操作系統(tǒng)二(共8頁)

1、南昌航空大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告2011年5月24日課程名稱： 操作系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)名稱： 進(jìn)程管理 班 級： 080611 學(xué)生姓名： 黃依婷 學(xué)號： 08061105 指導(dǎo)教師評定： 簽名： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、加深對進(jìn)程概念的理解，明確進(jìn)程和程序的區(qū)別。 2、進(jìn)一步認(rèn)識并發(fā)執(zhí)行的實(shí)質(zhì)。 3、分析進(jìn)程競爭資源現(xiàn)象，學(xué)習(xí)解決進(jìn)程互斥的方法。 4、了解Linux系統(tǒng)中進(jìn)程通信的基本原理。二、實(shí)驗(yàn)任務(wù) （1）進(jìn)程的創(chuàng)建 編寫一段源程序，使系統(tǒng)調(diào)用fork()創(chuàng)建兩個(gè)子進(jìn)程，當(dāng)此程序運(yùn)行時(shí)，在系統(tǒng)中有一個(gè)父進(jìn)程和兩個(gè)子進(jìn)程活動(dòng)。讓每一個(gè)進(jìn)程在屏幕上顯示一個(gè)字符：父進(jìn)程顯示字符“a”;子進(jìn)程分別顯示字符“b”和字符“c

2、”。試觀察紀(jì)錄屏幕上的顯示結(jié)果，并分析原因。 （2）進(jìn)程的控制 修改已編寫的程序，將每個(gè)進(jìn)程輸出一個(gè)字符改為每個(gè)進(jìn)程輸出一句話，在觀察程序執(zhí)行時(shí)屏幕出現(xiàn)的現(xiàn)象，并分析原因。 如果在程序中使用調(diào)用lockf()來給每一個(gè)子進(jìn)程加鎖，可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的互斥，觀察并分析出現(xiàn)的現(xiàn)象。 （3）編寫一段程序，使其現(xiàn)實(shí)進(jìn)程的軟中斷通信。 要求：使用系統(tǒng)調(diào)用fork()創(chuàng)建兩個(gè)子進(jìn)程，再用系統(tǒng)調(diào)用signal()讓父進(jìn)程捕捉鍵盤上來的中斷信號（即按DEL鍵）；當(dāng)捕捉到中斷信號后，父進(jìn)程用系統(tǒng)調(diào)用Kill()向兩個(gè)子進(jìn)程發(fā)出信號，子進(jìn)程捕捉到信號后分別輸出下列信息后終止： Child Processll is

3、Killed by Parent! Child Processl2 is Killed by Parent! 父進(jìn)程等待兩個(gè)子進(jìn)程終止后，輸出如下的信息后終止 Parent Process is Killed! 在上面的程序中增加語句signal (SIGNAL, SIG-IGN) 和signal (SIGQUIT, SIG-IGN), 觀察執(zhí)行結(jié)果，并分析原因。 （4）進(jìn)程的管道通信 編制一段程序，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的管理通信。 使用系統(tǒng)調(diào)用pipe()建立一條管道線；兩個(gè)子進(jìn)程P1和P2分別向管道中寫一句話： Child 1 is sending a message! Child 2 is send

4、ing a message! 而父進(jìn)程則從管道中讀出來自于兩個(gè)子進(jìn)程的信息，顯示在屏幕上。 要求父進(jìn)程先接收子進(jìn)程P1發(fā)來的消息，然后再接收子進(jìn)程P2發(fā)來的消息。三、實(shí)驗(yàn)步驟1 進(jìn)程的創(chuàng)建任務(wù) :編寫一段程序，使用系統(tǒng)調(diào)用fork( )創(chuàng)建兩個(gè)子進(jìn)程。當(dāng)此程序運(yùn)行時(shí)，在系統(tǒng)中有一個(gè)父進(jìn)程和兩個(gè)子進(jìn)程活動(dòng)。讓每一個(gè)進(jìn)程在屏幕上顯示一個(gè)字符；父進(jìn)程顯示字符“a”，子進(jìn)程分別顯示字符“b”和“c”。試觀察記錄屏幕上的顯示結(jié)果，并分析原因。程序#include<stdio.h>main()int p1,p2;if(p1=fork() /*子進(jìn)程創(chuàng)建成功*/ putchar('b&#

5、39;);else if(p2=fork() /*子進(jìn)程創(chuàng)建成功*/ putchar('c'); else putchar('a'); /*父進(jìn)程執(zhí)行*/<運(yùn)行結(jié)果>bca(有時(shí)會(huì)出現(xiàn)bac)分析：從進(jìn)程執(zhí)行并發(fā)來看，輸出bac,acb等情況都有可能。原因：fork()創(chuàng)建進(jìn)程所需的時(shí)間多于輸出一個(gè)字符的時(shí)間，因此在主進(jìn)程創(chuàng)建進(jìn)程2的同時(shí)，進(jìn)程1就輸出了“b”，而進(jìn)程2和主程序的輸出次序是有隨機(jī)性的，所以會(huì)出現(xiàn)上述結(jié)果。2 進(jìn)程的控制任務(wù)：修改已編寫好的程序，將每個(gè)程序的輸出由單個(gè)字符改為一句話，再觀察程序執(zhí)行時(shí)屏幕上出現(xiàn)的現(xiàn)象，并分析其原因。如果在

6、程序中使用系統(tǒng)調(diào)用lockf()來給每個(gè)程序加鎖，可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的互斥，觀察并分析出現(xiàn)的現(xiàn)象。程序1#include<stdio.h>main()int p1,p2,i;if(p1=fork() for(i=0;i<500;i+) printf("child %dn",i);else if(p2=fork() for(i=0;i<500;i+) printf("son %dn",i); else for(i=0;i<500;i+) printf("daughter %dn",i);運(yùn)行結(jié)果child.s

7、ondaughterdaughter或childsonchildsondaughter分析：由于函數(shù)printf()輸出的字符串之間不會(huì)被中斷，因此，字符串內(nèi)部的字符順序輸出時(shí)不變。但是 , 由于進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行時(shí)的調(diào)度順序和父子進(jìn)程的搶占處理機(jī)問題，輸出字符串的順序和先后隨著執(zhí)行的不同而發(fā)生變化。這與打印單字符的結(jié)果相同。程序2#include<stdio.h>main() int p1,p2,i;if(p1=fork() lockf(1,1,0); for(i=0;i<500;i+) printf("child %dn",i); lockf(1,1,0);

8、else if(p2=fork() lockf(1,1,0); for(i=0;i<500;i+) printf("son %dn",i); lockf(1,1,0); else lockf(1,1,0); for(i=0;i<500;i+) printf("daughter %dn",i); lockf(1,0,0); <運(yùn)行結(jié)果大致與未上鎖的輸出結(jié)果相同，也是隨著執(zhí)行時(shí)間不同，輸出結(jié)果的順序有所不同。分析：因?yàn)樯鲜龀绦驁?zhí)行時(shí)，不同進(jìn)程之間不存在共享臨界資源（其中打印機(jī)的互斥性已有由操作系統(tǒng)保證）問題，所以，加鎖與不加鎖效果相同。3軟

9、中斷通信任務(wù)1：編制一段程序，使用系統(tǒng)調(diào)用fork()創(chuàng)建兩個(gè)子進(jìn)程，再用系統(tǒng)調(diào)用signal()讓父進(jìn)程捕捉鍵盤上來的中斷信號（即按ctrl+c鍵），當(dāng)捕捉到中斷信號后，父進(jìn)程用系統(tǒng)調(diào)用kill()向兩個(gè)子進(jìn)程發(fā)出信號，子進(jìn)程捕捉到信號后，分別輸出下列信息后終止：child process1 is killed by parent!child process2 is killed by parent!父進(jìn)程等待兩個(gè)子進(jìn)程終止后，輸出以下信息后終止：parent process is killed! <程序流程圖>程序#include<stdio.h>#include&

10、lt;signal.h>#include<unistd.h> void waiting(),stop();int wait_mark;main()int p1,p2;if(p1=fork() /*創(chuàng)建子進(jìn)程p1*/ if(p2=fork() /*創(chuàng)建子進(jìn)程p2*/wait_mark=1;signal(SIGINT,stop); /*接收到c信號，轉(zhuǎn)stop*/waiting();kill(p1,16); /*向p1發(fā)軟中斷信號16*/ kill(p2,17); /*向p2發(fā)軟中斷信號17*/ wait(0); /*同步*/wait(0);printf("parent

11、 process is killed!n");exit(0);elsewait_mark=1;signal(SIGINT,stop);waiting();lockf(1,0,0);printf("child process2 is killed by parent!n");lockf(1,0,0);exit(0);elsewait_mark=1;signal(SIGINT,stop);waiting();lockf(1,0,0);printf("child process1 is killed by parent!n");lockf(1,0,0

12、);exit(0);void waiting()while (wait_mark!=0);void stop()wait_mark=0;<運(yùn)行結(jié)果>任務(wù)2：在上面的任務(wù)1中，增加語句signal(SIGINT,SIG_IGN)和語句signal(SIGQUIT,SIG_IGN)，觀察執(zhí)行結(jié)果，并分析原因。這里，signal(SIGINT,SIG_IGN)和signal(SIGQUIT,SIG_IGN)分別為忽略鍵信號以及忽略中斷信號。<程序>#include<stdio.h>#include<signal.h>#include<unistd

13、.h>int pid1,pid2;int EndFlag=0;int pf1=0;int pf2=0;void IntDelete() kill(pid1,16);kill(pid2,17);EndFlag=1;void Int1() printf("child process 1 is killed !by parentn");exit(0);void Int2() printf("child process 2 is killed !by parentn");exit(0);main() int exitpid;signal(SIGINT,SI

14、G_IGN);signal(SIGQUIT,SIG_IGN);if(pid1=fork()signal(SIGUSR1,Int1);signal(SIGINT,SIG_IGN);pause();exit(0);elseif(pid2=fork()signal(SIGUSR1,Int1);signal(SIGINT,SIG_IGN);pause();exit(0);elsesignal(SIGINT,IntDelete);waitpid(-1,&exitpid,0);printf("parent process is killedn");exit(0);運(yùn)行結(jié)果請讀者

15、將上述程序輸入計(jì)算機(jī)后，執(zhí)行并觀察。分析由于忽略了中斷與退出信號，程序會(huì)一直保持阻塞狀態(tài)而無法退出。3 進(jìn)程的管道通信任務(wù)：編制一段程序，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的管道通信。使用系統(tǒng)調(diào)用pipe()建立一條管道線。兩個(gè)子進(jìn)程p1和p2分別向通道個(gè)寫一句話： child1 process is sending message!child2 process is sending message!而父進(jìn)程則從管道中讀出來自兩個(gè)進(jìn)程的信息，顯示在屏幕上。程序#include <unistd.h>#include <signal.h>#include <stdio.h>int pid

16、1,pid2;main( ) int fd2;char outpipe100,inpipe100;pipe(fd); /*創(chuàng)建一個(gè)管道*/while (pid1=fork( )=-1);if(pid1=0) lockf(fd1,1,0); sprintf(outpipe,"child 1 process is sending message!"); write(fd1,outpipe,50); /*向管道寫長為50字節(jié)的串*/ sleep(5); /*自我阻塞5秒*/ lockf(fd1,0,0); exit(0); else while(pid2=fork( )=-1); if(pid2=0) lockf(fd1,1,0); /*互斥*/ sprintf(outpipe,"child 2 process is sending message!"); write(fd1,outpipe,50); sleep(5); lockf(fd1,0,0); exit(0); else wait(0); /*同步*/ read(fd0,inpipe,50); /*從管道中讀長為50字節(jié)的串*/ printf("%sn",inpipe); wait(0);