linux操作系统实验五.docx
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linux操作系统实验五
实验五进程管理子系统——进程控制
实验类别：
设计型实验时数：
6学时
开课单位：
计算机学院实验地点：
健翔校区计算中心
一、实验目的
◆掌握进程的概念，深入理解进程的含义。
认识并理解并发环境中进程执行的实质问题，了解构成并发机制的进程创建过程。
能够使用系统调用完成进程创建，形成多个进程并发的环境。
◆了解在进程创建后通过对进程控制的系统调用，可实现对进程的有效控制。
掌握在进程执行中对进程进行睡眠、同步、撤销等控制方法。
◆进一步认识并发执行的实质，分析进程竞争资源的现象，学习解决进程互斥的方法。
二、实验环境
操作系统：
任何Unix/Linux及SunSolaris或windows系列
应用系统：
gcc编译器。
若OS为windows系列，则还需相应的模拟环境
三、预备知识
1、LINUX系统中进程的含义
在LINUX中，进程既是一个独立拥有资源的基本单位，又是一个独立调度的基本单位。
进程是并发环境中的实体，每个进程用一个task_struct的数据结构来表示，用来管理系统中的进程，因而task_struct就是LINUX系统中的PCB。
另外，系统内核中还有一个task向量表，是指向系统中每一个task_struct数据结构的指针的数组，因而task向量表就是LINUX系统中的PCB表。
2、LINUX中的进程创建
除了init进程外，LINUX中的所有进程都是由其他进程创建的。
LINUX中提供了系统调用fork和clone，可被进程用来创建子进程。
但系统调用fork和clone其实都是调用内核函数do_fork（），通过克隆当前进程来创建子进程的。
四、实验内容
本实验要求在LINUX/UNIX环境下用C语言编写三个多进程并发执行的程序，基本涉及了LINUX/UNIX进程管理子系统中较为常用的有关进程控制的系统调用。
实验内容如下：
（1）使用fork（）系统调用创建进程，使父、子进程分别运行不同的代码（要求子进程在父进程之前运行）：
子进程：
①以长格式显示当前目录的情况；②分屏显示file1的内容。
父进程：
①对1—100之间的自然数求和；②分屏显示file2的内容。
程序可能涉及到的系统调用：
fork（）,exec（）,wait（）
#include
#include
#include
#include
#include
intmain（）
{
intp1,p2;
inti,n=0;
p1=fork（）;
if（p1==0）
{
//system（"more-dcfile1"）;
execl（"/bin/ls","ls","-l",0）;
exit
（1）;
}
elseif（p1>0）
{
wait（NULL）;
//system（"more-dcfile2"）;
p2=fork（）;
if（p2==0）
{
execl（"/bin/cat","cat","file1",0）;
}
elseif（p2>0）
{
wait（NULL）;
for（i=1;i<=100;i++）
{
n=n+i;
}
printf（"theaddof1-100is:
%d\n",n）;
execl（"/bin/cat","cat","file2",0）;
exit
（1）;
}
}
else
printf（"forkfailed.\n"）;
return0;
}
（2）编程实现三个进程的并发执行（即父进程同其分别创建的两个子进程同时运行），此程序运行使系统中有三个活动进程存在。
控制让每个进程在屏幕上显示一个字符串（为了便于理解，可以是有意义的一句话）。
比如子进程显示”daughter…”及”son…”，父进程显示”parent…”。
试观察屏幕上的显示结果，并对输出结果进行分析。
程序可能涉及到的系统调用及函数：
fork（）,printf（）
#include
#include
intmain（）
{
intp1,p2;
p1=fork（）;
if（p1==0）
{
printf（"子进程:
son\n"）;
}
elseif（p1>0）
{
p2=fork（）;
if（p2==0）
{
printf（"子进程:
daughter\n"）;
}
elseif（p2>0）
{
printf（"父进程:
parent\n"）;
}
}
else
printf（"forkfailed.\n"）;
return0;
}
（3）编程实现并发执行的父子进程通过管道实现通信。
要求父进程通过读标准输入，将读入的内容写入管道；子进程通过读管道，将读取的内容写到标准输出。
程序可能涉及到的系统调用及函数：
fork（），pipe（），read（），write（），close（）
#include
#include
#include
#include
#include
//charparent[]="Amessagetopipe'communication.\n";
intmain（）
{
intpid,fd[2];
charbuf[100];
charparent[100];
pipe（fd）;
pid=fork（）;
read（STDIN_FILENO,parent,100）;
if（pid>0）
{
close（fd[0]）;
printf（"parentprocesssendsamessagetochild.\n"）;
write（fd[1],parent,sizeof（parent））;
close（fd[1]）;
printf（"parentprocesswaitsthechildtoterminate.\n"）;
wait（0）;
printf（"parentprocessterminate.\n"）;
}
elseif（pid==0）
{
close（fd[1]）;
read（fd[0],buf,100）;
printf（"Themessagereadbychildprocessfromparentis:
%s\n",buf）;
close（fd[0]）;
printf（"childprocessterminate.\n"）;
}
else
printf（"forkfailed.\n"）;
return0;
}
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