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
北方工业大学
《计算机操作系统》实验报告 实验名称 实验日期 进程管理 实验序号 实验人 1 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（child process）。 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。 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。 2020-5-8 第2页/共18页
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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 第3题中的两个函数stop( )和waiting( )的含义分别是： void waiting() { 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； void stop() { wait_mark=0; } //收到了停止信号，将wait_mark置为0； 2020-5-8 第3页/共18页
计算机操作系统实验报告
