操作系统-实验三-进程管理-实验报告

计算机与信息工程学院实验报告姓名学号专业软件工程年级2017级课程操作系统主讲教师党兰学实验时间（年月日时）2019年10月23日实验地点计算机学院201机房辅导教师党兰学实验题目进程管理实验目的1.加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别；2.进一步认识并发执行的实质；3.了解父进程和子进程之间的关系；4.查看进程管理命令。实验环境（硬件和软件）硬件：PC机软件：OracleVMVirtualboxLinux一、实验内容1.练习在shell环境下编译执行程序(注意：①在vi编辑器中编写名为的c语言源程序②用linux自带的编译器gcc编译程序，例如：gcc–otest③编译后生成名为的可执行文件；④最后执行分析结果；命令为：./test)注意：linux自带的编译程序gcc的语法是：gcc–o目标程序名源程序名，例如：gcc–osample1，然后利用命令：./sample来执行。如果仅用“gcc源程序名”，将会把任何名字的源程序都编译成名为的目标程序，这样新编译的程序会覆盖原来的程序，所以最好给每个源程序都起个新目标程序名。2.进程的创建仿照例子自己编写一段程序，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“a”，子进程分别显示字符“b”和“c”。观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。3.分析程序实验内容要在给出的例子程序基础上，根据要求进行修改，对执行结果进行分析。二、实验步骤1.利用fork()创建一个小程序（1）编写程序#includesys/main(){inti=5;pid_tpid;pid=fork();for(;i0;i--){if(pid0)printf(errorinfork!);elseif(pid==0)printf(iamthechildprocess,myprocessidis%dandi=%d\n,getpid(),i);elseprintf(iamtheparentprocess,myprocessidis%dandi=%d\n,getpid(),i);}for(i=5;i0;i--){if(pid0)printf(errorinfork!);elseif(pid==0)printf(thechildprocess,myprocessidis%dandi=%d\n,getpid(),i);elseprintf(theparentprocess,myprocessidis%dandi=%d\n,getpid(),i);}}（2）运行程序（3）分析程序在这里，主程序先运行，在屏幕上输出一个a，之后两个子程序分别运行而输出c和b。2子进程对存取空间的复制（1）编写程序（2）运行程序（3）分析程序通过scanf(“%d”,&i)；语句读取一个整数存在i，之后创建两个子程序，输入10后，子程序运行，之后经过一些读取赋值操作，输出i的值。3父子进程执行进程分析（1）编写程序（2）运行程序（3）程序分析三次结果不同是因为printf(“Inwhichprocess\n”);所处位置经过变换，处于父子程序之后，父子程序之前和父程序之中。4修改程序验证父子进程关系（1）编写程序文本代码：#includesys/#include#include#include#include#includesys/#includesys/#includesys/#include#defineMY_SHMKEYToend,input0whenprompted.\n\n);printf(Inputanumber:\n);scanf(%d,&local);while(local){=0;=-1;=SEM_UNDO;semop(semid,&semopbuf,1);/*P(S1)*/*shmptr=local;=1;=1;=SEM_UNDO;semop(semid,&semopbuf,1);/*V(S2)*/printf(Inputanumber:\n);scanf(%d,&local);}}else/*actsasserver*/{semid=semget(MY_SEMKEY,2,IPC_CREAT|0666);shmptr=(int*)shmat(shmid,0,0);semval=1;semctl(semid,0,SETVAL,semval);/*setS1=1*/semval=0;semctl(semid,1,SETVAL,semval);/*setS2=0*/signal(SIGINT,sigend);signal(SIGTERM,sigend);printf(ACTCONSUMER!!!Toend,tryCtrl+Corusekill.\n\n);while(1){=1;=-1;=SEM_UNDO;semop(semid,&semopbuf,1);/*P(S2)*/printf(Sharedmemorysetto%d\n,*shmptr);=0;=1;=SEM_UNDO;semop(semid,&semopbuf,1);/*V(S1)*/}}}voidsigend(intsig){shmctl(shmid,IPC_RMID,0);semctl(semid,IPC_RMID,0);exit(0);}（2）运行程序（3）分析程序本示例主要体现进程间的直接制约关系，由于使用共享存储区，也存在间接制约关系。进程分为服务进程和客户进程，服务进程只有一个，作为消费者，在每次客户进程改变共享存储区内容时显示其数值。各客户进程作为生产者，如果共享存储区内容已经显示（被消费），可以接收用户从键盘输入的整数，放在共享存储区。编译后执行，第一个进程实例将作为服务进程，提示：ACTCONSUMER!!!Toend,tryCtrl+Corusekill.服务进程一直循环执行，直到用户按Ctrl+C终止执行，或使用kill命令杀死服务进程。其他进程实例作为客户进程，提示：Actasproducer.Toend,input0whenprompted.客户进程一直循环执行，直到用户输入0。5模拟临界资源访问的示例程序（1）编写程序文本代码：#includesys/#include#include#include#include#includesys/#includesys/#include#defineMY_SHMKEYn);shmptr-top=MAX_BLOCK-1;for(i=0;iMAX_BLOCK;i++)shmptr-stack[i]=MAX_BLOCK-i;sleep(1000000);/*causesleepforever.*/}}voidsigend(intsig){shmctl(shmid,IPC_RMID,0);semctl(semid,IPC_RMID,0);exit(0);}voidrelblock(void){if0){printf(Noblocktorelease!);return;}shmptr-top++;shmptr-stack[shmptr-top]=[];}intgetblock(void){if(shmptr-top0){printf(Nofreeblocktoget!);return;}[++]=shmptr-stack[shmptr-top];shmptr-top--;}voidshowhelp(void){printf(\navailableCOMMAND:\n\n);printf(help\tlistthishelp\n);printf(list\tlistallgottenblocknumber\n);printf(get\tgetanewblock\n);printf(rel\treleasethelastgottenblock\n);printf(end\texitthisprogram\n);}voidshowlist(void){inti;printf(Listallgottenblocknumber:\n);for(i=0;i=;i++)printf(%d\t,[i]);}voidgetcmdline(void){printf(\n);fgets(cmdbuf,MAX_CMD-1,stdin);}（2）运行程序（3）程序分析本示例的临界资源是一个建立在共享存储区的栈，由服务进程建立并初始化。初始状态下共享栈满，里面顺序放置一系列正整数（自栈顶向下：1,2,3...），代表空闲块号。客户进程利用共享栈进行数据块的分配和释放，以得到、归还一个块号代表，并不进行任何后续操作。程序中getblock过程从共享栈中弹出一个块号（分配），relblock过程把一个已分配块号压入共享栈（释放）。为简单起见，已分配块号在本地也使用栈结构保存，因而每次释放的是最后分配的块号。编译后执行，第一个进程实例将作为服务进程，提示：NOOTHEROPERATIONbutpressCtrl+Corusekilltoend.服务进程完成初始化后将进入睡眠状态，直到用户按Ctrl+C终止执行，或使用kill命令杀死服务进程。其他进程实例作为客户进程，进入后首先有命令帮助提示，然后显示命令提示符“”，在命令提示下可以使用的命令包括：help显示可用命令list列出所有已分配块号get分配一个新块rel释放最后分配块号end退出程序三、实验数据记录1.2.3.4.5.四、问题讨论（1）在程序运行过程中出现一个错误，错误语句：exit（0）；原因：少了一个头文件：#include（2）心得体会：通过本次实验我了解了fork()函数等关于进程应用的函数并且学会了父子进程的各种基本操作，同时我也了解到做实验要谨慎加小心，一点差错就会导致全局崩溃。