操作系统课程设计进程创建系统说明书.docx
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操作系统课程设计进程创建系统说明书
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实践教学
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兰州理工大学
计算机与通信学院
2010年秋季学期
操作系统原理课程设计
题目：
进程创建系统
专业班级：
计算机科学与技术2班
姓名：
桌面小箭头
学号：
0123456789
指导老师：
兰州理工
成绩：
目录
前言3
摘要4
正文5
一、设计思想5
二、实验目的6
三、实验内容6
四、实验步骤7
1、需求分析7
2、概要设计7
3、各模块的伪码算法8
（1）.使用系统调用fork（）创建两个子进程的程序8
（2）.修改程序之后，每一个进程循环显示一句话的程序：
9
五．调试分析11
总结15
致谢16
参考文献17
附录：
程序源代码18
前言
本课程设计是实现进程创建系统，我们还将学到有关进程的相关概念。
Linux操作系统是面向多用户的.在同一时间可以有许多用户向操作系统发出各种命令.那么操作系统是怎么实现多用户的环境呢?
在现代的操作系统里面,都有程序和进程的概念.那么什么是程序,什么是进程呢?
通俗的讲程序是一个包含可以执行代码的文件,是一个静态的文件.而进程是一个开始执行但是还没有结束的程序的实例.就是可执行文件的具体实现.一个程序可能有许多进程,而每一个进程又可以有许多子进程.依次循环下去,而产生子孙进程.当程序被系统调用到内存以后,系统会给程序分配一定的资源（内存,设备等等）然后进行一系列的复杂操作,使程序变成进程以供系统调用.在系统里面只有进程没有程序,为了区分各个不同的进程,系统给每一个进程分配了一个ID（就象我们的身份证）以便识别.为了充分的利用资源,系统还对进程区分了不同的状态.将进程分为新建,运行,阻塞,就绪和完成五个状态.新建表示进程正在被创建,运行是进程正在运行,阻塞是进程正在等待某一个事件发生,就绪是表示系统正在等待CPU来执行命令,而完成表示进程已经结束了，系统正在回收资源。
摘要
创建一个进程的系统调用很简单.我们只要调用fork函数就可以了. 当一个进程调用了fork以后,系统会创建一个子进程.这个子进程和父进程不同的地方只有他的进程ID和父进程ID,其他的都是一样.就象符进程克隆（clone）自己一样.当然创建两个一模一样的进程是没有意义的.为了区分父进程和子进程,我们必须跟踪fork的返回值.当fork掉用失败的时候（内存不足或者是用户的最大进程数已到）fork返回-1,否则fork的返回值有重要的作用.对于父进程fork返回子进程的ID,而对于fork子进程返回0.我们就是根据这个返回值来区分父子进程的.父进程为什么要创建子进程呢?
前面我们已经说过了Linux是一个多用户操作系统,在同一时间会有许多的用户在争夺系统的资源.有时进程为了早一点完成任务就创建子进程来争夺资源.一旦子进程被创建,父子进程一起从fork处继续执行,相互竞争系统的资源.有时候我们希望子进程继续执行,而父进程阻塞直到子进程完成任务.这个时候我们可以调用wait或者waitpid系统调用。
关键词：
进程的创建，进程的概念
正文
一、设计思想
进程创建系统的实现
1设计目的
（1）加深对操作系统系统调用功能和进程概念的理解，明确进程和程序的区别。
（2）掌握Linux中进程的创建方法，进一步理解进程的并发执行。
2设计要求
1、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'和字符'c'。
试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。
2、修改上述程序，每一个进程循环显示一句话。
子进程显示'daughter…'及'son……'，父进程显示'parent……'，观察结果，分析原因。
二、实验目的
（1）加深对操作系统系统调用功能和进程概念的理解，明确进程和程序的区别。
（2）掌握Linux中进程的创建方法，进一步理解进程的并发执行。
（3）学生通过该题目的设计过程，可以初步掌握进程创建系统的原理、软件开发方法并提高解决实际问题的能力。
三、实验内容
1、了解UNIX的命令及使用格式，熟悉UNIX/LINUX的常用基本命令，练习并掌握UNIX提供的vi编辑器来编译C程序，学会利用gcc、gdb编译、调试C程序。
2、编写程序，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，如父进程显示'a'，子进程分别显示字符'b'和字符'c'。
试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因；修改程序，每一个进程循环显示一句话，如子进程显示'daughter…'及'son……'，父进程显示'parent……'，观察结果，分析原因。
四、实验步骤
a）需求分析
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'和字符'c'。
修改上述程序，每一个进程循环显示一句话。
子进程显示'daughter…'及'son……'，父进程显示'parent……'，观察结果，分析原因。
2、概要设计
本程序用到的抽象的数据有：
intp1,p2;inti；
主程序的流程图如下图（图一）：
图一
3、各模块的伪码算法
（1）.使用系统调用fork（）创建两个子进程的程序
#include
#include
#include
intchild1（）;
intchild2（）;
intmain（intargc,char**argv）
{
pid_tchild_pid;
inti,j;
if（（child_pid=fork（））==-1）{
return0;
}
if（child_pid==0）
returnchild1（）;
else{
if（（child_pid=fork（））==-1）{
return0;
}
if（child_pid==0）
returnchild2（）;
else{
{
printf（"a"）;
}
return0;
}
}
}
intchild1（）
{
{
printf（"b"）;
fflush（stdout）;
}
return0;
}
intchild2（）
{
{
printf（"c"）;
}
return0;
}
（2）.修改程序之后，每一个进程循环显示一句话的程序：
#include
#include
#include
intchild1（）;
intchild2（）;
intmain（intargc,char**argv）
{
pid_tchild_pid;
inti,j;
if（（child_pid=fork（））==-1）{
return0;
}
if（child_pid==0）
returnchild1（）;
else{
if（（child_pid=fork（））==-1）{
return0;
}
if（child_pid==0）
returnchild2（）;
else{
for（i=0;i<3;i++）{
printf（"Parent%d\n",i）;
printf（"Parent"）;
}
return0;
}
}
}
intchild1（）
{
inti,j;
for（i=0;i<3;i++）{
printf（"daughter%d\n",i）;
printf（"daughter"）;
fflush（stdout）;
}
return0;
}
intchild2（）
{
inti,j;
for（i=0;i<3;i++）{
printf（"son%d\n",i）;
printf（"son"）;
}
return0;
}
五、结果分析
1.使用系统调用fork（）创建两个子进程的程序的调试结果如下图：
图5-1运行结果图a
图5-2运行结果图b
图5-3运行结果图c
由上面的三个图可以看出来由于程序的并发执行，同一个程序运行的结果会有所区别。
2.修改程序之后，每一个进程循环显示一句话的调试结果如下图：
图5-4修改程序后运行结果a
图5-5修改程序后运行结果b
由上面的图可以看出来由于程序的并发执行，同一个程序运行的结果会有所区别。
总结
在这两周的操作系统课程设计中,我的题目是:
进程创建系统，,这两周课程设计中,通过该题目的设计过程，学会如何把学到的知识用于解决实际问题，锻炼了自己动手的能力。
一个人要完成所有的工作是非常困难和耗时的。
在以后的学习中我会更加注意各个方面的能力的协调发展。
在课程设计时遇到了很多的问题，在老师的帮助和对各种资料的查阅中将问题解决，培养了我自主动手，独立研究的能力，为今后在学习工作中能更好的发展打下了坚实的基础。
这次课程设计加强了我对计算机操作系统的认识，对我个人而言是对所学课程内容掌握情况的一次自我验证。
在其中我学习到了很多平时书本中无法学到的东西，积累了经验，锻炼了自己分析问题，解决问题的能力，并学会了如何将所学的各课知识融会，组织，配合学习，两周中我收益很大，学到很多。
致谢
能够完成这次操作系统课程设计，我要感谢我的指导老师刘嘉，她在我的课程设计过程中提出了指导性的方案和架构，并指引我阅读相关的资料和书籍，使我的能力得到了提高，养成了科学、严谨学习习惯。
在本次课程设计当中，有很多同学帮助我完成对程序的测试，对我的课程设计的完成起了不小的作用，在他们的帮助下，我才能够比较好的完成这次课程设计，在此一并表示感谢。
参考文献
1.汤子瀛，哲凤屏.《计算机操作系统》.西安电子科技大学学出版社.
2.王清，李光明.《计算机操作系统》.冶金工业出版社.
3.孙钟秀等.《操作系统教程》.高等教育出版社
4.曾明. 《Linux操作系统应用教程》.陕西科学技术出版社.
5.张丽芬，刘利雄.《操作系统实验教程》.清华大学出版社.
6.孟静， 《操作系统教程－－原理和实例分析》.高等教育出版社
7.周长林，《计算机操作系统教程》.高等教育出版社
8.张尧学，《计算机操作系统教程》，清华大学出版社
9.任满杰，《操作系统原理实用教程》，电子工业出版社
附录：
程序源代码
1.使用系统调用fork（）创建两个子进程的程序清单：
#include
#include
#include
intchild1（）;
intchild2（）;
intmain（intargc,char**argv）
{
pid_tchild_pid;
inti,j;
if（（child_pid=fork（））==-1）{
return0;
}
if（child_pid==0）
returnchild1（）;
else{
if（（child_pid=fork（））==-1）{
return0;
}
if（child_pid==0）
returnchild2（）;
else{
{
printf（"a"）;
}
return0;
}
}
}
intchild1（）
{
{
printf（"b"）;
fflush（stdout）;
}
return0;
}
intchild2（）
{
{
printf（"c"）;
}
return0;
}
2.修改程序之后，每一个进程循环显示一句话的程序清单：
#include
#include
#include
intchild1（）;
intchild2（）;
intmain（intargc,char**argv）
{
pid_tchild_pid;
inti,j;
if（（child_pid=fork（））==-1）{
return0;
}
if（child_pid==0）
returnchild1（）;
else{
if（（child_pid=fork（））==-1）{
return0;
}
if（child_pid==0）
returnchild2（）;
else{
for（i=0;i<3;i++）{
printf（"Parent%d\n",i）;
printf（"Parent"）;
}
return0;
}
}
}
intchild1（）
{
inti,j;
for（i=0;i<3;i++）{
printf（"daughter%d\n",i）;
printf（"daughter"）;
fflush（stdout）;
}
return0;
}
intchild2（）
{
inti,j;
for（i=0;i<3;i++）{
printf（"son%d\n",i）;
printf（"son"）;
}
return0;
}
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