操作系统实验二 进程管理.docx

1、操作系统实验二 进程管理操作系统实验实验二 进程管理学号 姓名 班级 华侨大学电子工程系实验目的 1、理解进程的概念，明确进程和程序的区别。2、理解并发执行的实质。3、掌握进程的创建、睡眠、撤销等进程控制方法。 实验内容与要求 基本要求：用C语言编写程序，模拟实现创建新的进程；查看运行进程；换出某个进程；杀死进程等功能。 实验报告内容1、进程、进程控制块等的基本原理。进程是现代操作系统中的一个最基本也是最重要的概念，掌握这个概念对于理解操作系统实质，分析、设计操作系统都有其非常重要的意义。为了强调进程的并发性和动态性，可以给进程作如下定义：进程是可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程，是系

2、统进行资源分配和调度的一个独立单位。进程又就绪、执行、阻塞三种基本状态，三者的变迁图如下： I/O完成 时间片完 进程调度 I/O请求由于多个程序并发执行，各程序需要轮流使用CPU，当某程序不在CPU上运行时，必须保留其被中断的程序的现场，包括：断点地址、程序状态字、通用寄存器的内容、堆栈内容、程序当前状态、程序的大小、运行时间等信息，以便程序再次获得CPU时，能够正确执行。为了保存这些内容，需要建立个专用数据结构，我们称这个数据结构为进程控制块PCB （Process Control Block）。进程控制块是进程存在的惟一标志，它跟踪程序执行的情况，表明了进程在当前时刻的状态以及与其它进程

3、和资源的关系。当创建一个进程时，实际上就是为其建立一个进程控制块。在通常的操作系统中，PCB应包含如下一些信息：1 进程标识信息。为了标识系统中的各个进程，每个进程必须有惟一的标识名或标识数。 位置信息。指出进程的程序和数据部分在内存或外存中的物理位置。 状态信息。指出进程当前所处的状态，作为进程调度、分配CPU的依据。 进程的优先级。一般根据进程的轻重缓急其它信息。这里给出的只是一般操作系统中PCB所应具有的内容，不同操作系统的PCB结构是不同的，我们将在2.8节介绍Linux系统的PCB结构。程度为进程指定一个优先级，优先级用优先数表示。 进程现场保护区。当进程状态变化时（例如一个进程放弃

4、使用CPU），它需要将当时的CPU现场保护到内存中，以便再次占用CPU时恢复正常运行，有的系统把要保护的CPU现场放在进程的工作区中，而PCB中仅给出CPU现场保护区起始地址。 资源清单。每个进程在运行时，除了需要内存外，还需要其它资源，如I/O设备、外存、数据区等。这一部分指出资源需求、分配和控制信息。 队列指针或链接字。它用于将处于同一状态的进程链接成一个队列，在该单元中存放下一进程PCB首址。其它信息。这里给出的只是一般操作系统中PCB所应具有的内容，不同操作系统的PCB结构是不同的，我们将在2.8节介绍Linux系统的PCB结构。2、程序流程图。3、程序及注释。 #include#in

5、clude#includestruct jincheng_type / 定义表示进程信息的结构体 int pid; /进程ID int youxian; /优先级 int daxiao; /大小 int zhuangtai; /进程的状态，这里用0表示没有建立或被杀死，1表示执行，2表示换出 int info; /内容;struct jincheng_type neicun20; /定义20个内存单位给进程使用int shumu=0,guaqi=0,pid,flag=0; /定义正在执行进程数目，被挂起进程数目，进程ID，运行标志位void create() /函数创建一个新进程 if(shu

6、mu=20) printf(n内存已满，请先换出或杀死进程n); /判断内存空间是否已满 else for(int i=0;i20;i+) if(neicuni.zhuangtai=0) break; /选出空着的内存单元给新进程使用 printf(n请输入新进程pidn); /输入新进程ID存至选出的内存单元 scanf(%d,&(neicuni.pid); for(int j=0;ji;j+) if(neicuni.pid=neicunj.pid) /当输入的新进程与原有进程ID相同时，显示“该进程已存在” printf(n该进程已存在n); return; printf(n请输入新进程优

7、先级n); /输入新进程的优先级、大小和内容 scanf(%d,&(neicuni.youxian); printf(n请输入新进程大小n); scanf(%d,&(neicuni.daxiao); printf(n请输入新进程内容n); scanf(%d,&(neicuni.info); neicuni.zhuangtai=1; /将新进程的内存单元状态（zhuangtai）设成“1”，以表示存在且未被换出 shumu+; /正在运行的进程数目加一 void run() /函数查看正在运行的进程 for(int i=0;i20;i+) if(neicuni.zhuangtai=1) /将存在

8、且未被挂起（即zhuangtai=1）的进程显示出来，若存在这样的程序，则将flag设成1 printf(n pid=%d,neicuni.pid); printf(youxian=%d,neicuni.youxian); printf(daxiao=%d,neicuni.daxiao); printf(zhuangtai=%d,neicuni.zhuangtai); printf(info=%d,neicuni.info); flag=1; if(!flag) printf(n当前没有运行进程n); /若当前没有运行进程（即flag=0），则显示“当前没有运行进程”void huanchu(

9、) /函数换出进程 if(!shumu) /判断是否无进程存在 printf(n当前没有进程存在n); return; printf(n 输入唤出进程ID值); /输入需要换出的进程ID， scanf(%d,&pid); for(int i=0;i20;i+) if(pid=neicuni.pid) if(neicuni.zhuangtai=1) /若该ID代表的进程正在运行，则将其挂起，即将zhuangyai置成2，并将guaqi加一 neicuni.zhuangtai=2; guaqi+; printf(n已经成功换出进程n); else if(neicuni.zhuangtai=2) p

10、rintf(n要唤出的进程已被挂起n); /若该ID代表的进程已被挂起，即zhuangtai=2,则显示要唤出的进程已被挂起 flag=1; break; if(!flag) printf(n要唤出的进程不存在n); /若进程不存在，给出显示void kill() /函数杀死进程 if(!shumu) /判断是否无进程存在 printf(n当前没有进程存在n); return; printf(n 输入杀死进程的ID值); /读入要杀死的进程ID scanf(%d,&pid); for(int i=0;i20;i+) if(pid=neicuni.pid) if(neicuni.zhuangta

11、i=1) /若进程正在运行则再次询问是否要杀死，通过用户的反馈执行不同操作 printf(n该进程正在运行，您确定要杀死吗？n); printf(n请输入 1：确定；0：不确定 n); scanf(%d,&flag); if(flag) neicuni.zhuangtai=0; /将zhuangtai置为0，表示进程被杀死，并将shumu自减一 shumu-; printf(n已经成功杀死进程n); else printf(要杀死的进程正在运行n); else if(neicuni.zhuangtai=2) /若该进程已经被挂起，则直接杀死 neicuni.zhuangtai=0; shumu

12、-; printf(n已经成功杀死进程n); flag=1; break; if(flag=0) printf(n要杀死的进程不存在n); /若进程不存在，给出显示void huanxing() /函数唤醒进程 if(!shumu) /判断是否无进程存在 printf(n当前没有运行进程n); return; if(!guaqi) /判断是否无进程被挂起 printf(n当前没有挂起进程n); return; printf(n输入pidn); /输入需要唤醒进程ID scanf(%d,&pid); for(int i=0;i20;i+) if(pid=neicuni.pid) flag=fal

13、se; if(neicuni.zhuangtai=2) /判断该进程是否被挂起，若没有则将其唤醒并将guaqi自减一 neicuni.zhuangtai=1; guaqi-; printf(n已经成功唤醒进程n); else if(neicuni.zhuangtai=2) printf(n要唤醒的进程已被挂起n); /若目标进程已被挂起，则显示要唤醒的进程已被挂起 flag=1; break; if(!flag) printf(n要唤醒的进程不存在n); /若要唤醒的进程不存在，给出显示void viewall() /函数查看内存状态 for(int i=0;i20;i+) /显示所有20个内

14、存单元的状态 printf(n pid=%d,neicuni.pid); printf(youxian=%d,neicuni.youxian); printf(daxiao=%d,neicuni.daxiao); printf(zhuangtai=%d,neicuni.zhuangtai); printf(info=%d,neicuni.info); void main() /主函数 int n=1; int num; for(int i=0;i20;i+) /先将内存zhuangtai位清零 neicuni.zhuangtai=0; while(n) printf(n*n); /用户操作界面

15、 printf(n*n); printf(n*进程演示系统*n); printf(n 1.创建新的进程 2.查看运行进程 n); printf(n 3.唤出某个进程 4.杀死某个进程 n); printf(n 5.唤醒某个进程 6.查看内存状态 n); printf(n 7.退出进程 n); printf(n*n); printf(n请选择（1-7）n); scanf(%d,&num); switch(num) /功能选择 case 1:create();break; case 2:run();break; case 3:huanchu();break; case 4:kill();break

16、; case 5:huanxing();break; case 6:viewall();break; case 7:exit(0); default:n=0; flag=0; 4、程序运行演示与截图（1）创建新进程，依次建立进程1、2、3，图中为建立进程2。（2）查看运行的进程与查看内存状态（2）换出进程。图中以换出进程3为例。（4）此时再次查看运行的进程与查看内存状态，可以看到进程3已不在运行的进程中，内存状态中其zhuangtai标识等于2，表明进程3确实已被换出。（5）唤醒进程。图为将进程3唤醒。（6）此时再次查看运行的进程与查看内存状态，可以看到进程3重新出现在运行的进程中，且内存状态中其zhuangtai标识等于1，表明进程3已被成功唤醒。（7）杀死进程。图中以杀死进程3为例，并附以杀死后运行的进程与内存状态图，内存状态中进程3的zhuangtai=0，表示进程3已被杀死。5、实验结论通过这次实验，我了解到进程控制块(PCB)在进程管理中的重要作用，它跟踪程序执行的情况，表明了进程在当前时刻的状态以及与其它进程和资源的关系。多个程序并发的执行需要依靠对PCB的控制来实现。