西化大学操作系统原理上机实践报告(2)

西华大学数学与计算机学院上机实践报告
课程名称：操作系统原理年级：2010级上机实践成绩：
指导教师：严兵姓名：..
上机实践名称：操作系统系统调用的使用学号：…上机实践日期：2013.5.14
上机实践编号：组号：上机实践时间：8:20-9:30
一、实验目的
熟悉Linux环境下C语言编译器的使用。

掌握操作系统中有关进程创建、进程同步、进程互斥以及进程间通信相关系统调用的使用，按照要求书写实验报告。

二、实验内容和要求
1.输入并调试完成下图所示程序，多次反复执行时的结果如何？抓取程序输入图片和程序执行图片，并自己分析产生这样结果的原因，划出程序流程图，并说明fork()的功能
2.输入并调试完成下图所示程序，抓取程序输入图片和程序执行图片，并就执行的结果的正确性进行说明及说明产生此执行结果的原因，然后根据你对执行结果的判断，划出程序流程图，并说明本程序中pipe()，write()，read()他们的功能。

3.输入并调试完成下图所示程序，抓取程序输入图片和程序执行图片，并就执行的结果进行说明，划出程序流程图，并简要说明该程序工作原理。

4.输入并调试完成下图所示程序，抓取程序输入图片和程序执行图片，并就执行的结果进行说明。

重点说明该程序完成的功能，该程序运行中最多时产生多少个进程，这些进程相互是什么关系？本程序中有无信号量，分别是哪些？操作系统原理中提到的P、V操作在那些位置？哪些地方是P操作，哪些地方又是V操作？请详细说明。

（此题如时间不足则可只回答问题，可不上机通过，编译命令：gcc -o yb4 yb4.c -lcurses）
三、工作环境
1.硬件环境
微型计算机（Intel x86系列CPU）一台（至少512M内存）
2.软件环境
Windows2000/XP或以上版本Windows操作系统
四、实验过程说明
1.准备工作说明
熟悉Linux操作系统，熟悉实验内容。

2.安装过程说明以及附图
见实验一。

3.命令或系统配置试验说明及附图(或程序代码输入调试、程序编译、链接、执行及结
果附图，代码说明、程序流程图、重要系统调用说明等)
（1）调试成下图所示程序，多次反复执行时的结果如何？抓取程序输入图片和程序执行图片，并自己分析产生这样结果的原因，划出程序流程图，并说明fork()的功能。

代码：
编译执行：
执行结果：
说明：
fork（）创建子进程。

本程序中父进程与子进程同时运行fork（）下面的程序，当pid=0时，为子进程，pid>0时，为父进程，则子进程输出This is a child i=158234,父进程输出This is parent i=13466425,并且是交替输出。

（2）输入并调试完成下图所示程序，抓取程序输入图片和程序执行图片，并就执行的结果的正确性进行说明及说明产生此执行结果的原因，然后根据你对执行结果的判断，划出程序流程图，并说明本程序中pipe()，write()，read()他们的功能。

代码：
编译执行：
结果：
说明：
通过pipe（fd）创建一个管道，fd[0],fd[1]分别为父节点和字节点，相当于两个文件，再通过fork（）创建一个子进程，当子进程运行时，向管道中写入This is an example,并正常退出，则父进程通过wait（0）等待子进程运行完了后，再运行读操作，将管道中的数据读到s中，并进行输出。

（3）输入并调试完成下图所示程序，抓取程序输入图片和程序执行图片，并就执行的结果进行说明，划出程序流程图，并简要说明该程序工作原理。

代码：
编译执行：
执行结果：
说明：
首先通过pipe（fd）创建管道，在通过fork（）创建子进程p1，p1进程运行时，先将管道进行锁定，使其他进程无法占用，并向管道中写入child process p1 is sending messages!,接着睡眠5秒，再将管道进行释放，并正常退出；另外，父进程执行else程序，并再创建一
个子进程p2，并对管道进行锁定，向管道中写入，child process p2 is sending messages,接着睡眠5秒，并释放管道，正常退出，此时，父进程执行第一个wait（）时，表示当p1子进程都执行完成后，再将管道中的内容读出来。

父进程执行第二个wait（）时，表示当p2子进程都执行完成后，再将管道中的内容读出来。

（4）输入并调试完成下图所示程序，抓取程序输入图片和程序执行图片，并就执行的结果进行说明。

重点说明该程序完成的功能，该程序运行中最多时产生多少个进程，这些进程相互是什么关系？本程序中有无信号量，分别是哪些？操作系统原理中提到的P、V操作在那些位置？哪些地方是P操作，哪些地方又是V操作？请详细说明。

（此题如时间不足则可只回答问题，可不上机通过，编译命令：gcc -o yb4 yb4.c -lcurses）
说明：
该程序的主要功能是演示多个进程之间的同步和互斥关系，通过设置生成多个进程，设置相应的信号量，说明某些进程之间存在的关系。

本程序运行时最多产生5个进程，每个进程存在着同步和互斥的关系，例如当进程i运行的时候，进程（i+1）%5就会被锁定，只有当释放进程i的时候，进程(i+1)%5才可以运行。

此外，当申请的信号量分配完时，有些进程会被阻塞，即存在着争夺处理机的使用权问题。

程序中的信号量有：proc[i],其中i=0,1,2,3,4,，以及Int count都是其中的信号量。

程序中出现P,V操作的地方：
首先是有static struct sembuf lock={0,-1,SEM_UNDO}和static struct sembuf lock={0,-1,SEM_UNDO}所定义的信号量的申请与释放。

此外，在程序中涉及到Lock的地方就是实现P操作，涉及到unlock的程序段就是实现V操作。

五、总结
经过此次试验，熟悉Linux环境下C语言编译器的使用。

掌握操作系统中有关进程创建、进程同步、进程互斥以及进程间通信相关系统调用的使用
六、参考书籍:
1.《Linux操作系统》马季兰电子工业出版社
2.《计算机操作系统教程》张尧学清华大学出版社。