操作系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)2進(jìn)程控制管理 實(shí)驗(yàn)報(bào)告

操作系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名學(xué)號(hào)系任課教師指導(dǎo)教師評(píng)閱教師實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)麗澤樓C304-2麗澤樓C304-1(請(qǐng)勾選實(shí)際實(shí)驗(yàn)地點(diǎn))實(shí)驗(yàn)時(shí)間實(shí)驗(yàn)課表現(xiàn)出勤和個(gè)人表現(xiàn)Q1(15+15（組長(zhǎng)評(píng)分）=30分)得分：實(shí)驗(yàn)總分(Q1+Q2+Q3+Q4)實(shí)驗(yàn)完成情況Q2(45分(組長(zhǎng)評(píng)分,教師根據(jù)實(shí)際情況微調(diào)))得分：實(shí)驗(yàn)編號(hào)與實(shí)驗(yàn)名稱：實(shí)驗(yàn)2進(jìn)程控制管理實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握進(jìn)程的概念，明確進(jìn)程的含義2）認(rèn)識(shí)并了解并發(fā)執(zhí)行的實(shí)質(zhì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求（詳見(jiàn)實(shí)驗(yàn)講義與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)）：1）編寫(xiě)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'a'，子進(jìn)程分別顯示字符'b'和字符'c'。試觀察記錄屏幕上的顯示結(jié)果，并分析原因。2）修改上述程序，每一個(gè)進(jìn)程循環(huán)顯示一句話。子進(jìn)程顯示'daughter…'及'son……'，父進(jìn)程顯示'parent……'，觀察結(jié)果，分析原因。實(shí)驗(yàn)用到的軟件（：）虛擬機(jī)VMWare/VirtualBoxfedora15實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及關(guān)鍵步驟（代碼）Q3（15分）按照上一次實(shí)驗(yàn)的步驟,進(jìn)入后需要切換到管理員,輸入“suroot”，輸入密碼之后，可以輸入“l(fā)s”查看目錄下的文件。附加：為了熟悉上一節(jié)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容，我先創(chuàng)建了一個(gè)myleb2的文件夾，然后再在這個(gè)文件夾里創(chuàng)建一個(gè)子文件夾love，再在里面編譯。開(kāi)始編寫(xiě)代碼，輸入“vitest1.c”，按i開(kāi)始編寫(xiě)，輸入以下代碼：#include<stdio.h>intmain(){intp1,p2;while((p1=fork())==-1);/*創(chuàng)建子進(jìn)程p1*/if(p1==0)putchar('b');else{while((p2=fork())==-1);/*創(chuàng)建子進(jìn)程p2*/if(p2==0)putchar('c');elseputchar('a');}}然后按ESC鍵后，輸入“：wq”退出編譯。退出后，輸入“cattest1.c”可查看所輸入的代碼內(nèi)容，輸入“gcctest1.c”，然后輸入“l(fā)s”查看，發(fā)現(xiàn)有a.out這個(gè)文件，然后運(yùn)行它，輸入“./a.out”，可看到輸出的結(jié)果為“acb”。再創(chuàng)建一個(gè)編譯，輸入“vitest2.c”，輸入以下代碼：#include<stdio.h>main(){intp1,p2,i;while((p1=fork())==-1);/*創(chuàng)建子進(jìn)程p1*/if(p1==0)for(i=0;i<10;i++)printf("daughter%d\n",i);else{while((p2=fork())==-1);/*創(chuàng)建子進(jìn)程p2*/if(p2==0)for(i=0;i<10;i++)printf("son%d\n",i);elsefor(i=0;i<10;i++)printf("parent%d\n",i);}}退出后，用同樣方法查看此文件的代碼內(nèi)容。查看無(wú)問(wèn)題后，輸入“gcc–otest2test2.c”，修改運(yùn)行文件名，然后查看該文件夾下的所有文件，能看到“test2”運(yùn)行文件。運(yùn)行“test2”文件，輸入“./test2”，可查看運(yùn)行結(jié)果為“daughter0，daughter1，daughter2，daughter3…..daughter9”。觀察其他同學(xué)的輸出結(jié)果，會(huì)發(fā)現(xiàn)有不一樣的地方，例如：前一個(gè)程序運(yùn)行結(jié)果有的是“bca”或者“bac”，后面這個(gè)結(jié)果也有許多不同之處。在思考和與同學(xué)討論之后，分析這個(gè)結(jié)果的原因。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題解決辦法與實(shí)驗(yàn)體會(huì)Q4（10分）得分：思考題：有一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用可以用來(lái)創(chuàng)建進(jìn)程：fork。這個(gè)系統(tǒng)調(diào)用會(huì)創(chuàng)建一個(gè)與調(diào)用進(jìn)程相同的副本。調(diào)用后，父進(jìn)程和子進(jìn)程擁有相同的儲(chǔ)存映像、同樣的環(huán)境字符串和同樣的打開(kāi)文件。系統(tǒng)調(diào)用格式：pid=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。fork()要完成這些操作：（1）為新進(jìn)程分配一進(jìn)程表項(xiàng)和進(jìn)程標(biāo)識(shí)符（2）檢查同時(shí)運(yùn)行的進(jìn)程數(shù)目（3）拷貝進(jìn)程表項(xiàng)中的數(shù)據(jù)（4）子進(jìn)程繼承父進(jìn)程的所有文件（5）為子進(jìn)程創(chuàng)建進(jìn)程上、下文（6）子進(jìn)程執(zhí)行。因?yàn)槿绻鹒ork()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。所以，所建的新進(jìn)程的入口就是是調(diào)用的fork()父進(jìn)程的副本。首先是讀入文件內(nèi)容，再次是看文件有沒(méi)有指定程序運(yùn)行，如果有則運(yùn)行，如果沒(méi)有則輸出出錯(cuò)的信息。實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題及解決辦法：這次的實(shí)驗(yàn)主要是讓我們從輸出結(jié)果中分析問(wèn)題。1.首先是第一個(gè)程序，用c語(yǔ)言編寫(xiě)的代碼，代碼本身是沒(méi)什么問(wèn)題的，但奇怪的是輸出結(jié)果卻是三個(gè)都輸出了。這是因?yàn)槊總€(gè)進(jìn)程被創(chuàng)建后都有一個(gè)程序計(jì)數(shù)器，資源集一樣，如：while((p1=fork())==-1);/*創(chuàng)建子進(jìn)程p1*/while((p2=fork())==-1);/*創(chuàng)建子進(jìn)程p2*/對(duì)父進(jìn)程而言，除了創(chuàng)建2個(gè)子進(jìn)程之外，還要輸出a，它和子進(jìn)程的關(guān)系是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，同時(shí)需要使用CPU，當(dāng)前獲得什么進(jìn)程，就輸出什么進(jìn)程。輸出的結(jié)果為acb意為:先運(yùn)行父進(jìn)程，并輸出，然后子進(jìn)程被創(chuàng)建后，成為就緒隊(duì)列，父進(jìn)程可以運(yùn)行，然后再開(kāi)始創(chuàng)建子進(jìn)程。所以總的來(lái)說(shuō)，就是從進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行來(lái)看，各種情況都有可能。上面的三個(gè)進(jìn)程沒(méi)有同步措施，所以父進(jìn)程與子進(jìn)程的輸出內(nèi)容會(huì)疊加在一起。輸出次序帶有隨機(jī)性。2.然后是第二個(gè)程序，因?yàn)樵谟?個(gè)進(jìn)程時(shí)，不同的電腦操作系統(tǒng)的調(diào)度算法是不一樣的，因此也會(huì)有其他輸出的次序，但3個(gè)程序都會(huì)輸出。但是也有可能輸出不了，而輸出不了的，則說(shuō)明它已經(jīng)被掛起了。比如這個(gè)程序，隨著循環(huán)次數(shù)的不同，有例如“parent輸出n次后，開(kāi)始輸出別的，再輸出parent，即循環(huán)