第9章 系统调用及进程控制实验
进程控制实验报告
一、实验目的本次实验旨在通过Linux操作系统的实践操作，加深对进程控制概念的理解。
通过学习进程的创建、调度、同步、通信等基本操作，掌握进程控制的基本方法，并了解进程间通信的机制。
二、实验环境1. 硬件环境：Intel(R) Core(TM) i5-3210M CPU2.50GHz，4.00GB内存。
2. 软件环境：64位Linux操作系统。
三、实验内容1. 进程的创建与终止2. 进程的调度与优先级3. 进程同步与互斥4. 进程间通信四、实验步骤1. 进程的创建与终止（1）使用`fork()`函数创建子进程，通过比较返回值判断创建是否成功。
```cpid_t pid = fork();if (pid < 0) {perror("fork failed");exit(1);}```（2）使用`exit()`函数终止进程。
```cexit(0);```2. 进程的调度与优先级（1）使用`nice()`函数调整进程优先级。
```cnice(10); // 降低进程优先级```（2）使用`priority_seta()`函数设置进程优先级。
```cstruct sched_param param;param.sched_priority = 10;if (sched_setscheduler(pid, SCHED_RR, ¶m) == -1) { perror("sched_setscheduler failed");exit(1);}```3. 进程同步与互斥（1）使用`semaphore_t`类型的信号量实现进程同步。
```csemaphore_t sem;sem_init(&sem, 0, 1);sem_wait(&sem);// 执行临界区代码sem_post(&sem);sem_destroy(&sem);```（2）使用`mutex_t`类型的互斥锁实现进程互斥。
操作系统进程控制实验报告
操作系统进程控制实验报告硬件环境：处理器：Intel(R) Core(TM) i5-3210M CPU @2.50GHz 2.50GHz安装内存：4.00GB系统类型：64位操作系统软件环境：Linux系统一、实验目的加深对于进程并发执行概念的理解。
实践并发进程的创建和控制方法。
观察和体验进程的动态特性。
进一步理解进程生命期期间创建、变换、撤销状态变换的过程。
掌握进程控制的方法，了解父子进程间的控制和协作关系。
练习Linux系统中进程创建与控制有关的系统调用的编程和调试技术。
二、实验步骤（1）分析实例实验（2）进行独立实验（3）思考并完成实验报告实验截图：思考：说明它们反映出操作系统教材中进程及处理机管理一节讲解的进程的哪些特征和功能？在真实的操作系统中它是怎样实现和反映出教材中讲解的进程的生命期、进程的实体和进程状态控制的。
你对于进程概念和并发概念有哪些新的理解和认识？子进程是如何创建和执行新程序的？信号的机理是什么？怎样利用信号实现进程控制？根据实验程序、调试过程和结果分析写出实验报告。
1.进程的概念：进程不仅是一段程序代码，还包括当前活动(通过程序计数器和寄存器中的内容来表示)，另外，进程还包括进程堆栈段，和数据段等。
2.并发概念：是指进程之间交替并发执行3.进程通过系统调用fork（）函数创建子进程，子进程由唯一的pid值标示，pid通常是一个整数值。
通过fork创建的子进程实际上是父进程的克隆体，通过复制原来进程的地址空间而成，父子进程同时执行fork之后的程序。
但是父子进程的pid值不同，可以通过对pid的判断，使父子进程执行不同的程序。
子进程如果想执行不同的程序，需要系统调用exec（）函数装入新的程序执行。
4.信号的机理：信号是用来通知进程某个特定的事件已经发生。
信号是由特定的事件产生，信号必须要发送到进程，一旦发送，进程必须得到处理。
信号可以可以有系统默认处理也可以用户自定义处理。
进程控制实验报告
进程控制实验报告进程控制实验报告引言：进程控制是操作系统中的重要概念之一，它负责管理和调度计算机系统中的各个进程，确保它们能够按照一定的顺序和优先级进行执行。
本实验旨在通过编写一个简单的进程控制程序，加深对进程控制的理解，并探索其在实际应用中的作用。
实验目的：1. 理解进程控制的基本概念和原理；2. 掌握进程创建、终止和切换的方法；3. 熟悉进程调度算法的实现；4. 分析进程控制在实际应用中的意义和效果。
实验过程：本次实验中，我们选择使用C语言编写一个简单的进程控制程序，通过创建多个进程并进行调度，观察它们的执行顺序和状态变化。
首先，我们定义了一个进程结构体，包含进程ID、进程状态和进程优先级等信息。
然后，我们编写了创建进程的函数，通过调用系统调用接口fork()来创建新的进程，并为其分配唯一的进程ID。
在进程创建完成后，我们实现了一个简单的进程调度算法，根据进程的优先级和状态来决定下一个要执行的进程。
我们使用了优先级队列来管理进程，将优先级高的进程排在队列的前面，以确保它们能够优先执行。
接下来，我们模拟了进程的运行过程，通过设置进程的状态和优先级，来模拟进程的创建、终止和切换。
我们观察到，当一个进程被创建时，它会被添加到就绪队列中，等待系统调度执行。
当一个进程的时间片用完或者发生阻塞时，它会被暂停并切换到下一个就绪进程执行。
实验结果：通过多次运行实验程序，我们观察到进程的创建、终止和切换过程。
我们发现，进程的创建是一个相对较慢的过程，而进程的切换则非常迅速。
这是因为进程的创建需要为其分配资源和初始化环境，而进程的切换只需要保存和恢复进程的状态即可。
我们还发现，进程的优先级对于进程的执行顺序有重要影响。
当一个进程的优先级较高时，它会被优先执行，而其他进程则需要等待。
这使得系统能够根据进程的重要性和紧急程度来进行合理的调度，提高系统的效率和响应速度。
讨论与总结：进程控制是操作系统中非常重要的一部分，它负责管理和调度计算机系统中的各个进程。
实验一 进程控制实验
实验一进程控制实验实验目的1、掌握进程的概念，了解进程的结构、状态，认识进程并发执行的实质。
2、熟悉进程控制相关的命令。
3、能够使用系统调用完成进程的创建，形成多进程并发执行的环境.4、了解进程控制的系统调用，可实现对进程的有效控制实验基础一、LINUX进程引入进程概念，是为了描述多道程序的并发执行。
为了执行一个程序，首先要创建进程。
资源足够时，os为进程分配内存资源。
操作系统利用PCB来控制和管理进程，其中为每个进程赋予惟一的进程标识符就放在PCB中。
Linux操作系统本身的运行，就是由一系列服务进程和系统监控进程等组成的，在Linux 上运行的任何东西，包括每一个用户的工作也都是以进程的形式运行的。
与传统的进程一致，Linux进程也主要有3部分组成：程序段、数据段和进程控制块。
程序段存放进程执行的指令代码，具有可读、可执行、不可修改属性，但允许系统中多个进程共享这一代码段，因此程序与进程具有一对多的属性。
数据段是进程执行时直接操作的所有数据（包括变量在内），具有可读、可写、不可执行属性。
Linux中每个进程PCB的具体实现用一个名为task_struct的数据结构来表示，在Linux 内核中有个默认大小为512B的全局数组task，该数组的元素为指向task_struct结构的指针。
在创建新进程时，Linux将会在系统空间中分配一个task_struct结构，并将其首地址加入到task数组。
当前正在运行的进程的task_struct结构由一个current指针来指示。
Linux 2.4.20内核版本中的task_struct结构在include/linux/sched.h中定义。
其中的state成员描述了进程的当前状态，系统中的每个进程都将处于以下五种状态之一：（1）TASK_RUNNING：可运行态，表示进程正在运行，或准备运行（就绪）。
（2）TASK_INTERRUPUTIBLE：可中断等待态，表示进程在等待队列中等待某些条件的达成，一旦条件满足就被唤醒，也能够由其他进程通过信号或中断唤醒。
C语言操作系统系统调用和进程管理
C语言操作系统系统调用和进程管理在计算机编程中，C语言是一种广泛使用的高级编程语言，其功能强大且灵活，可以用于开发各种类型的应用程序。
在C语言中，操作系统系统调用和进程管理是两个重要的主题。
本文将深入探讨C语言中操作系统系统调用和进程管理的相关概念和技术。
一、操作系统系统调用操作系统系统调用是操作系统提供给应用程序的接口，应用程序可以通过调用系统调用来获得操作系统所提供的各种服务和功能。
C语言提供了一系列的库函数来直接调用操作系统的系统调用。
下面是一些常见的操作系统系统调用：1. 文件系统操作：C语言中的文件操作函数（如fopen、fread、fwrite、fclose等）就是通过操作系统的系统调用来实现的。
这些函数使得应用程序可以对文件进行读写、创建和删除等操作。
2. 进程创建和管理：操作系统提供了一些系统调用来创建和管理进程。
例如，fork系统调用可以创建一个新进程，exec系统调用可以在当前进程中执行一个新程序。
3. 进程间通信：操作系统提供了多种进程间通信的机制，例如管道、消息队列、共享内存等。
应用程序可以通过操作系统的系统调用来使用这些机制进行进程间的数据交换和通信。
4. 网络通信：操作系统提供了一系列网络相关的系统调用，例如socket、bind、listen等。
这些系统调用使得应用程序可以通过网络进行数据传输和通信。
二、进程管理进程是指计算机中正在运行的程序的实例。
操作系统负责管理和调度进程，以确保它们能够按照既定的规则和优先级进行执行。
C语言提供了一些函数和技术来实现对进程的管理。
1. 进程创建：使用fork系统调用可以在当前进程的基础上创建一个新的子进程。
子进程将会继承父进程的地址空间和资源，但是它有自己的独立执行流。
2. 进程执行：使用exec系列系统调用可以在当前进程中执行一个新的程序。
通过指定可执行文件的路径和参数，操作系统将会加载并执行该程序。
3. 进程间通信：进程间通信是多个进程之间进行数据交换和通信的一种机制。
进程管理实验报告分析(3篇)
第1篇一、实验背景进程管理是操作系统中的一个重要组成部分，它负责管理计算机系统中所有进程的创建、调度、同步、通信和终止等操作。
为了加深对进程管理的理解，我们进行了一系列实验，以下是对实验的分析和总结。
二、实验目的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. 分析进程争用资源的现象，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。
三、实验内容1. 使用系统调用fork()创建两个子进程，父进程和子进程分别显示不同的字符。
2. 修改程序，使每个进程循环显示一句话。
3. 使用signal()捕捉键盘中断信号，并通过kill()向子进程发送信号，实现进程的终止。
4. 分析利用软中断通信实现进程同步的机理。
四、实验结果与分析1. 实验一：父进程和子进程分别显示不同的字符在实验一中，我们使用fork()创建了一个父进程和两个子进程。
在父进程中，我们打印了字符'a'，而在两个子进程中，我们分别打印了字符'b'和字符'c'。
实验结果显示，父进程和子进程的打印顺序是不确定的，这是因为进程的并发执行。
2. 实验二：每个进程循环显示一句话在实验二中，我们修改了程序，使每个进程循环显示一句话。
实验结果显示，父进程和子进程的打印顺序仍然是随机的。
这是因为并发执行的进程可能会同时占用CPU，导致打印顺序的不确定性。
3. 实验三：使用signal()捕捉键盘中断信号，并通过kill()向子进程发送信号在实验三中，我们使用signal()捕捉键盘中断信号（按c键），然后通过kill()向两个子进程发送信号，实现进程的终止。
实验结果显示，当按下c键时，两个子进程被终止，而父进程继续执行。
这表明signal()和kill()在进程控制方面具有重要作用。
4. 实验四：分析利用软中断通信实现进程同步的机理在实验四中，我们分析了利用软中断通信实现进程同步的机理。
进程控制与进程通信程序实验报告
进程控制与进程通信程序实验报告一、引言进程是计算机系统中最基本的概念之一，是操作系统中最小的资源管理单位。
进程控制与进程通信是操作系统中重要的内容，涉及到进程的创建、调度和终止，以及进程间的信息传递和同步管理。
本实验旨在通过编写进程控制与进程通信程序，加深对操作系统中进程管理和通信机制的理解。
二、实验目的1. 理解进程的概念和特点，掌握进程的创建、调度和终止方法。
2. 掌握进程通信的基本原理和方法，包括共享内存、管道、消息队列和信号量等。
3. 能够编写简单的进程控制和进程通信程序。
三、实验内容1. 进程控制实验：编写一个程序，实现进程的创建、调度和终止。
通过调用系统调用函数，创建多个子进程，并通过进程控制函数实现父子进程的协作与同步。
2. 进程通信实验：编写一个程序，实现进程间的信息传递和同步管理。
通过共享内存、管道、消息队列或信号量等机制，实现不同进程之间的数据交换和共享。
四、实验步骤1. 进程控制实验：（1）创建父进程和子进程：使用fork()函数创建子进程，并通过判断返回值来区分父子进程。
（2）调度子进程：使用wait()函数等待子进程的结束，以实现父子进程的同步。
（3）终止子进程：使用exit()函数终止子进程的运行。
2. 进程通信实验：（1）共享内存：使用shmget()函数创建共享内存段，使用shmat()函数映射共享内存到进程的地址空间，实现共享数据的读写。
（2）管道：使用pipe()函数创建管道，使用fork()函数创建子进程，通过读写管道实现进程间的数据传输。
（3）消息队列：使用msgget()函数创建消息队列，使用msgsnd()函数向消息队列发送消息，使用msgrcv()函数从消息队列接收消息，实现进程间的消息传递。
（4）信号量：使用semget()函数创建信号量，使用semop()函数对信号量进行P操作和V操作，实现进程间的同步和互斥。
五、实验结果通过实验，我们成功实现了进程的创建、调度和终止，以及进程间的信息传递和同步管理。
操作系统实验-进程控制
实验一、进程控制实验1.1 实验目的加深对于进程并发执行概念的理解。
实践并发进程的创建和控制方法。
观察和体验进程的动态特性。
进一步理解进程生命期期间创建、变换、撤销状态变换的过程。
掌握进程控制的方法，了解父子进程间的控制和协作关系。
练习 Linux 系统中进程创建与控制有关的系统调用的编程和调试技术。
1.2 实验说明1）与进程创建、执行有关的系统调用说明 进程可以通过系统调用fork()创建子进程并和其子进程并发执行.子进程初始的执行映像是父进程的一个复本.子进程可以通过 exec()系统调用族装入一个新的执行程序。
父进程可以使用 wait()或 waitpid()系统调用等待子进程的结束并负责收集和清理子进程的退出状态。
fork()系统调用语法:pid_t#include <unistd.h>fork(void);fork 成功创建子进程后将返回子进程的进程号,不成功会返回-1.exec 系统调用有一组 6 个函数,其中示例实验中引用了 execve 系统调用语法:#include <unistd.h>const char * envp[]);path 要装const char *argv[],int execve(const char *path,入的新的执行文件的绝对路径名字符串.argv[] 要传递给新执行程序的完整的命令参数列表(可以为空).envp[] 要传递给新执行程序的完整的环境变量参数列表(可以为空).Exec 执行成功后将用一个新的程序代替原进程，但进程号不变，它绝不会再返回到调用进程了。
如果 exec 调用失败，它会返回-1。
wait() 系统调用语法:#include <sys/types.h>pid_t#include <sys/wait.h>wait(int *status);status 用pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int option);于保留子进程的退出状态pid 可以为以下可能值：-1 等待所有 PGID 等于 PID 的绝对值的子进程1 等待所有子进程0 等待所有 PGID 等于调用进程的子进程>0 等待 PID 等于 pid 的子进程 option 规定了调用 waitpid 进程的行为：WNOHANG 没有子进程时立即返回WUNTRACED 没有报告状态的进程时返回wait 和 waitpid 执行成功将返回终止的子进程的进程号，不成功返回-1。
进程的管理实验报告结论
一、实验背景及目的进程是操作系统中基本的活动单位，进程管理是操作系统核心功能之一。
为了深入理解进程的概念、进程状态转换、进程同步与互斥等知识，我们进行了进程管理实验。
本次实验旨在通过编写程序，模拟进程的创建、调度、同步与互斥等操作，加深对进程管理的理解。
二、实验内容及方法1. 进程创建与状态转换（1）使用系统调用fork()创建子进程，观察父进程和子进程的状态转换过程。
（2）使用系统调用exec()替换子进程的内容，观察子进程状态变化。
2. 进程调度（1）编写进程调度程序，实现最高优先数优先调度算法和先来先服务调度算法。
（2）模拟进程就绪队列，观察调度算法对进程执行顺序的影响。
3. 进程同步与互斥（1）使用信号量实现进程同步，观察进程同步效果。
（2）使用互斥锁实现进程互斥，观察进程互斥效果。
4. 进程通信（1）使用管道实现进程间通信，观察通信效果。
（2）使用共享内存实现进程间通信，观察通信效果。
三、实验结果与分析1. 进程创建与状态转换实验结果显示，使用fork()创建子进程后，父进程和子进程的状态均为运行态。
当父进程调用exec()替换子进程内容后，子进程状态变为僵尸态，父进程状态变为运行态。
这说明进程在创建和替换过程中，其状态发生了相应的变化。
2. 进程调度实验结果显示，最高优先数优先调度算法和先来先服务调度算法均能正确执行。
最高优先数优先调度算法下，优先级高的进程先执行；先来先服务调度算法下，先到达的进程先执行。
这说明两种调度算法均能实现进程的合理调度。
3. 进程同步与互斥实验结果显示，使用信号量实现进程同步时，进程能正确地按照规定的顺序执行；使用互斥锁实现进程互斥时，进程能正确地实现互斥访问共享资源。
这说明信号量和互斥锁在进程同步与互斥方面具有重要作用。
4. 进程通信实验结果显示，使用管道实现进程间通信时，进程能正确地接收和发送数据；使用共享内存实现进程间通信时，进程能正确地访问共享内存中的数据。
操作系统进程控制实验报告
操作系统实验报告实验题目：进程控制专业计算机科学与技术学生姓名班级学号 12006715 指导教师指导单位计算机学院日期 2014年11月13日一、实验目的1.学习和了解进程控制的基本和常用的系统调用fork wait sleep exit exec等等2. 查看 /usr/src/include/sched.h中的task_struct 数据结构，并分析Linux 操作系统进程状态。
3.通过进程创建的应用实例，深刻理解进程创建的过程将以下例题输入运行，并分析运行结果程序例题1#include <stdio.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>int main(void){pid_t pid;int data=5;if((pid=fork())<0){printf("fork error\n");exit(0);}else if(pid==0){data--;printf("child\'s data is:%d\n",data);exit(0);}else{printf("parent\'s data is:%d\n",data);}exit(0);}程序例题2用fork创建一个子进程，由其调用execve启动shell命令ps查看系统当前的进程信息#include <stdio.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>main( ){pid_t pid;char *path="/bin/ps";char *argv[5]={ "ps","-a","-x",NULL};printf(“Run ps with execve by child process:\n”);if((pid=fork( ))<0){printf(“fork error!”);exit(0);}else if (pid==0){if(execve(path,argv,0)<0){printf(“fork error!”);exit(0);}printf(“child is ok!\n”);exit(0);}wait( );printf(“it is ok!\n”);exit(0);}3.创建一个共享内存，实现一个生产者进程写共享内存，一个消费者进程读共享内存，并在写前读后输出写和读的内容。
操作系统进程管理实验报告
操作系统进程管理实验报告一、引言在现代计算机科学中，操作系统的进程管理是确保系统高效运行的关键环节。
本实验旨在通过观察和分析操作系统的进程管理行为，深入理解进程的创建、运行和终止过程，以及操作系统如何对进程进行调度和资源分配。
二、实验目标1、理解进程的基本概念、进程状态及转换。
2、掌握进程的创建、终止和调度方法。
3、观察和分析进程在运行过程中的资源消耗和调度行为。
4、分析操作系统对进程的资源分配和调度策略对系统性能的影响。
三、实验环境与工具本实验在Linux操作系统上进行，使用GNU/Linux环境下的工具进行进程的创建、监控和调度。
四、实验步骤与记录1、创建进程：使用shell命令“fork”创建一个新的进程。
记录下父进程和子进程的PID，以及它们在内存中的状态。
2、进程状态观察：使用“ps”命令查看当前运行进程的状态，包括进程的PID、运行时间、CPU使用率等。
同时，使用“top”命令实时监控系统的CPU、内存等资源的使用情况。
3、进程调度：在“crontab”中设置定时任务，观察系统如何根据预设的调度策略分配CPU资源给各个进程。
4、资源分配：通过修改进程的优先级（使用“nice”命令），观察系统如何调整资源分配策略。
5、终止进程：使用“kill”命令终止一个进程，并观察系统如何处理该进程占用的资源。
五、实验结果与分析1、创建进程：通过“fork”系统调用，成功创建了一个新的进程，并获取了父进程和子进程的PID。
在内存中，父进程和子进程的状态分别为“running”和“ready”。
2、进程状态观察：使用“ps”命令可以看到父进程和子进程的状态均为“running”，同时显示了它们的CPU使用率和运行时间等信息。
通过“top”命令，可以实时监控系统的CPU、内存等资源的使用情况，为进一步分析提供了数据支持。
3、进程调度：在“crontab”中设置定时任务后，系统会根据预设的调度策略以及各个进程的运行状态，动态地分配CPU资源给各个进程。
计算机操作系统实验-进程的控制
实验二：进程的控制1 ．实验目的通过进程的创建、撤消和运行加深对进程概念和进程并发执行的理解，明确进程与程序之间的区别。
进程概念和程序概念最大的不同之处在于：(1)进程是动态的，而程序是静态的。
(2)进程有一定的生命期，而程序是指令的集合，本身无“运动”的含义。
没有建立进程的程序不能作为1个独立单位得到操作系统的认可。
(3)1个程序可以对应多个进程，但1个进程只能对应1个程序。
进程和程序的关系犹如演出和剧本的关系。
(4)进程和程序的组成不同。
从静态角度看，进程由程序、数据和进程控制块（PCB）三部分组成。
而程序是一组有序的指令集合。
2 ．实验内容(1) 了解系统调用fork()、execvp()和wait()的功能和实现过程。
(2) 编写一段程序，使用系统调用fork()来创建两个子进程，并由父进程重复显示字符串“parent:”和自己的标识数，而子进程则重复显示字符串“child:”和自己的标识数。
(3) 编写一段程序，使用系统调用fork()来创建一个子进程。
子进程通过系统调用execvp()更换自己的执行代码，新的代码显示“new program.”。
而父进程则调用wait()等待子进程结束，并在子进程结束后显示子进程的标识符，然后正常结束。
3 ．实验步骤（1）gedit创建进程1.c（2）使用gcc 1.c -o 1编译并./1运行程序1.c#include<stdio.h>#include<sys/types.h>#include<unistd.h>#include<sys/wait.h>void main(){int id;if (fork()==0){printf("child id is %d\n",getpid());}else if (fork()==0){printf("child2 id is %d\n",getpid());}else{id=wait(NULL);printf("parent id is %d\n",getpid());}}（3）运行并查看结果（4）gedit创建进程2.c使用gcc 2.c -o 2编译并./2运行程序2.c1 #include<stdio.h>2 #include<stdlib.h>3 #include<sys/types.h>4 #include<unistd.h>5 #include<sys/wait.h>6 int main()7 {8 pid_t pid;9 char *a[]={"ls","-l","/etc/passwd",0};10 int result;11 pid=fork();12 if(pid<0)13 {printf("fork error!");}14 else if(pid==0)15 {16 printf("new program!\n");17 execvp("ls",a);18 exit(0);19 }20 else21 {22 int e=waitpid(pid,&result,0);23 printf("child peocess PID:%d\n",e);24 exit(0);25 }26 }（5）运行并查看结果4 ．思考（1）系统调用fork()是如何创建进程的？1）申请空白PCB 2）为新进程分配资源3）初始化进程控制块（初始化标识信息，初始化处理机状态信息，初始化处理机控制信息，）4）将新进程插入就绪队列(2)当首次将CPU 调度给子进程时，其入口在哪里？进程的进程控制块（PCB）结构中有指向其TTS（任务状态段）的指针，TTS里面存放着进程的入口。
操作系统进程管理实验报告
操作系统进程管理实验报告操作系统进程管理实验报告引言：操作系统是计算机系统中最核心的软件之一，它负责管理计算机硬件和软件资源，提供良好的用户体验和高效的计算服务。
其中，进程管理是操作系统的重要功能之一，它负责管理和调度计算机中的各个进程，确保它们能够有序地运行，并且能够合理地利用计算机资源。
本实验旨在通过实际操作，深入了解操作系统的进程管理机制，并通过编写简单的进程管理程序，加深对进程管理的理解。
一、实验目的本实验的主要目的是通过编写简单的进程管理程序，加深对操作系统进程管理机制的理解。
具体来说，我们将实现以下功能：1. 创建进程：能够创建新的进程，并为其分配资源。
2. 进程调度：能够根据进程的优先级和调度算法，合理地调度进程的执行顺序。
3. 进程同步：能够实现进程间的同步与互斥，避免资源竞争和死锁问题。
二、实验环境和工具本实验使用的实验环境和工具如下：1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：C++3. 开发工具：Visual Studio 2019三、实验过程和结果1. 进程创建在实验中，我们首先实现了进程的创建功能。
通过调用操作系统提供的系统调用接口，我们能够创建新的进程，并为其分配资源。
具体的实现过程涉及到进程控制块（PCB）的创建和初始化，以及资源的分配和管理。
通过编写测试程序，我们成功创建了多个进程，并验证了进程创建功能的正确性。
2. 进程调度进程调度是操作系统中非常重要的功能之一，它决定了进程的执行顺序和时间片的分配。
在实验中，我们实现了简单的进程调度算法，采用了轮转调度算法。
通过设计合适的数据结构和算法，我们能够按照一定的优先级和时间片大小，合理地安排进程的执行顺序。
通过编写测试程序，我们验证了进程调度功能的正确性。
3. 进程同步在多进程环境下，进程间的同步与互斥是非常重要的问题。
在实验中，我们实现了进程同步功能，通过使用信号量和互斥锁，实现了进程间的同步与互斥。
通过编写测试程序，我们验证了进程同步功能的正确性，并且能够避免资源竞争和死锁问题。
进程控制实验报告
进程控制实验报告进程控制实验报告一、实验目的本实验旨在通过实际操作，深入理解进程控制的概念、原理和实现方式，掌握进程控制的技巧和方法，提升解决实际问题的能力。
二、实验原理进程控制是操作系统内核的重要功能之一，它负责协调和管理系统中多个进程的执行顺序和资源分配。
进程控制的主要任务包括创建和终止进程、进程切换和进程同步等。
本实验将通过具体的操作，学习和体验进程控制的过程和细节。
三、实验步骤1.实验准备（1）了解和熟悉实验室环境，包括计算机硬件配置、操作系统版本等信息。
（2）准备实验材料，包括相关文档、软件工具等。
（3）明确实验任务和目的，制定实验计划。
2.创建进程（1）打开实验环境，启动操作系统。
（2）使用编程语言（如C语言）编写一个简单的程序，该程序将创建一个新的进程。
（3）编译并运行程序，观察和记录进程的创建过程。
3.进程切换（1）编写一个程序，该程序将在两个进程之间进行切换。
（2）运行程序，观察和记录进程切换的过程和效果。
4.进程同步（1）使用信号量或其他同步机制实现两个进程的同步。
（2）运行程序，观察和记录进程同步的过程和效果。
5.进程终止（1）编写一个程序，该程序将终止一个指定的进程。
（2）运行程序，观察和记录进程终止的过程和效果。
6.实验总结与报告编写（1）总结实验过程和结果，梳理实验中的问题和解决方法。
（2）编写实验报告，包括实验目的、原理、步骤、结果分析等。
四、实验结果与分析通过本次实验，我们成功地创建了一个新的进程，并实现了进程之间的切换、同步和终止。
在实验过程中，我们深入理解了进程控制的概念、原理和实现方式，掌握了进程控制的技巧和方法。
同时，我们也遇到了一些问题，如进程创建失败、进程切换不成功等，但通过仔细分析问题原因并采取相应的解决方法，最终成功解决了这些问题。
通过本次实验，我们不仅学到了专业知识，也提高了解决实际问题的能力。
五、实验结论与建议本次实验让我们更加深入地理解了进程控制的相关知识，并掌握了进程控制的基本操作方法。
进程控制 实验报告
进程控制实验报告进程控制实验报告一、引言进程控制是操作系统中的重要概念，它涉及到进程的创建、调度、终止等方面。
本篇实验报告将介绍我们在进程控制实验中所进行的工作和实验结果。
二、实验目的本次实验的目的是通过编写程序，了解进程的创建、调度和终止过程，并掌握相关的系统调用和操作。
三、实验环境我们使用的实验环境是Linux操作系统，并使用C语言编写程序。
四、实验步骤1. 进程创建在实验中，我们编写了一个简单的程序，用于创建新的进程。
通过调用系统调用fork()，我们可以在父进程中创建一个子进程。
子进程是父进程的副本，它们共享一些资源，但有各自独立的执行空间。
2. 进程调度在实验中，我们使用了系统调用exec()来进行进程调度。
通过调用exec()，我们可以在一个进程中执行另一个可执行文件。
这样，原来的进程将被替换为新的进程，并开始执行新的程序。
3. 进程终止在实验中，我们使用了系统调用exit()来终止一个进程。
当一个进程执行完毕或者遇到错误时，可以调用exit()来结束自己的执行。
同时，exit()函数还可以传递一个整数值作为进程的返回值，供其他进程获取。
五、实验结果通过实验，我们成功地创建了多个进程，并进行了调度和终止操作。
我们观察到，创建的子进程在父进程的基础上执行，并且具有独立的执行空间。
在调度过程中，我们能够看到进程的切换和执行结果的输出。
在终止过程中，我们成功地结束了进程的执行，并获取了进程的返回值。
六、实验总结通过本次实验，我们深入了解了进程控制的相关概念和操作。
我们通过编写程序，实际操作了进程的创建、调度和终止过程。
这些实验结果对于我们理解操作系统的工作原理和进程管理机制具有重要意义。
七、实验感想本次实验让我们深刻认识到进程控制在操作系统中的重要性。
进程的创建、调度和终止是操作系统能够高效运行的基础。
通过实验，我们不仅掌握了相关的系统调用和操作，还加深了对操作系统原理的理解。
八、实验改进在实验中，我们可以进一步扩展功能，例如实现进程间的通信和同步机制。
系统调用实验报告
一、实验目的1. 理解系统调用的概念和作用。
2. 掌握常用的系统调用及其使用方法。
3. 能够通过系统调用实现简单的程序功能。
二、实验环境1. 操作系统：Linux2. 编译器：gcc3. 编辑器：vim三、实验内容1. 系统调用简介系统调用是操作系统提供给用户程序的一组接口，用于请求操作系统的服务。
通过系统调用，用户程序可以访问硬件资源、文件系统、进程管理等。
常见的系统调用有：fork、exec、exit、open、read、write等。
2. 实验步骤（1）创建一个名为“system_call.c”的C语言源文件。
（2）编写一个简单的程序，使用系统调用实现以下功能：a. 创建一个子进程；b. 子进程执行一个指定的程序；c. 父进程等待子进程结束。
（3）编译程序，生成可执行文件。
```bashgcc system_call.c -o system_call```（4）运行程序，观察结果。
```bash./system_call```3. 实验代码```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/wait.h>int main() {pid_t pid;pid = fork(); // 创建子进程if (pid == -1) {perror("fork");exit(1);}if (pid == 0) {// 子进程执行指定的程序execlp("ls", "ls", "-l", (char )NULL); perror("execlp");exit(1);} else {// 父进程等待子进程结束int status;waitpid(pid, &status, 0);printf("Child process exited with status %d\n", status);}return 0;}```4. 实验结果与分析在终端运行程序后，可以看到子进程执行了`ls -l`命令，列出了当前目录下的文件信息。
系统调用实验报告
系统调用实验报告系统调用实验报告一、引言计算机操作系统是现代计算机系统的核心组成部分，它负责管理和协调计算机硬件和软件资源，为用户提供良好的使用环境。
在操作系统中，系统调用是用户程序与操作系统之间进行交互的关键接口。
二、实验目的本实验旨在深入理解系统调用的概念和原理，通过编写和调用系统调用接口，掌握系统调用的使用方法和注意事项。
三、实验环境本实验使用Linux操作系统，并借助C语言编写相关程序。
四、实验过程1. 系统调用的概念系统调用是操作系统提供给用户程序的一组函数接口，通过这些接口，用户程序可以向操作系统请求服务和资源。
系统调用可以分为进程控制、文件操作、设备管理、通信等多个类别，每个系统调用都有一个唯一的标识符和一组参数。
2. 系统调用的使用方法为了使用系统调用，我们需要包含相应的头文件，并通过系统调用号来调用对应的函数。
例如，要打开一个文件，可以使用open()系统调用，其原型为：```cint open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);```其中，pathname是文件路径，flags是打开方式，mode是权限设置。
通过调用open()函数，我们可以获取一个文件描述符，用于后续的文件操作。
3. 系统调用的注意事项在使用系统调用时，需要注意以下几点：- 参数传递：系统调用的参数传递通常使用寄存器或栈来完成，具体传递方式与操作系统和硬件平台相关。
- 错误处理：系统调用可能会返回错误码，表示调用失败。
因此，在调用系统调用后，需要检查返回值并进行相应的错误处理。
- 安全性：系统调用是操作系统提供的特权接口，用户程序需要通过操作系统的访问控制机制来确保系统调用的安全性。
五、实验结果通过编写和调用系统调用接口，我们可以实现各种功能，如文件读写、进程创建和管理、网络通信等。
这些功能可以大大扩展用户程序的能力，提高系统的灵活性和可扩展性。
六、实验总结系统调用是操作系统与用户程序之间的重要接口，它为用户程序提供了访问操作系统服务和资源的途径。
进程的管理和控制实验报告
进程的管理和控制实验报告实验目的：本实验旨在了解进程的管理和控制，掌握进程的创建、终止和状态转换等操作，并通过实际的代码编写和运行实验，加深对进程管理的理解。
实验原理：在操作系统中，进程是执行中的程序的实例。
进程管理涉及到创建新进程、终止现有进程、管理进程的状态等操作。
进程的创建：进程的创建可以通过系统调用fork()来完成。
fork()系统调用会创建一个新的进程，称为子进程，子进程将继承父进程的代码、数据和资源。
通过fork()的返回值来区分父子进程，父进程返回子进程的进程ID，子进程返回0。
进程的终止：进程的终止可以通过系统调用exit()来完成。
exit()系统调用会终止当前进程的执行，并返回一个退出状态码。
一个进程的终止也可以由其他进程通过发送终止信号来实现。
进程的状态转换：进程在执行过程中会经历不同的状态，包括就绪态、运行态、阻塞态等。
进程的状态转换可以通过系统调用来实现。
例如，当进程被阻塞时，可以通过系统调用sleep()将其状态转换为阻塞态，当等待的事件发生时，再将其状态转换为就绪态。
实验步骤：1. 编写一个简单的程序，包含进程的创建、终止和状态转换等操作。
2. 使用fork()系统调用创建子进程，并在子进程中执行一段代码。
3. 在父进程中对子进程进行管理，包括等待子进程的终止和获取子进程的退出状态码。
4. 在子进程中通过exit()系统调用终止进程的执行。
5. 在父进程中通过wait()系统调用等待子进程的终止，并获取子进程的退出状态码。
6. 在子进程中通过系统调用sleep()将进程的状态转换为阻塞态。
7. 在父进程中发送终止信号给子进程，观察子进程的终止情况。
实验结果与分析：经过实验，我们成功地创建了子进程并在子进程中执行了一段代码。
父进程能够正确地等待子进程的终止并获取子进程的退出状态码。
在子进程中使用sleep()系统调用后，观察到子进程的状态转换为阻塞态。
当父进程发送终止信号给子进程时，子进程能够正确地终止执行。
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说明：（1）实验相关ppt内容选自《操作系统课程设 计》的核心实验。 （2）该课程上课时间为2015年春季，全班人数共54 人。
第9章 系统调用及进程控制实验
提纲
提纲
实验目的
理解BIOS中断调用、系统调用以及C语言标准库 函数的联系和区别； 理解Linux API和系统调用的区别； 熟悉Linux下进程控制相关的系统调用，并熟练 使用相关函数完成进程控制的操作； 学习写makefile文件
提纲
实验内容
1．登录Linux系统； 2．在home目录下建立以自己学号为文件名的文件； 3．拷贝实验提供源代码至自己建立的文件； 4．阅读关于系统调用fork，exec，wait，exit，pipe等函数 （可通过man函数进行查询）； 5．编写makefile，用make编译源代码中fork.c，pipe.c，并填 写相关实验报告； 6．运行上一步生成的可执行文件，观察结果及进程，并填写 实验报告相关内容； 7．查阅资料，掌握信号和进程调度阅读signal.c代码，编译并 运行，另开终端，用ps和kill命令终止进程；
Linux提供系统调用，让用户进程能够调用内核函数。这 些系统调用允许用户操纵进程、文件和其他系统资源，从用户级 切换到内核级。也就是说，系统调用的执行会引起特权级的切换 ，是一种受约束的、为切换到保护核心的“函数调用”。普通函 数调用不会引起特权级的转换，一般不受约束。
实验算法（BIOS中断调用）
实验算法（API和系统调用的区别）
系统命令
系统调用 内核空间
用户编程接口API 用户空间
实验算法（makefile文件）
makefile文件：一个工程中的源文件可能不计其数，其按类型 、功能、模块分别放在若干目录中，makefile定义了一系列的规则来 指定哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新 编译，甚至进行更复杂的功能操作。makefile就像一个shell脚本一样 ，其中也可以执行操作系统的命令。Makefile文件需要按照某种语法 进行编写，文件中需要说明如何编译各个源文件并链接生成可执行文 件以及定义文件间的依赖关系。 make是一个命令工具，即解释makefile中指令的命令工具， 一般来说，大多数IDE都有这个命令，如Delph的make，VC的nmake ，GNU的make。 makefile带来的好处就是：“自动化编译”，程序一旦写好， 只需要一个make命令。整个工程自动编译，极大提高了软件开发的效 率。
BIOS中断服务程序实质上是微机系统中软件与硬件之 间的一个可编程接口，主要用于程序软件功能与微机硬件之 间连接。BIOS中断服务“封装”了许多系统底层的细节，使 得一些用户程序也能够使用BIOS功能。
实验算法（C语言标准库）
C语言标准库是利用系统调用来实现的，它将依赖 于系统的系统调用封装起来，而对开发者透明。系统调用的 实现在内核完成，而C语言标准库则在用户态实现，标准库 函数完全运行在用户空间。
实验算法（文件描述符）
标准输入 进程的文件描述表
0 1 2 3 4 5 6 7
键盘
标准输出 标准报错 显示器
file1
. . . .
file2
实验算法（输入输出重定向）
实验算法（进程通信机制——管道）
命令1
命令1的输出
管道
命令2的输入
命令2
命令2的输出
管道
„
管道
命令N的输入
命令N
管道是半双工的，数据只能向一个方向流动；需要双方通 信时，需要建立起两个管道；管道只能用于父子进程或者兄弟进程 之间（具有“亲缘”关系的进程）；管道单独构成一种独立的文件 系统：管道对于管道两端的进程而言就是一个文件，但它不是普通 的文件，它不属于某种文件系统，而是自立门户，并且只存在于内 存中。
提纲
实验示例（函数示例）
pid_t fork( void);//pid_t 是一个宏定义，其实质是int 返回值： 若成功调用一次则返回两个值，子进程返回0，父进程返回子进程 ID；出错返回-1。 int pipe(int fd[2]) 函数传入值 fd[2]:管道的两个文件描述符，fd[0]是管道读出端，fd[1]是管道 写入端 返回值：成功返回 0，失败返回 -1。 功能：创建一个管道，把管道的读和写文件描述符放到数组fildes中， fildes[0]元素作为管道的输入描述符，fildes[1]元素作为管道的输出描述符。 int dup2(int oldfd, int targetfd) dup2函数允许调用者规定一个有效描述符oldfd和目标描述符的targetfd。 dup2函数成功返回时，目标描述符（dup2函数的第二个参数）将变成源描 述符（dup2函数的第一个参数）的复制品，换句话说，两个文件描述符现 在都指向同一个文件，并且是函数第一个参数指向的文件。 功能：把oldfd文件描述符复制到targetfd，使oldfd和算法（系统调用）
操作系统的主要功能是为应用程序的运行创建良好的环 境，为了达到这个目的，内核提供一系列具备预订功能的多内核 函数，通过一组称为系统调用（system call）的接口呈现给用户 。系统调用把应用程序的请求传给内核，调用相应的内核函数完 成所需的处理，将处理结果返回给应用程序，如果没有系统调用 和内核函数，用户将不能编写大型应用程序。