操作系統(tǒng) (第三次、第四次實驗)

1、操作系統(tǒng)課程實驗報告姓名XX學(xué)號1001010127系計算機任課教師XX指導(dǎo)教師XX評閱教師賀輝實驗地點綜合樓B102實驗時間2012/10/24實驗課表現(xiàn)出勤和個人表現(xiàn)Q1(15+15（組長評分）=30分)得分：實驗總分(Q1+Q2+Q3)實驗完成情況Q2(60分)得分：體會實驗過程中遇到的問題解決辦法與實驗體會Q3（10分）得分：實驗編號與實驗名稱：實驗?zāi)康模?  管理Linux系統(tǒng)進程1) 回顧系統(tǒng)進程的概念，加深對Linux / UNIX進程管理的理解。2) 回顧ps命令和選項。3) 列出當前shell中的進程。4) 列出運行在系統(tǒng)中的所有進程。2  進程

2、互斥實驗1、進一步認識并發(fā)執(zhí)行的實質(zhì)2、通過分析實驗結(jié)果，分析進程競爭資源的現(xiàn)象，學(xué)習(xí)解決進程互斥的方法 3  進程的控制實驗1、掌握進程另外的創(chuàng)建方法：需認真分析實驗結(jié)果，體會本次實驗進程創(chuàng)建方法與fork的不同2、通過分析實驗結(jié)果，熟悉進程的睡眠、同步、撤消等進程控制方法實驗內(nèi)容    1、用fork( )創(chuàng)建一個進程，再調(diào)用exec( )用新的程序替換該子進程的內(nèi)容2、利用wait( )來控制進程執(zhí)行順序?qū)嶒瀮?nèi)容及要求（詳見實驗講義與實驗指導(dǎo)書）：實驗用到的軟件（：）實驗內(nèi)容及關(guān)鍵步驟（代碼）Q2（60分）步驟1：登錄進入Linux。步驟2：訪問命

3、令行。單擊“系統(tǒng)工具”-“終端”命令，打開“終端”窗口。步驟3：回顧系統(tǒng)進程概念。每個運行的程序都會創(chuàng)建一個進程，進程分配到一個唯一的進程標識符 (PID) 。PID被系統(tǒng)用于標識和跟蹤進程，直到進程結(jié)束。1) Linux系統(tǒng)中，幾乎每一個啟動的進程，都會由內(nèi)核分配一個唯一的_PID_，用于跟蹤從進程啟動到進程結(jié)束。2) 當啟動新進程的時候，內(nèi)核也給它們分配系統(tǒng)資源，如_CPU_和_RAM_。3) 永遠不向父進程返回輸出的進程叫做_僵進程_。4) 由父進程派生出來的進程叫做_子_進程。5) _父_進程是一個派生另一個進程的進程。6) 運行用于提供服務(wù)的Linux系統(tǒng)進程是_ sched (調(diào)度

4、) 和init (初始化)_。7) 如果父進程在子進程之前結(jié)束，它創(chuàng)建了一個_孤兒_進程。步驟5：列出系統(tǒng)中運行的所有進程。輸入 ps -ef 命令，顯示運行在系統(tǒng)中的各個進程的完全信息。執(zhí)行該命令，并與ps f命令的輸出結(jié)果對照，一致嗎？有何不同？ 不一致：Ps ef:Ps f:Ps ef表示的是所有進程的完整列表，而ps f表示的是一個進程的完整列表。在范圍上不一樣。注意分析當前終端窗口中的輸出結(jié)果：a. 顯示了多少個進程？_144_b. PID是什么？進程的進程標識號。PID可以用來殺死進程_c. 啟動進程的命令 (CMD) 是什么？命令名守護進程執(zhí)行的程序的名字_d. 請觀察，什么命令

5、的PID號是1？_sbin/init_e. 再次運行  ps -ef | wc -l命令，計算進程的數(shù)目并把輸出結(jié)果輸入到wc命令中：_144_執(zhí)行 man ps命令，可以打開Linux用戶命令手冊，了解ps命令的用法，輸入wq命令可退出用戶手冊的閱讀。man命令可以執(zhí)行嗎？結(jié)果如何？可執(zhí)行_試調(diào)試下二段代碼。并寫明結(jié)果（考慮fork與sleep是什么函數(shù)）1.int main()int p1,i;while (p1=fork()=-1);if (p1>0)    for (i=0;i<5;i+)    

6、0;       printf("I am parent.n");        sleep(1);    else    for (i=0;i<5;i+)            printf("I am child.n");   &

7、#160;    sleep(1);    return 0;結(jié)果：2、int main()int p1,i;while (p1=fork()=-1);if (p1>0)            wait(0);        for (i=0;i<5;i+)         &

8、#160;          printf("I am parent.n");            sleep(1);            else            fo

9、r (i=0;i<5;i+)                    printf("I am child.n");            sleep(1);           

10、60;    exit(0);    return 0;結(jié)果：父子進程到底誰先得到調(diào)度執(zhí)行是由操作系統(tǒng)在運行時決定的，而且系統(tǒng)中也不止這兩個進程，所以即使你使用了sleep讓它睡眠，誰先運行誰后運行也是不確定的。而且每次運行的結(jié)果也不一樣Fork（）函數(shù)： 一個現(xiàn)有進程可以調(diào)用fork函數(shù)創(chuàng)建一個新進程。由fork創(chuàng)建的新進程被稱為子進程（child process）。fork函數(shù)被調(diào)用一次但返回兩次 Sleep（）函數(shù)：執(zhí)行掛起一段時間 ，就是在執(zhí)行的過程中，讓執(zhí)行停頓一下！2  進程互斥實驗1. 修改以下代碼，用lock

11、f( )來給每一個進程加鎖，以實現(xiàn)進程之間的互斥 /=#include <stdio.h>main( )int p1,p2;while(p1=fork( )= = -1);        /*創(chuàng)建子進程p1*/if (p1= =0)  putchar('b');       elsewhile(p2=fork( )= = -1);   /*創(chuàng)建子進程p2*/if(p2= =0)  putc

12、har('c');  else  putchar('a');    答案：循環(huán)十次：答案：很容易看出答案不一樣了，bc的順序倒過來了！沒有加鎖的答案：2、#include <stdio.h>main( )int p1,p2,i;while(p1=fork( )= = -1);          /*創(chuàng)建子進程p1*/if (p1= =0)  for(i=0;i<10;i+)pr

13、intf("daughter  %dn",i);else                while(p2=fork( )= = -1);   /*創(chuàng)建子進程p2*/if(p2= =0)                  for(i

14、=0;i<10;i+)                       printf("son  %dn",i);else                  for(i=0;i&

15、lt;10;i+)                       printf("parent  %dn",i);答案：這個程序和上面的程序是一樣原理的，沒有什么可比性，我就不執(zhí)行這個程序了！循環(huán)輸出也在上面的程序執(zhí)行了?。ㄋ模┓治鲆韵鲁绦虻妮敵鼋Y(jié)果【寫進實驗報告】：#include<stdio.h>#include<unistd.

16、h>main()int p1,p2,i;int *fp;fp = fopen("to_be_locked.txt"            ,"w+");if(fp=NULL)      printf("Fail to create file");    exit(-1);   while(p1=fork( )= -1); 

17、      /*創(chuàng)建子進程p1*/if (p1=0)lockf(*fp,1,0);              /*加鎖*/for(i=0;i<10;i+)    fprintf(fp,"daughter %dn",i);  lockf(*fp,0,0);        &#

18、160;     /*解鎖*/else   while(p2=fork( )=-1);  /*創(chuàng)建子進程p2*/if (p2=0)lockf(*fp,1,0);        /*加鎖*/for(i=0;i<10;i+)fprintf(fp,"son %dn",i);lockf(*fp,0,0);        /*解鎖*/else  

19、60;       wait(NULL);      lockf(*fp,1,0);         /*加鎖*/      for(i=0;i<10;i+)      fprintf(fp,"parent %dn",i);      lock

20、f(*fp,0,0);         /*解鎖*/   fclose(fp);答案：分析：程序開始定義了文件讀寫指針用于打開指定的文件，當文件不存在時則自動創(chuàng)建。然后有創(chuàng)建了一個進程p1，p1獲得處理機執(zhí)行，給文件讀寫指針加鎖，這樣，即使p1失去處理機，其他獲得處理機的進程也無法訪問文件指針指向的文件，當p1再次獲得處理機后繼續(xù)執(zhí)行直至進程p1結(jié)束并解鎖；p1結(jié)束后父進程獲得處理機執(zhí)行又創(chuàng)建了進程p2，p2獲得處理機執(zhí)行，也給文件指針加鎖，同理直至p2運行完解鎖；p2結(jié)束后父進程獲得處理機，父

21、進程也給文件指針加鎖，直至父進程執(zhí)行完畢解鎖，程序結(jié)束。 3  進程的控制實驗實驗內(nèi)容    1、用fork( )創(chuàng)建一個進程，再調(diào)用exec( )用新的程序替換該子進程的內(nèi)容2、 利用wait( )來控制進程執(zhí)行順序（1） 如何更新子進程內(nèi)容？ 答案：系統(tǒng)調(diào)用exec( )將一個可執(zhí)行的二進制文件覆蓋在新進程的用戶級上下文的存儲空間上，改變調(diào)用進程的執(zhí)行代碼，從而形成新進程。用fork( )建立子進程，然后在子進程中使用exec( )，這樣就實現(xiàn)了父進程與一個與它完全不同子進程的并發(fā)執(zhí)行。（2） 可執(zhí)行文件加載時進行了哪些處理？答案：可執(zhí)行文件加載時首先是創(chuàng)建一個新進程的fork系統(tǒng)調(diào)用，然后用于實現(xiàn)進程自我終止的exit系統(tǒng)調(diào)用；改變進程原有代碼的exec系統(tǒng)調(diào)用；用于將調(diào)用進程掛起并等待子進程終止的wait系統(tǒng)調(diào)用；獲得進程標識符的getpid系統(tǒng)調(diào)用等處理過程。 （3）什么是進程同步？wait( )是如何實現(xiàn)進程同步的？ 答案：把異步環(huán)境下的一組并發(fā)進程因直接制約