操作系统进程管理实验.doc

实验项目二 进程管理一、实验目的1、 加深对进程概念的理解，明确进程与程序的区别；2、 进一步认识并发进程的实质；3、 分析进程竞争资源的现象，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、实验原理1、进程是程序在一个数据集合上运行的过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。2、并发进程的实质是多个进程实体同存于内存中，且在一段时间内同时运行。3、进程竞争资源是因为系统中某些资源一次只允许一个进程使用，这样的资源称为临界资源，只要保证并发执行的诸进程互斥地进入各自的临界区，就能实现对临界资源的互斥访问！4、进程通信的基本原理是指进程之间的信息交换。三、实验设备1、 软件环境Linux RedHat 7.1以上；TurboC 2.0。2、 硬件环境局域网络；P2以上计算机；联机投影。四、实验步骤第一步、点击“开始”，再点击“运行”，输入telnet 202.116.57.246，进入命令提示符界面；第二步、使用账户及密码“student1”登录；第三步、（1）用“mkdir 09251103319”命令建立新目录；（2）输入“cd 09251103319”命令进入该目录；（3）使用“vi 09251103319.c”进入vi命令模式，在输入模式下输入程序，输入完毕后按“Esc”键按切换到命令模式，然后按“：wq”存盘退出vi编辑模式；（4）退出vi工作模式后，输入“gcc o 09251103319.exe 09251103319.c”对源程序进行编译和修改，然后再输入，“./09251103319”，运行编译后的目标程序，得到运行结果。五、实验结果:进程的创建（1）实验操作：编写一段程序，利用fork（）创建两个子进程，其中父进程显示字符“a”，两个子进程分别显示字符“b”和“c”。先创建子进程p1，再创建子进程p2，最后父进程执行。（2）实验结果截图：1（3）实验分析：因为fork( )创建进程所需的时间多于输出一个字符需要的时间，故在父进程创建子进程2的同时，子进程1输出了字符“b“；而子进程2和父进程的输出次序是随机的，所以出现bac，acb等情况输出顺序都是有可能的。:进程的控制（1）实验操作：创建子进程p1，输出字符串son，创建子进程p2，输出字符串daughter，父进程再执行，输出字符串children（2）实验结果截图：程序1:程序2：（3）实验分析：程序1：由于函数printf( )输出的字符串之间不会被中断，故字符串内部的顺序不变；但由于进程并发执行时的调度顺序和处理机分配的问题，输出字符串的先后顺序随执行的不同而不同。程序2：大致与程序1的执行结果相同，但不会出现同一组字符串间隔出现的情形。由于lockf( )函数锁定标准输出设备屏幕，故不可能出现一个字符串序列还没有显示完，就被其他进程抢占输出的情形；各组字符串的输出顺序可能不同，但必定连续输出50次六、实验总结1、我学会了如何用fork( )创建进程，以及利用系统调用lockf（）给每个进程加锁实现进程间的互斥，对进程实施控制；2、我也加深了对Linux系统中进程通信的基本原理的理解，即进程之间的信息交换；而并发进程的实质：多个进程实体同存于内存中，且在一段时间内同时运行。3、通过这次实验，我加深对进程概念的理解，明确进程与程序的区别:进程是程序在一个数据集合上运行的过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位，进程有如下特征：（1）结构特征：可并发执行（2）动态性：是进程实体的一次执行过程（3）并发性：是多个进程实体同存于内存中，且能在一段时间内同时运行（4）独立性：进程实体是一个能独立运行、分配资源，接受调度的基本单位（5）异步性：进程实体按异步方式运行。 而程序则是一组有序指令的集合，并存放于某种介质上，其本身并不具运动的含义，是静态的；一般的程序是不能并发执行的，凡是未建立PCB的程序都不能作为一个独立的单位参与运行。七、思考题1、 系统是怎样创建进程的？答：一旦操作系统发现了要求创建新进程的事件后，便调用进程创建原语Creat（）按下述步骤创建一个新进程。（1） 申请空白PCB。为新进程申请获得唯一的数字标识符，并从PCB集合中索取一个空白PCB（2） 为新进程分配资源。为新进程的程序和数据以及用户栈分配必要的内存空间。（3） 初始化进程控制块。包括：初始化标识信息，处理机状态信息，处理机状态控制信息。（4） 将新进程插入就绪队列，如果进程就绪队列能够接纳新进程，便将新进程插入到就绪队列中。2、 当首次调用新创建进程时，其入口在哪里？答：fork系统调用创建的子进程继承了原进程的context，也就是说fork调用成功后，子进程与父进程并发执行相同的代码。但由于子进程也继承了父进程的程序指针，所以子进程是从fork（）后的语句开始执行(也就是新进程调用的入口)。另外fork在子进程和父进程中的返回值是不同的。在父进程中返回子进程的PID，而在子进程中返回0。所以可以在程序中检查PID的值，使父进程和子进程执行不同的分支。3、 进程的互斥是如何实现的？答：只要保证并发执行的诸进程互斥地进入各自的临界区，就能实现对临界资源的互斥访问！为了使多个进程互斥访问某临界资源，只须（1）该资源设置一互斥信号量mutex，（2）设其初始值为1（3）将竞争该临界资源的各进程的临界区置于 P(s)和V(s)之间 。 P(s)和V(s)必须成对出现在同一进程中 。 5 / 5