2020-03-03 18:45:52 来源:范文大全收藏下载本文
天津理工大学华信软件学院 《操作系统》实验教学指导书2.1 课程代码: 课程名称: 适用专业: 指导教师:
1460350
操作系统 / Operating System 软件工程专业 张一鸣 开课院(系)、实验室:华信软件学院C408机房
实验指导书名称: 《操作系统实验教程(Linux版)》第七章
实验二 进程的建立与调度(2.1 进程的建立与控制)
1. 实验目的
(1) 加深对进程概念的理解,明确进程和程序的区别。 (2) 进一步理解并发的概念,明确并发与并行的异同。 (3) 分析进程竞争资源现象,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。
2. 实验内容
(1) 进程的创建
编写一段源程序,使用系统调用fork()创建一个子进程,当此程序运行时,在系统中有一个父进程和一个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符串;父进程显示字符“I am the parent”并显示其进程id和子进程的id;子进程显示字符串“I am the child”,并显示其进程id。
(2) 进程的控制
进程并发图,如图1所示。
设有7个进程,其执行次序如图1所示。在Linux下使用C语言利用系统调用命令fork(),execl(),exit(),wait()进行藐视,调用execl()函数的时候,模拟调用/bin/echo下的echo命令,向控制台输出一句可鉴别是哪个进程的字符串即可。
3.准备知识
(1) 阅读Linux的sched.h源文件,加深对进程管理概念的理解。 (2) 阅读Linux的fork.c源文件,分析进程的创建过程。
4.实验原理
Linux是一个多用户多任务的操作系统,即在同一个时间内,可以有多个进程同时执行。常用的单CPU单核计算机在同一个时间片内只能执行一条命令,Linux使用了一种称为“进程调度(proce scheduling)”的手段来实现。首先,为每个进程分配一定的运行时间片,该时间片通常以毫秒为单位,然后依照某种调度算法,从就绪队列中选择一个进程投入运行,其他的进程暂时等待。当正在运行的进程时间片耗尽,或执行完毕退出,或因某种程度原因暂时被挂起,系统就会重新调度,选择下一个进程投入运行。因为每个进程占用的时间片都很短,对于用户而言,就好像多个进程在同时运行。
在Linux中,系统为每个进程创建一个进程控制块(Proce Control Block,简称PCB)。PCB是一个特定的数据结构,包括了很多重要的信息,供系统调度和进程本身执行用。其中进程ID(proce ID)被称作进程标识符,用来唯一标识该进程。
5.实验步骤
(1) 进程的创建
使用fork()函数创建进程。返回值:子进程中返回0,父进程中返回子进程ID,出错返回-1.具体流程图如图2所示。
(2) 进程的控制
在Linux下使用C语言利用系统调用命令ford(),execl(),exit(),wait()进行描述。调用execl()函数的时候,模拟调用/bin/echo下的echo命令,向控制台输出一句可以鉴别是哪个进程的字符串即可。
6. 参考代码及运行结果
(1) 进程的创建
[源程序] #include int main() { int pid; pid=fork(); if(pid==0) {
printf(\"I am the child, my pid is %d!\\n\",getpid()); } else {
printf(\"I am the parent, my pid is %d, my child pid is %d!\\n\",getpid(),pid); } } [运行结果] I am the child, my pid is 5947! I am the parent, my pid is 5946, my child pid is 5947! (2) 进程的控制
[源程序] #include #include int main() { int p1,p2,p3,p4,p5,p6,p7; int end_p1=0,end_p2=0,end_p3=0,end_p4=0,end_p5=0,end_p6=0,end_p7=0; int pid ,status; if((p1=fork())==0) {
execl(\"/bin/echo\",\"echo\",\"I am P1\",0); } wait(&status); if((p2=fork())==0) {
execl(\"/bin/echo\",\"echo\",\"I am P2\",0); } if((p3=fork())==0) {
execl(\"/bin/echo\",\"echo\",\"I am P3\",0); } do {
pid=wait(&status);
if(pid==p2)
end_p2=1;
if(pid==p3)
end_p3=1; }while(end_p3==0); if((p4=fork())==0) {
execl(\"/bin/echo\",\"echo\",\"I am P4\",0); } if((p5=fork())==0) {
execl(\"/bin/echo\",\"echo\",\"I am P5\",0); } do {
pid=wait(&status);
if(pid==p4)
end_p4=1;
if(pid==p5)
end_p5=1; }while(end_p4==0||end_p5==0); if((p6=fork())==0) {
execl(\"/bin/echo\",\"echo\",\"I am P6\",0); } do {
pid=wait(&status);
if(pid==p2)
end_p2=1;
if(pid==p6)
end_p6=1; }while(end_p2==0||end_p6==0); if((p7=fork())==0) {
execl(\"/bin/echo\",\"echo\",\"I am P7\",0); } wait(&status); exit(1); } [运行结果] I am P1 I am P2 I am P3 I am P4 I am P5 I am P6 I am P7
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