進程 2 啟動其它程序 */p error("exec2 error.' n ”)；exit(2);childpid3=fork(); /* 創(chuàng)建子進程 3*/if(child_pid3=0) execlp("ls","ls",(char *)0); /* 子進程 3 啟動其它程序 */P error("exec3 error.' n &

9、quot;);exit(3);pu ts(" Parent pro cess is wait ing for chile pro cess return!");while(pid=wait(&status)!=-1) /* 等待子進程結束 */ if(child_pid1=pid)/*若子進程 1 結束 */prin tf("child p rocess 1 term in ated with status %dn ",(status>>8); elseif(child_pid2=pid)/* 若子進程 2 結束*/prin tf(&

10、quot;child p rocess 2 term in ated with status %dn ",(status>>8); else if(child_pid3=pid) /*若子進程 3 結束 */prin tf("child p rocess 3 term in ated with status %dn" ,(status>>8);pu ts("All child p rocesses term in ated.");pu ts(" Parent pro cess term in ated.&quo

11、t;);exit(0);運行結果：ubuntukyItngubuntukyltn:«S -/a.outparent process ts watting fo child process return! child process 1child process 1 terminated with status 02013年 le月 21B 星期13:32:08 UTCchild pocess 2 terminated with status Ql.c l.G a.out Desktop公共的模板視頻圖片文檔下載音樂桌面 child process 3 terminated with

12、status 0All chlld processes terminated*Parent pro匚ess terminated. ubuntukyltnubuntukylin:$思考：子進程運行其他程序后，進程運行環(huán)境怎樣變化的？反復運行此程序看會有什么情 況？解釋一下。答：子進程運行其他程序后， 這個進程就完全被新程序代替。 由于并沒有產(chǎn)生新進程所以進 程標識號不改變，除此之外舊進程的其它信息，代碼段， 數(shù)據(jù)段，棧段等均被新程序的信息 所代替。新程序從自己的 main()函數(shù)開始運行。反復運行此程序發(fā)現(xiàn)結束的先后次序是不可預知的，每次運行結果都不一樣。 原因是當每個子進程運行其他程序時，他

13、們的結束隨著其他程序的結束而結束，所以結束的先后次序在改變。例程4:觀察父、子進程對變量處理的影響#in clude<stdio.h> #in clude<sys/t yp es.h>#in clude< uni std.h> int globa=4;int mai n() pid_t pid;int vari=5;prin tf("before fork.'n"); if (pi d=fork()<0)prin tf("fork error.'n"); exit(0);elseif(pi d=0

14、)/*子進程執(zhí)行*/ globa+;vari-;prin tf("Child %d cha nged the vari and globa.n",get pi d();else/*父進程執(zhí)行*/wait(0);printfC'Parent %d did not cha nged the vari and globa.n",get pi d(); printfC'pi d=%d, globa=%d, vari=%dn",get pi d(),globa,vari);/*都執(zhí)行*/exit(0);運行結果:ubuntukylinubuntuk

15、ylin;-$ ./a.out before fork.Child 6810 changed the vari and globa* pid=6810, globa=5, vari=4Parent 6809 did not changed the vart and globa* ptd=6809, globa=4, vari二5 ubuntukylinubuntukylin:$ |思考：子進程被創(chuàng)建后，對父進程的運行環(huán)境有影響嗎？解釋一下。答：子進程被創(chuàng)建后，對父進程的運行環(huán)境無影響，因為當子進程在運行時，它有自己的代 碼段和數(shù)據(jù)段，這些都可以作修改，但是父進程的代碼段和數(shù)據(jù)段是不會隨著子進程

16、數(shù)據(jù)段 和代碼段的改變而改變的。例程5:管道通信的實驗#in clude<stdlib.h> #in clude<stdio.h>main ()int i,r,j,k,l, p1,p 2,fd2;char buf50,s50;pip e(fd);while( p仁fork()=-1);if(p 1=0)lockf(fd1,1,0);/*子進程1執(zhí)行*/*管道寫入端加鎖*/sprin tf(buf,"Child p rocess P1 is sending messages! n");prin tf("Child process P1! n&

17、quot;);write(fd1,buf,50);lockf(fd1,0,0);/*信息寫入管道*/*管道寫入端解鎖*/slee p( 5);j=get pi d();k=get pp id();printf("P1 %d is weaku p. My pare nt process ID is %d.n",j,k); exit(O);else while( p2=fork()=-1);if(p 2=0)lockf(fd1,1,0);/*創(chuàng)建子進程2*/*子進程2執(zhí)行*/*管道寫入端加鎖*/sprin tf(buf,"Child p rocess P2 is se

18、nding messages! n");prin tf("Child process P2! n");write(fd1,buf,50);lockf(fd1,0,0);/*信息寫入管道*/*管道寫入端解鎖*/slee p( 5);j=get pi d();k=get pp id();printf("P2 %d is weaku p. My pare nt process ID is %d.n",j,k); exit(0);else l=get pi d();wait(0); if(r=read(fd0,s,50)=-1) prin tf(&qu

19、ot;Ca n't read pipe. n"); else printf("Parent %d: %s n",l,s);wait(0); if(r=read(fd0,s,50)=-1) prin tf("Ca n't read pipe. n ”)； else printf("Parent %d: %s n",l,s); exit(O);運行結果：Pl 6920 IS weakup. Parent 6919: ChildMy parent process ID is 6919. process P2 is sendi

20、ng messages!My parent process ID is 6919 process Pl is sending messages!ubtjntuky1Anubuntukylin:$ |思考：（1）什么是管道？進程如何利用它進行通信的？解釋一下實現(xiàn)方法。（2）修改睡眠時機、睡眠長度，看看會有什么變化。解釋。（3）加鎖、解鎖起什么作用？不用它行嗎？答：（1）管道是指能夠連接一個寫進程和一個讀進程、并允許他們以生產(chǎn)者一消費者方式進行通信的一個共享文件，又稱pipe文件。由寫進程從管道的入端將數(shù)據(jù)寫入管道，而讀進程則從管道的出端讀出數(shù)據(jù)來進行通信。（2）修改睡眠時機和睡眠長度都會引起進程

21、被喚醒的時間不一，因為睡眠時機決定進程 在何時睡眠，睡眠長度決定進程何時被喚醒。（3） 加鎖、解鎖是為了解決臨界資源的共享問題。不用它將會引起無法有效的管理數(shù)據(jù), 即數(shù)據(jù)會被修改導致讀錯了數(shù)據(jù)。例程7:軟中斷信號實驗#in clude<stdlib.h> #in clude<stdio.h>main ()int i,j,k;int fun c();sig nal(18,fu nc();if(i=fork()j=kill(i,18);/*創(chuàng)建子進程*/*父進程執(zhí)行*/*向子進程發(fā)送信號*/printfC'Parent: sig nal 18 has bee n s

22、ent to child %d,retur ned %d.n",i,j); k=wait();/*父進程被喚醒*/prin tf("After wait %d, Pare nt %d: fin ished.n",k,get pi d();else/*子進程執(zhí)行*/slee p(10);prin tf("Child %d: A sig nal from my parent is recived.n",get pi d(); /*子進程結束，向父進程發(fā)子進程結束信號*/func()/*處理程序*/ int m;m=get pi d();prin t

23、f("I am Process %d: It is sig nal 18 p rocess ing function.'n ",m); 運行結果:ubuntukyltnubuntukylin:-$ ./a.outI an Pocess 6970: It is signal 18 processing function. Parent: signal 18 has been sent to child 6971,returned 0. After wait -1,Parent 6973: finished, ubuntukyltnubuntukylin:$ 思考：討論

24、一下它與硬中斷有什么區(qū)別?答：硬中斷是由外部硬件產(chǎn)生的，而軟中斷是 存器的某個標志位的設置而產(chǎn)生的。CPU根據(jù)軟件的某條指令或者軟件對標志寄研究:什么是進程？如何產(chǎn)生的？答：進程是進程實體的運行過程，是系統(tǒng)進行資源分配和調度的一個獨立單位。一旦操作系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了要求創(chuàng)建新進程的事件后，便調用進程創(chuàng)建原語 CreatO按下述步驟創(chuàng)建一個新進程：（1 ）申請空白PCB為新進程申請獲得惟一的數(shù)字標識符，并從PCB集合中索取一個空白PCB（2）為新進程分配資源。為新進程的程序和數(shù)據(jù)以及用戶棧分配必要的內(nèi)存空間。顯然此時操作系統(tǒng)必須知道新進程所需內(nèi)存的大小。對于批處理作業(yè)，其大小可在用戶提出創(chuàng)建進程要求時提供。若是為應用進程創(chuàng)建子進程，也應是在該進程提出創(chuàng)建進程的請求中給出所 需內(nèi)存的大小。對于交互型作業(yè)，用戶可以不給出內(nèi)存要求而由系統(tǒng)分配一定的空間。如果新進程要共享某個已在內(nèi)在的地址空間（即已裝入內(nèi)存的共享段），則必須建立相應的鏈接。（3） 初始化進程控件塊。 PCB的初始化包括：1.初始化標識信息，