《操作系統(tǒng)》實驗報告(3)

1、操作系統(tǒng)實驗報告操 作 系 統(tǒng) 實 驗 報 告 （ 3 ）學(xué)號： 姓名： 班級： 成績：實驗名稱：進程管理-進程的創(chuàng)建與并發(fā)執(zhí)行實驗地點：二教109所使用的工具軟件及環(huán)境：Linux一、實驗?zāi)康模?本實驗的目的是通過進程的創(chuàng)建、運行和撤銷加深對進程概念和進程并發(fā)執(zhí)行的理解，明確進程與程序之間的區(qū)別。(1) 熟悉Linux工作環(huán)境和gcc工具(2) 加深對進程概念的理解，明確進程和程序的區(qū)別(3) 掌握系統(tǒng)調(diào)用fork( )，exec系列函數(shù)，exit( )，wait( )，waitpid( )，getpid( )，getppid( )的功能和實現(xiàn)過程。(4) 通過創(chuàng)建進程，進一步認識進程并發(fā)執(zhí)

2、行的實質(zhì)和特征 二、實驗內(nèi)容：按題目要求完成觀察操作系統(tǒng)的行為和程序的編寫。任務(wù)1：Shell下的進程控制：用ps命令查看進程；用kill命令中止某些進程；用pstree命令顯示系統(tǒng)中進程的層次結(jié)構(gòu)。任務(wù)2：調(diào)試并運行實驗文檔中的程序范例，并結(jié)合所用的系統(tǒng)調(diào)用分析運行結(jié)果。任務(wù)3：進程創(chuàng)建：編寫一段程序，讓父進程產(chǎn)生兩個子進程，父進程顯示字符“a”，兩個子進程分別顯示字符“b”、“c”。 運行程序（注意：多運行幾次），觀察運行結(jié)果，并分析。任務(wù)4：將上述的輸出字符改為輸出較長的字符串，觀察進程并發(fā)執(zhí)行，分析執(zhí)行結(jié)果。任務(wù)5：編寫一段程序，使用系統(tǒng)調(diào)用fork( )創(chuàng)建一個子進程，在子進程中顯示

3、該子進程及其父進程的PID，然后子進程睡眠10秒鐘（使用系統(tǒng)調(diào)用sleep(10)）；父進程通過調(diào)用wait( )等待子進程結(jié)束，并顯示該子進程的PID。任務(wù)6：編寫一段程序，使用系統(tǒng)調(diào)用fork( )創(chuàng)建一個子進程。子進程通過系統(tǒng)調(diào)用exec系列函數(shù)調(diào)用命令ls，調(diào)用exit( )結(jié)束。而父進程則調(diào)用waitpid( )等待子進程結(jié)束，并在子進程結(jié)束后顯示子進程的標識符，然后正常結(jié)束。創(chuàng)建進程的系統(tǒng)調(diào)用：fork( ) ，創(chuàng)建一個新進程。系統(tǒng)調(diào)用格式： pid=fork( );fork(  )返回值意義如下：0：在子進程中，pid變量保存的fork( )返回值為0，表示當

4、前進程是子進程。>0：在父進程中，pid變量保存的fork(  )返回值為子進程的id值（進程唯一標識符）。-1：創(chuàng)建失敗。如果fork( )調(diào)用成功，它向父進程返回子進程的PID，并向子進程返回0，即fork( )被調(diào)用了一次，但返回了兩次。此時OS在內(nèi)存中建立一個新進程，所建的新進程是其父進程（parent process）的副本，稱為子進程（child process）。子進程繼承了父進程的許多特性，并具有與父進程完全相同的用戶級上下文。父進程與子進程并發(fā)執(zhí)行。思考題： 1、系統(tǒng)調(diào)用fork( )是如何創(chuàng)建進程的？2、當新創(chuàng)建進程開始執(zhí)行時，其入口在哪里？3、系統(tǒng)調(diào)用ex

5、ec系列函數(shù)是如何更換進程的可執(zhí)行代碼的？4、系統(tǒng)調(diào)用exit( )是如何終止一個進程的？三、源程序、運行結(jié)果、結(jié)果分析及思考題（任務(wù)16及思考題）（誠信聲明：以下內(nèi)容，均由本人親自上機完成。 簽名：_） 任務(wù)一：ps命令查看進程格式為ps 【參數(shù)選項】。常用參數(shù)有a，顯示終端上地所有進程,包括其他用戶地進程；x顯示沒有控制終端地進程；u選項來查看進程所有者及其他少許詳細信息；-e顯示所有進程,環(huán)境變量等等。Kill命令方法是kill后跟進程PID或者進程名字。Pstree命令用法：pstree【選項】【PID|user】。 任務(wù)二：（1）fork（）函數(shù)調(diào)用的結(jié)果是顯示this is the

6、 parent process!回車，this is the child process!. (2)execl_test.c，execlp_test.c，execle_test.c，execv_test.c，execvp_test.c，execve_test.c，運行的結(jié)果都是:-rw-r-r- 1 root root 1592 2011-04-20 /etc/passwd。（3）exittest1.c和exittest2.c都是用來終止一個進程的，但是調(diào)用的函數(shù)exit()之前要檢查文件的打開情況，把文件緩沖區(qū)的內(nèi)容寫回文件；而_exit()會直接將進程關(guān)閉，緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)會丟失。（4）wai

7、t()函數(shù)可以使進程等待任一子進程終止，而waitpid()函數(shù)則是等待特定的子進程終止。（5）getpid()是返回到子進程的進程號，而getppid()是返回到父進程的進程號。任務(wù)三：程序代碼如下#include <stdio.h>main()int  p1, p2;while (p1=fork()= =-1); /*父進程創(chuàng)建第一個進程，直到成功*/if (p1= =0)  /*0返回給子進程1*/    putchar(b); /*子進程1的處理過程*/else   /*正數(shù)返回給父進程(子進程號)*/ 

8、 while (p2=fork()= =-1);  /*父進程創(chuàng)建第二個進程，直到成功*/    if (p2= =0)  /* 0返回給子進程2*/putchar(c);  /*子進程2的處理過程*/else  putchar(a); /*子進程2創(chuàng)建完成后，父進程的處理過程*/多次運行結(jié)果大多數(shù)都是bca，偶爾會出現(xiàn)bac或者cab。進程的處理過程太短，多次運行可能出現(xiàn)差錯。任務(wù)四:修改后的程序代碼是：#include <stdio.h>main()int  p1, p2;while (p1=for

9、k()= =-1); if (p1= =0)      printf(“this is the child1 process!n”); else     while (p2=fork()= =-1);     if (p2= =0)  printf(“this is the child2 process!n”); else  printf(“this is the parent process!n”); 運行結(jié)果是this is the child1 process! thi

10、s is the child2 process! this is the parent process! 任務(wù)五:程序代碼是：#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <sys/types.h>main(void)pid_t pid;pid=fork();if(pid<0)printf(“fork errorn”);exit(0);else if(pid=0)printf(“the child process:%dn”,getpid();printf(“the parent process:%dn”,g

11、etpid();sleep(10);elsewait();printf(“the child process:%dn”,pid);運行結(jié)果是先顯示兩行：the child process:4233,the parent process:4232。然后等一會在顯示一行：the child process:4233.任務(wù)六:程序代碼是：#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>main()pid_t pid,pc;pid=fork();if(pid<0)printf(“fork e