連接器專業(yè)術(shù)語

1、 西 安 郵 電 大 學(xué) （計(jì)算機(jī)學(xué)院）課內(nèi)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱： 進(jìn)程管理 專業(yè)名稱： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)班 級(jí)：計(jì)科1104 學(xué)生姓名：張冬冬(07)學(xué)號(hào)（8位）： 04111112指導(dǎo)教師： 任東陜?cè)O(shè)計(jì)起止時(shí)間： 2013年11月22日一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)環(huán)境（1）加深對(duì)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(shí)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)內(nèi)容（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

2、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”。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(hào)（即按DEL鍵）；當(dāng)捕捉到中斷信號(hào)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(hào)，子進(jìn)程

3、捕捉到信號(hào)后分別輸出下列信息后終止： Child Processll is 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

4、 is sending a message! Child 2 is sending 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。三方案設(shè)計(jì)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=

5、fork() /*子進(jìn)程創(chuàng)建成功*/ putchar('b');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)

6、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+) pri

7、ntf("daughter %dn",i);運(yùn)行結(jié)果child.sondaughterdaughter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+) prin

8、tf("child %dn",i); lockf(1,1,0);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

9、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(hào)（即按ctrl+c鍵），當(dāng)捕捉到中斷信號(hào)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(hào)，子進(jìn)程捕捉到信號(hào)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! 4.fork

10、( )   創(chuàng)建一個(gè)新進(jìn)程。系統(tǒng)調(diào)用格式：pid=fork( )參數(shù)定義：int fork( )fork( )返回值意義如下：0：在子進(jìn)程中，pid變量保存的fork( )返回值為0，表示當(dāng)前進(jìn)程是子進(jìn)程。>0：在父進(jìn)程中，pid變量保存的fork( )返回值為子進(jìn)程的id值（進(jìn)程唯一標(biāo)識(shí)符）。-1：創(chuàng)建失敗。如果fork( )調(diào)用成功，它向父進(jìn)程返回子進(jìn)程的PID，并向子進(jìn)程返回0，即fork( )被調(diào)用了一次，但返回了兩次。此時(shí)OS在內(nèi)存中建立一個(gè)新進(jìn)程，所建的新進(jìn)程是調(diào)用fork( )父進(jìn)程（

11、parent process）的副本，稱為子進(jìn)程（child process）。子進(jìn)程繼承了父進(jìn)程的許多特性，并具有與父進(jìn)程完全相同的用戶級(jí)上下文。父進(jìn)程與子進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行。核心為fork( )完成以下操作：（1）為新進(jìn)程分配一進(jìn)程表項(xiàng)和進(jìn)程標(biāo)識(shí)符進(jìn)入fork( )后，核心檢查系統(tǒng)是否有足夠的資源來建立一個(gè)新進(jìn)程。若資源不足，則fork( )系統(tǒng)調(diào)用失?。环駝t，核心為新進(jìn)程分配一進(jìn)程表項(xiàng)和唯一的進(jìn)程標(biāo)識(shí)符。（2）檢查同時(shí)運(yùn)行的進(jìn)程數(shù)目超過預(yù)先規(guī)定的最大數(shù)目時(shí)，fork( )系統(tǒng)調(diào)用失敗。（3）拷貝進(jìn)程表項(xiàng)中的數(shù)據(jù)將父進(jìn)程的當(dāng)前目錄和所有已打開的數(shù)據(jù)拷貝到子進(jìn)程表項(xiàng)中，并置進(jìn)程的狀態(tài)為“創(chuàng)建”狀態(tài)

12、。（4）子進(jìn)程繼承父進(jìn)程的所有文件對(duì)父進(jìn)程當(dāng)前目錄和所有已打開的文件表項(xiàng)中的引用計(jì)數(shù)加1。（5）為子進(jìn)程創(chuàng)建進(jìn)程上、下文進(jìn)程創(chuàng)建結(jié)束，設(shè)子進(jìn)程狀態(tài)為“內(nèi)存中就緒”并返回子進(jìn)程的標(biāo)識(shí)符。（6）子進(jìn)程執(zhí)行雖然父進(jìn)程與子進(jìn)程程序完全相同，但每個(gè)進(jìn)程都有自己的程序計(jì)數(shù)器pc,然后根據(jù)pid變量保存的fork()返回值的不同，執(zhí)行了不同的分支語句。#include <stdio.h>main( )int p1,p2;while(p1=fork( )= = -1);        /*創(chuàng)建子進(jìn)程p1*/if (p1

13、= =0) putchar('b');       elsewhile(p2=fork( )= = -1);   /*創(chuàng)建子進(jìn)程p2*/if(p2= =0) putchar('c');  else  putchar('a');   運(yùn)行結(jié)果：bca四測試數(shù)據(jù)及運(yùn)行結(jié)果五總結(jié)1實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及解決辦法；實(shí)驗(yàn)結(jié)果為c,b,a或b,c,a。父進(jìn)程a剛啟動(dòng)，接著就生成子進(jìn)

14、程b,c，父進(jìn)程此時(shí)之后暫停，去生成子進(jìn)程b,c。生成完子進(jìn)程b,c之后，父進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行。 2不能夠同時(shí)生兩個(gè)子進(jìn)程，會(huì)發(fā)生進(jìn)程間的互斥。 進(jìn)程創(chuàng)見之后，從鍵盤上接受一個(gè)信后，然后關(guān)閉子進(jìn)程和父進(jìn)程。 4子進(jìn)程之間通過管道相互發(fā)送消息 2對(duì)設(shè)計(jì)及調(diào)試過程的心得體會(huì)。本次實(shí)驗(yàn)主要實(shí)現(xiàn)Linux操作系統(tǒng)中進(jìn)程管理的功能。了解了進(jìn)程的創(chuàng)建、執(zhí)行特定任務(wù)、終止、和同步的相關(guān)系統(tǒng)調(diào)用。理解了fork、exec、wait、exit3個(gè)系統(tǒng)調(diào)用的使用。該系統(tǒng)包括有簡單的進(jìn)程控制、同步與通訊機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)在運(yùn)行過程中能顯示各進(jìn)程的狀態(tài)及有關(guān)參數(shù)的變化情況，從而觀察諸進(jìn)程的運(yùn)行過程及系統(tǒng)的管理過程，在我的電腦能夠運(yùn)行通過，雖不能盡善盡美，但也基本能實(shí)現(xiàn)老師的要求的實(shí)驗(yàn)，雖然時(shí)間有點(diǎn)短，但我也收獲不少，這次實(shí)驗(yàn)，加深了我對(duì)進(jìn)程