操作系统报告资料Word下载.docx
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(1)进程的创建
编写一段源程序,使系统调用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:
父进程显示字符“b”;
子进程分别显示字符“c”和字符“a”。
试观察纪录屏幕上的显示结果,并分析原因。
(2)进程的控制
修改已编写的程序,将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话,在观察程序执行时屏幕出现的现象,并分析原因。
如果在程序中使用调用lockf()来给每一个子进程加锁,可以实现进程之间的互斥,观察并分析出现的现象。
(3)①编写一段程序,使其现实进程的软中断通信。
要求:
使用系统调用fork()创建两个子进程,再用系统调用signal()让父进程捕捉键盘上来的中断信号(即按DEL键);
当捕捉到中断信号后,父进程用系统调用Kill()向两个子进程发出信号,子进程捕捉到信号后分别输出下列信息后终止:
ChildProcessllisKilledbyParent!
ChildProcessl2isKilledbyParent!
父进程等待两个子进程终止后,输出如下的信息后终止
ParentProcessisKilled!
②在上面的程序中增加语句signal(SIGNAL,SIG-IGN)和signal(SIGQUIT,SIG-IGN),
观察执行结果,并分析原因。
(4)进程的管道通信
编制一段程序,实现进程的管理通信。
使用系统调用pipe()建立一条管道线;
两个子进程P1和P2分别向管道中写一句话:
Child1issendingamessage!
Child2issendingamessage!
而父进程则从管道中读出来自于两个子进程的信息,显示在屏幕上。
要求父进程先接收子进程P1发来的消息,然后再接收子进程P2发来的消息。
二、实验目的
实验2
(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)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。
实验3
Linux系统的进程通信机构(IPC)允许在任意进程间大批量地交换数据。
本实验的目的是了解和熟悉Linux支持的消息通讯机制及信息量机制。
三、实验题目
本实验有六个题目。
第一题:
进程的创建
系统调用fork()创建两个子进程,当程序运行时,系统中有一个父进程一个子进程和一个孙子进程在活动,使父进程显示‘b'
,子进程显示‘c'
,孙子进程显示‘a'
,来观察进程的执行与并发。
开创建子进a
输子进程是否创创建子进子进程是否创b
输c
输出结束
第二题:
进程的控制块,grandchild块和son块,parent将上面程序的输出由单个字符改为一句话,使输出
在此基础上再设置另一个程序:
在该程序中使用系统调用lockf()来给每个程序加锁,lockf(1,1,0)锁定标准输出设备,lockf(1,0,0)解锁标准输出设备,在lockf(1,1,0)与lockf(1,0,0)中间的for循环输出不会被中断,实现进程之间的互斥。
观察运行结果,从运行结果中可以看出加锁的程序中每个块的输出过程不会被打断,而没有加锁的程序中各块输出被其他块给打断了。
未加锁:
加锁:
开创建子进parent
输子进程是否创创建子进子进程是否创son
输grandchild
第三题:
软中断通信()让父进程捕捉键盘上来的中断signal在调用,()创建两个子进程fork系统调用
信号,当捕捉到中断信号后,父进程用系统调用kill()向两个子进程发出信号,子进程捕捉到信号后,输出信息后终止。
Kill(p1,16);
Kill(p1,17);
分别向p1和p2发出软中断信号16与17,信号由signal(16,stop)与signal(17,stop)捕捉然后输出相应的信息,终止进程。
其中signal(SIGINT,SIG_IGN)能够忽略键信号。
第四题:
进程的管道通信
使用系统调用pipe(fd);
来创建一个管道。
并且对管道加锁,从而形成独占,避免冲突产生。
而父进程用之前的wait()函数等待两个子进程执行后再执行。
两个子进程p1和p2分别向管道各写一句话,父进程先接收子进程p1发来的消息,然后再接收子进程p2发来的消息。
.
第五题:
消息的创建,发送和接收
使用系统调用msgget(),megsnd(),msgrev()及msgctl()编制一长度为1K的消息发送和接收的程序,为了便于操作和观察结果,用一个程序为“引子”,先后fork()两个子进程,SERVER和CLIENT,进行通信。
SERVER端建立一个Key为75的消息队列,等待其他进程发来的消息。
当遇到类型为1的消息,则作为结束信号,取消该队列,并退出SERVER。
SERVER每接收到一个消息后显示一句“(server)received”。
CLIENT端使用Key为75的消息队列,先后发送类型从10到1的消息,然后退出。
最后的一个消息,既是SERVER端需要的结束信号。
CLIENT每发送一条消息后显示一句“(client)sent”。
父进程在均退出后结束。
CLIENT和SERVER.
第六题:
共享存储区的创建,附接和断接
用一个程序为“引子”,先后fork()两个子进程,SERVER和
CLIENT,进行通信。
SERVER端建立一个KEY为75的共享区,并将第一个字节置为-1.作为数据空的标志.等待其他进程发来的消息.当该字节的值发生变化时,表示收到了该消息,进行处理.然后再次把它的值设为-1.如果遇到的值为0,则视为结束信号,取消该队列,并退出SERVER.SERVER每接收到一次数据后显示”(server)received”.CLIENT端建立一个为75的共享区,当共享取得第一个字节为-1时,Server端空闲,可发送请求.
CLIENT随即填入9到0.期间等待Server端再次空闲.进行完这些操作后,CLIENT退出.CLIENT每发送一次数据后显示”(client)sent”.父进程在SERVER和CLIENT均退出.
后结束
四打印的源程序及附上的注释和运行结果
1.进程的创建:
代码:
#include<
stdio.h>
main()
{
intp1,p2;
if(p1=fork())//获得子进程号,在父进程内。
putchar('
b'
);
else//在子进程内
{
if(p2=fork())//子进程创建成功
c'
elseputchar('
a'
//孙子进程执行
}
}
运行结果:
分析:
从进程执行并发来看,输出abc的排列都是有可能的。
原因:
fork()创建进程所需的时间虽然可能多于输出一个字符的时间,但各个进程的时间片的获得却不是一定是顺序的,所以输出abc的排列都是有可能的。
2.进程的控制
未加锁代码:
intp1,p2,i;
if(p1=fork())
for(i=0;
i<
100;
i++)
printf(parent%d\n,i);
wait(0);
//保证在子进程终止前,父进程不会终止
exit(0);
else
if(p2=fork())
printf(son%d\n,i);
printf(grandchild%d\n,i);
由于函数printf()输出的字符串之间不会被中断,因此,每个字符串内部的字符顺序输出时不变。
但是,由于进程并发执行时的调度顺序和父子进程的抢占处理机问题,输出字符串的顺序和先后随着执行的不同而发生变化。
这与打印单字符的结果相同。
加锁后代码:
unistd.h>
if(p1=fork())
lockf(1,1,0);
printf(child%d\n,i);
lockf(1,0,0);
else
lockf(1,1,0);
i++)printf(son%d\n,i);
i++)printf(daughter%d\n,i);
解锁标准输出lockf(1,0,0)锁定标准输出设备,lockf(1,1,0)分析:
因为上述程序执行时,
设备,在lockf(1,1,0)与lockf(1,0,0)中间的for循环输出不会被中断,加锁与不加锁效果不相同。
3.软中断通信
signal.h>
voidwaiting(),stop();
intwait_mark;
intp1,p2;
if(p1=fork())/*创建子进程p1*/
if(p2=fork())/*创建子进程p2*/
wait_mark=1;
signal(SIGINT,stop);
/*接收到^c信号,转stop*/
waiting();
kill(p1,16);
/*向p1发软中断信号16*/
kill(p2,17);
/*向p2发软中断信号17*/
/*同步*/
printf(parentprocessiskilled!
\n);