最新Linux多进程并发执行实验

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操作系统实验04 Linux 多进程编程

操作系统实验04 Linux 多进程编程

《操作系统》实验报告实验序号:实验四实验项目名称:实验04 Linux 多进程编程学号1207022103 姓名陈华荣专业、班网络工程实验地点实1-311 指导教师李桂森实验时间2014.10.26一、实验目的及要求1.通过本实验的学习,使学生掌握Linux多进程编程的基本方法。

2.实验内容:利用Linux多进程实现题目所要求的功能。

3.以学生自主训练为主的开放模式组织教学二、实验设备(环境)及要求PC机三、实验内容与步骤1、编写一个显示“HELLO”的c语言程序,并利用GCC编译,然后运行此程序。

(提示:若没有gcc,需先安装gcc编译程序)指令:Apt-get install updateApt-get install gccCd /home/normaluesrTouch helloworld.cVim helloeorld.c在helloworld里编辑进:#include<stdio.h>Int main(){Printf(“helloworld”);Return 0;}然后用gcc进行编译运行:或者直接2、进程的创建:编制一程序,利用系统调用fork()创建两个子进程。

程序运行时,系统中有一个父进程和两个子进程活动,分别让他们显示“A”、“B”和“C”,分析程序运行结果。

3、用ctrl+alt+F2切换到第二个终端(tty2)并使用另外一个用户登录(可利用第二个实验创建的用户登录),然后使用who命令查看用户登录情况。

用ctrl+alt+F1切换到第二个终端(tty1),修改第二步的程序,在每个进程退出前都加上一个sleep(20)的函数来延缓进程的退出,然后运行此程序,立即切换到tty2,使用ps -a命令查看系统运行的进程,观察程序创建的进程都有哪些?pid是多少?4、进程的管道通信:编制一程序,使用系统调用pipe()建立一管道,两个子进程P1和P2分别向管道各写一句话,父进程则从管道中读取出来并显示在屏幕。

进程的同步与互斥实验报告

进程的同步与互斥实验报告

进程的同步与互斥实验报告1.实验目的进程(线程)的同步与互斥是操作系统中非常重要的概念,本实验旨在通过实际操作,加深对这些概念的理解和掌握。

通过编写多个进程(线程),并在其间进行同步与互斥操作,验证同步与互斥的实际效果。

2.实验环境本实验在Linux系统下进行,使用C/C++语言编程。

3.实验内容3.1同步在实验中,我们编写了两个进程A和B,这两个进程需要按照特定的顺序执行。

为了实现同步,我们使用信号量机制来确保进程A和B按照正确的顺序执行。

3.2互斥在实验中,我们编写了多个进程C和D,这些进程需要同时对一个共享资源进行访问。

为了实现互斥,我们使用互斥锁机制来确保同一时刻只有一个进程访问共享资源。

4.实验过程4.1同步实验编写进程A和进程B的代码,使用信号量机制实现同步。

进程A先运行,然后通过信号量唤醒进程B,进程B再开始执行。

通过观察进程的运行顺序,验证同步机制是否起作用。

4.2互斥实验编写进程C和进程D的代码,使用互斥锁机制实现互斥。

进程C和进程D同时对一个共享资源进行访问,通过互斥锁来确保同一时刻只有一个进程访问共享资源。

观察进程的输出结果,验证互斥机制是否起作用。

5.实验结果5.1同步实验结果进程A开始执行进程A执行完毕进程B开始执行进程B执行完毕5.2互斥实验结果进程C开始执行进程C访问共享资源进程C执行完毕进程D开始执行进程D访问共享资源进程D执行完毕6.实验分析通过上述结果可以看出,同步实验中进程A和进程B按照正确的顺序执行,证明了同步机制的有效性。

互斥实验中进程C和进程D能够正确地交替访问共享资源,证明了互斥机制的有效性。

7.实验总结通过本次实验,我深刻理解了进程(线程)的同步与互斥,并通过实际操作加深了对这些概念的理解。

同步和互斥是操作系统中非常重要的概念,对于应对资源竞争和提高程序性能具有重要意义。

在实际开发中,我们应该合理使用同步和互斥机制,以确保程序的正确性和并发执行的效率。

并行程序实验报告

并行程序实验报告

并行程序设计实验报告姓名:学号:一、实验目的通过本次试验,了解使用OpenMP编程的基本方法和MPI的编程方法,通过实践实现的基本程序,掌握基本的线程及进程级并行应用开发技术,能够分析并行性能瓶颈及相应优化方法。

二、实验环境Linux操作系统,mpi库,多核处理器三、实验设计与实现(一)MPI并行程序设计用MPI编写一个greeting程序,编号为0的进程接受其它各进程的“问候”,并在计算机屏幕上显示问候情况。

用MPI编写一个多进程求积分的程序,并通过积分的方法求π的值,结果与π的25位精确值比较。

(二)多线程程序设计用Pthreads或OpenMP编写通过积分的方法求π的程序。

把该程序与相应的MPI程序比较。

用Pthreads或OpenMP编写编写矩阵相乘的程序,观察矩阵增大以及线程个数增减时的情形。

四、实验环境安装(一)MPI环境安装1.安装kylin操作系统的虚拟机(用VirtualBox)2.安装增强功能,使之与windows主机能够文件共享。

3.拷贝mpich-3.0.4.tar.gz到/root/myworkspace/目录下,并解压(tar xzf mpich-3.0.4.tar.gz)4.下面开始安装mkdir /root/myworkspace/mpi./configure --prefix=/root/myworkspace/mpi --disable-f77 --disable-fcmakemake install5.配置环境变量打开/root/.bashrc文件,在文件的末尾加上两行:PATH=$PATH:/root/myworkspace/mpi/binexport PATH保存退出,然后执行命令source /root/.bashrc(二)openMP实验环境安装Visual Studio中修改:项目->属性->c/c++->语言,将“OpenMP支持”改成“是”:五、实验结果及分析(一)MPI并行程序设计实验一:问候发送与接收非零号进程将问候的信息发送给0号进程,0号进程依次接收其它进程发送过来的消息并将其输出。

进程同步实验报告

进程同步实验报告

一、实验目的1. 理解进程同步的概念和原理;2. 掌握进程同步的基本方法和机制;3. 学会使用信号量实现进程同步;4. 通过实验验证进程同步机制的有效性。

二、实验原理1. 进程同步:在多道程序设计中,进程的执行是并发的,但某些情况下需要保证多个进程按照一定的顺序执行,以避免出现数据不一致、死锁等问题。

进程同步是指通过某种机制,协调多个进程的执行顺序,保证它们能够正确、有效地共享资源。

2. 信号量:信号量是一种特殊的变量,用于实现进程同步。

信号量具有两个原子操作:P操作(wait)和V操作(signal)。

P操作用于申请资源,V操作用于释放资源。

3. 互斥锁:互斥锁是一种常见的进程同步机制,用于保证临界资源的互斥访问。

当一个进程进入临界区时,它会尝试获取互斥锁,如果锁已被其他进程获取,则该进程进入等待状态;当进程退出临界区时,它会释放互斥锁。

三、实验内容1. 实验环境:Linux操作系统,C语言编程环境。

2. 实验工具:gcc编译器、gdb调试器。

3. 实验步骤:(1)创建一个互斥锁,用于保护临界资源。

(2)编写两个进程,分别模拟对临界资源的访问。

(3)在进程访问临界资源前,使用P操作尝试获取互斥锁。

(4)在进程访问临界资源后,使用V操作释放互斥锁。

(5)编译并运行程序,观察进程执行情况。

四、实验结果与分析1. 实验结果:(1)在互斥锁的保护下,两个进程能够按照预期顺序访问临界资源。

(2)当其中一个进程正在访问临界资源时,另一个进程会进入等待状态。

(3)当进程访问临界资源完成后,它会释放互斥锁,允许其他进程访问。

2. 实验分析:(1)互斥锁能够有效地保护临界资源,避免数据不一致问题。

(2)信号量P操作和V操作保证了进程的同步,避免了死锁现象。

(3)通过实验验证了进程同步机制的有效性。

五、实验总结本次实验通过使用信号量和互斥锁,实现了进程同步。

实验结果表明,信号量和互斥锁能够有效地保证进程按照预期顺序执行,避免数据不一致和死锁等问题。

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-进程管理实验报告实验一进程管理1.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,研究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。

2.实验预备内容(1)阅读Linux的sched.h源码文件,加深对进程管理概念的理解;(2)阅读Linux的fork()源码文件,分析进程的创建过程。

3.实验内容(1)进程的创建: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:父进程显示字符“a”,子进程分别显示字符“b”和“c”。

试观察记录屏幕上的显示结果,并分析原因。

源代码如下:#include<XXX>#include<XXX>#include<unistd.h>#include <XXX>#include <XXX>int main(int argc,char* argv[]){pid_t pid1,pid2;pid1 = fork();if(pid1<0){fprintf(stderr,"childprocess1 failed");exit(-1);}else if(pid1 == 0){printf("b\n");}else{pid2 = fork();if(pid2<0){fprintf(stderr,"childprocess1 failed"); exit(-1);}else if(pid2 == 0){printf("c\n");}else{printf("a\n");sleep(2);exit(0);}}return 0;}结果如下:分析原因:pid=fork();操纵体系创建一个新的历程(子历程),而且在历程表中相应为它建立一个新的表项。

进程管理设计实验报告

进程管理设计实验报告

一、实验目的1. 理解进程管理的概念和作用;2. 掌握进程的创建、调度、同步与通信等基本操作;3. 分析并解决进程管理中的常见问题;4. 提高编程能力和系统设计能力。

二、实验环境1. 操作系统:Linux;2. 编程语言:C/C++;3. 开发工具:GCC。

三、实验内容1. 进程创建与调度(1)创建一个简单的进程,实现进程的创建、运行和退出;(2)实现进程的调度,采用时间片轮转算法(RR)进行进程调度;(3)分析进程调度的过程,观察不同调度算法对进程执行的影响。

2. 进程同步与互斥(1)实现进程同步,采用信号量机制实现进程间的同步;(2)实现进程互斥,使用互斥锁(mutex)保护临界资源;(3)分析进程同步与互斥的原理,解决死锁、饥饿等问题。

3. 进程通信(1)实现进程间的通信,采用管道(pipe)进行数据传输;(2)实现共享内存(shared memory)进行进程间通信;(3)分析进程通信的原理,解决通信中的同步与互斥问题。

4. 实验拓展(1)设计一个多进程并发程序,实现生产者-消费者问题;(2)实现进程的优先级调度,观察不同优先级对进程执行的影响;(3)分析并实现进程的动态创建与销毁,提高系统的灵活性和可扩展性。

四、实验步骤1. 编写进程创建与调度的代码,实现进程的创建、调度和执行;2. 编写进程同步与互斥的代码,实现信号量机制和互斥锁;3. 编写进程通信的代码,实现管道和共享内存通信;4. 编写实验拓展的代码,实现生产者-消费者问题、优先级调度和动态创建与销毁;5. 编译并运行实验程序,观察实验结果,分析并解决问题。

五、实验结果与分析1. 进程创建与调度实验结果显示,采用时间片轮转算法(RR)进行进程调度,进程按照一定的顺序执行,实现了进程的并发执行。

2. 进程同步与互斥实验结果显示,采用信号量机制实现进程同步,可以避免进程间的冲突,保证进程按预期顺序执行;使用互斥锁(mutex)保护临界资源,可以防止多个进程同时访问同一资源,避免数据竞争。

程序并发执行实验报告

程序并发执行实验报告

一、实验目的1. 理解并发执行的概念和原理。

2. 掌握多线程编程的基本方法。

3. 学会使用同步机制解决并发编程中的竞争条件。

4. 分析并发程序的性能和效率。

二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:Java3. 开发工具:Eclipse三、实验内容1. 创建一个简单的并发程序,实现两个线程同时执行。

2. 使用同步机制解决并发程序中的竞争条件。

3. 分析并发程序的性能和效率。

四、实验步骤1. 创建一个简单的并发程序(1)创建一个名为ConcurrentTest的类,该类继承自Thread类。

(2)在ConcurrentTest类的run方法中,打印出当前线程的名字。

(3)在主函数中,创建两个ConcurrentTest对象,分别命名为thread1和thread2。

(4)启动thread1和thread2线程。

(5)等待thread1和thread2线程执行完毕。

2. 使用同步机制解决并发程序中的竞争条件(1)创建一个名为Counter的类,该类包含一个私有变量count和一个静态同步方法add。

(2)在add方法中,增加count变量的值。

(3)在主函数中,创建一个Counter对象counter。

(4)创建两个线程,分别调用counter对象的add方法。

(5)启动两个线程,并等待它们执行完毕。

3. 分析并发程序的性能和效率(1)在主函数中,记录两个线程开始执行的时间。

(2)在主函数中,记录两个线程执行完毕的时间。

(3)计算两个线程执行所需的时间差。

五、实验结果与分析1. 实验结果(1)简单的并发程序在控制台中,可以看到thread1和thread2线程交替打印出它们的名字。

(2)使用同步机制解决竞争条件在控制台中,可以看到Counter对象的count变量值正确地增加了。

(3)分析并发程序的性能和效率thread1和thread2线程执行所需的时间差为0.01秒。

2. 实验分析(1)简单的并发程序通过创建两个线程,实现了两个任务同时执行。

实验二 进程管理(linux)

实验二 进程管理(linux)

实验二进程管理(Linux)一、实验类型本实验为设计性实验。

二、实验目的与任务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三、预习要求1)进程的概念2)进程控制的概念及内容3)进程的并发执行4)熟悉互斥的概念5)用到的Linux函数有:fork(),lockf()等。

四、实验基本原理使用fork()系统调用来创建一个子进程,父进程和子进程并发执行,交替输出结果。

使用lockf()系统调用对临界区进行加锁操作,实现对共享资源的互斥使用。

五、实验仪器与设备(或工具软件)实验设备:计算机一台,软件环境要求: Linux操作系统和gcc编译器。

六、实验内容1)进程的创建编写一段程序,使用系统调用fork( ) 创建两个子程序。

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:父进程显示字符“a”;子进程分别显示字符“b”和字符“c”。

运行程序10次,观察记录屏幕上的显示结果,并分析原因。

2)进程的控制修改已编写的程序,将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话,再观察程序执行时屏幕上出现的现象,并分析原因。

如果在程序中使用系统调用lockf()来给每一个进程加锁,可以实现进程间的互斥,观察并分析出现的现象。

(1)进程的创建参考程序如下:#include<stdio.h>main(){int p1,p2;while((p1=fork())==-1); //p父进程p1子进程1if(p1!=0){while(((p2=fork())==-1); //p父进程p2子进程2if(p2==0) putchar('b');else putchar('c');}else putchar('a');}运行结果:略cab bca bac分析:原因:Fork()函数有三个返回值:1.-1 执行不成功2.0 表示当前正在执行子进程3.其他数值表示当前正在执行父进程,值是子进程的进程标识符PID4.获取当前进程的标识符getpid()5.获取当前进程的父进程的标识符getppid()(2)进程的控制参考程序如下#include<stdio.h>main(){int p1,p2,i;while ((p1=fork())==-1); // 父进程p,子进程p1if(p1==0){for(i=0;i<500;i++)printf("child_p1_ %d\n",i);}else{while((p2=fork())==-1);//父进程p,子进程p2if(p2==0)for(i=0;i<500;i++)printf("chind_p2_ %d\n",i);else for(i=0;i<500;i++)printf("father_p_%d\n",i);}}运行结果:略分析:由于函数printf()输出和字符串之间不会被中断,因此字符串内部的字符顺序输出不变。

linux的进程管理实验总结

linux的进程管理实验总结

linux的进程管理实验总结Linux的进程管理实验总结1. 引言Linux中的进程管理是操作系统的核心功能之一,在实际的系统运行中起着重要的作用。

进程管理能够有效地分配系统资源、管理进程的运行状态和优先级,以及监控进程的行为。

本文将以Linux的进程管理实验为主题,分步骤介绍实验过程及总结。

2. 实验目的本次实验的目的是理解Linux中进程的概念,掌握进程的创建、运行和终止的基本操作,以及进程的状态转换过程。

3. 实验环境本次实验使用的是Linux操作系统,可以选择使用虚拟机安装Linux或者使用Linux主机进行实验。

4. 实验步骤4.1 进程的创建在Linux中,可以使用系统调用fork()来创建一个新的子进程。

在实验中,可以编写一个简单的C程序来调用fork()系统调用,实现进程的创建。

具体步骤如下:(1)创建一个新的C程序文件,例如"process_create.c"。

(2)在C程序文件中,包含必要的头文件,如<stdio.h>和<unistd.h>。

(3)在C程序文件中,编写main()函数,调用fork()函数进行进程的创建。

(4)编译并运行该C程序文件,观察控制台输出结果。

实验中,可以通过观察控制台输出结果,判断新的子进程是否被成功创建。

4.2 进程的运行在Linux中,通过调用系统调用exec()可以用一个新的程序替换当前进程的执行。

可以使用exec()函数来实现进程的运行。

具体步骤如下:(1)创建一个新的C程序文件,例如"process_run.c"。

(2)在C程序文件中,包含必要的头文件和函数声明,如<stdio.h>和<unistd.h>。

(3)在C程序文件中,编写main()函数,调用execl()函数来执行一个可执行程序。

(4)编译并运行该C程序文件,观察控制台输出结果。

实验中,可以通过观察控制台输出结果,判断新的程序是否被成功执行。

进程的调度实验报告(3篇)

进程的调度实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的通过本次实验,加深对操作系统进程调度原理的理解,掌握先来先服务(FCFS)、时间片轮转(RR)和动态优先级(DP)三种常见调度算法的实现,并能够分析这些算法的优缺点,提高程序设计能力。

二、实验环境- 编程语言:C语言- 操作系统:Linux- 编译器:GCC三、实验内容本实验主要实现以下内容:1. 定义进程控制块(PCB)结构体,包含进程名、到达时间、服务时间、优先级、状态等信息。

2. 实现三种调度算法:FCFS、RR和DP。

3. 创建一个进程队列,用于存储所有进程。

4. 实现调度函数,根据所选算法选择下一个执行的进程。

5. 模拟进程执行过程,打印进程执行状态和就绪队列。

四、实验步骤1. 定义PCB结构体:```ctypedef struct PCB {char processName[10];int arrivalTime;int serviceTime;int priority;int usedTime;int state; // 0: 等待,1: 运行,2: 完成} PCB;```2. 创建进程队列:```cPCB processes[MAX_PROCESSES]; // 假设最多有MAX_PROCESSES个进程int processCount = 0; // 实际进程数量```3. 实现三种调度算法:(1)FCFS调度算法:```cvoid fcfsScheduling() {int i, j;for (i = 0; i < processCount; i++) {processes[i].state = 1; // 设置为运行状态printf("正在运行进程:%s\n", processes[i].processName); processes[i].usedTime++;if (processes[i].usedTime == processes[i].serviceTime) { processes[i].state = 2; // 设置为完成状态printf("进程:%s 完成\n", processes[i].processName); }for (j = i + 1; j < processCount; j++) {processes[j].arrivalTime--;}}}```(2)RR调度算法:```cvoid rrScheduling() {int i, j, quantum = 1; // 时间片for (i = 0; i < processCount; i++) {processes[i].state = 1; // 设置为运行状态printf("正在运行进程:%s\n", processes[i].processName); processes[i].usedTime++;processes[i].serviceTime--;if (processes[i].serviceTime <= 0) {processes[i].state = 2; // 设置为完成状态printf("进程:%s 完成\n", processes[i].processName); } else {processes[i].arrivalTime++;}for (j = i + 1; j < processCount; j++) {processes[j].arrivalTime--;}}}```(3)DP调度算法:```cvoid dpScheduling() {int i, j, minPriority = MAX_PRIORITY;int minIndex = -1;for (i = 0; i < processCount; i++) {if (processes[i].arrivalTime <= 0 && processes[i].priority < minPriority) {minPriority = processes[i].priority;minIndex = i;}}if (minIndex != -1) {processes[minIndex].state = 1; // 设置为运行状态printf("正在运行进程:%s\n", processes[minIndex].processName);processes[minIndex].usedTime++;processes[minIndex].priority--;processes[minIndex].serviceTime--;if (processes[minIndex].serviceTime <= 0) {processes[minIndex].state = 2; // 设置为完成状态printf("进程:%s 完成\n", processes[minIndex].processName); }}}```4. 模拟进程执行过程:```cvoid simulateProcess() {printf("请选择调度算法(1:FCFS,2:RR,3:DP):");int choice;scanf("%d", &choice);switch (choice) {case 1:fcfsScheduling();break;case 2:rrScheduling();break;case 3:dpScheduling();break;default:printf("无效的调度算法选择。

操作系统实验报告----进程管理

操作系统实验报告----进程管理

实验内容:进程管理一、实验目的1、掌握Linux中进程的创建方法及执行情况;2、加深对进程、进程树等概念的理解;3、掌握Linux中如何加载子进程自己的程序;4、掌握父进程通过创建子进程完成某项任务的方法;5.、掌握系统调用exit()和_exit()调用的使用。

6、分析进程竞争资源的现象,学习解决进程互斥的方法;进一步认识并发执行的实质二、实验内容(一)进程的创建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。

#include<stdio.h>main(){int p,x;p=fork();if(p>0){x=fork();if(x>0)printf("father\n");elseprintf("child2");}elseprintf("child1");}输出结果:child1child2father2、运行以下程序,分析程序执行过程中产生的进程情况。

#include <stdio.h>main(){int p,x;p=fork();if (p>0)fork();else{fork();fork();}sleep(15);}实验步骤:编译连接gcc –o forktree forktree.c后台运行./forktree &使用pstree –h 查看进程树运行结果:├─gnom e-terminal─┬─bash─┬─forktree─┬─forktree─┬─forkt ree───forktree││││└─forktree│││└─forktree││└─pstree 分析:程序运行,系统首先创建一个进程forktree,执行到p=fork()创建一个子进程forktree,子进程获得处理机优先执行,父进程等待;执行else,当执行到第一个fork()函数时,子进程创建了一个进程forktree,称之为孙进程,孙进程获得处理机往下执行,子进程等待;执行到第二个fork()函数时,孙进程又创建一个进程forktree,称之为重孙进程,重孙进程很快执行完,将处理机还给孙进程,孙进程很快执行完,将处理机还给子进程;子进程继续往下执行,执行到第二个fork()函数,又创建一个进程forktree,称之为第二孙进程,并获得处理机执行,此进程很快执行完,将处理机还给子进程,子进程也很快执行完,将处理机还给父进程,父进程P>0执行if语句,运行fork()函数,又创建一个进程forktree,称之为第二子进程,此进程获得处理机执行很快运行完,将处理机还给父进程,父进程运行sleep(15)语句,休眠15秒,用pstree命令查询进程树。

进程并发实验报告

进程并发实验报告

一、实验背景与目的随着计算机技术的发展,多任务处理和多进程并发已经成为操作系统设计中的基本要求。

为了更好地理解进程并发的基本原理和实现方法,我们进行了本次实验。

实验的目的是通过实践操作,加深对进程并发执行的理解,掌握进程创建、同步、互斥等基本概念,并学会使用相关系统调用实现进程的并发控制。

二、实验环境与工具实验环境:Windows 10操作系统,Visual Studio 2019开发环境。

实验工具:C++编程语言,WinAPI系统调用。

三、实验内容与步骤本次实验主要分为以下几个部分:1. 进程创建与并发执行- 使用CreateProcess函数创建多个进程,并观察它们的并发执行情况。

- 使用GetTickCount函数获取每个进程的执行时间,分析并发执行的效果。

2. 进程同步- 使用互斥锁(mutex)实现进程间的同步,确保同一时刻只有一个进程访问共享资源。

- 使用条件变量(condition variable)实现进程间的条件同步,实现生产者-消费者模型。

3. 进程互斥- 使用信号量(semaphore)实现进程间的互斥,避免资源竞争。

- 使用临界区(critical section)保护共享资源,防止多个进程同时访问。

4. 实验分析- 分析实验结果,总结进程并发、同步和互斥的原理和方法。

- 讨论实验中遇到的问题和解决方法。

四、实验代码示例以下是一个简单的实验代码示例,演示了使用互斥锁实现进程同步的过程:```cpp#include <windows.h>#include <iostream>using namespace std;// 全局互斥锁mutex mtx;void processFunction(){unique_lock<mutex> lock(mtx);cout << "Process " << GetCurrentProcessId() << " is running." << endl;lock.unlock();}int main(){// 创建两个进程CreateProcess(NULL, "process.exe", NULL, NULL, FALSE, 0, NULL, NULL, NULL, NULL);// 主进程继续执行cout << "Main process is running." << endl;return 0;}```五、实验结果与分析1. 进程创建与并发执行通过实验,我们观察到多个进程可以并发执行,并且每个进程的执行时间都会有所不同。

管理Linux 系统进程操作实验报告

管理Linux 系统进程操作实验报告

操作系统实验报告题目:管理Linux 系统进程实验目的1) 回顾系统进程的概念,加深对Linux / UNIX 进程管理的理解。

2) 回顾ps 命令和选项。

3) 列出当前shell 中的进程。

4) 列出运行在系统中的所有进程。

5) 根据命令名搜索特定的进程。

6) 确定一个进程,终止它。

7) 使用kill 命令终止进程。

8) 根据用户查找和终止进程。

9) 根据命令名终止进程。

实验环境一台运行Red Hat Linux 操作系统的计算机。

实验内容与步骤注:本报告中蓝色字表示填空的内容,红色字表示仍然在纠结。

步骤1:登录进入GNOME。

在Linux 登录框中填写指导老师分配的用户名和口令,登录Linux 系统。

步骤2:访问命令行。

单击红帽子,在“GNOME 帮助”菜单中单击“系统工具”-“终端”命令,打开“终端”窗口。

步骤3:回顾系统进程概念。

每个运行的程序都会创建一个进程,进程分配到一个唯一的进程标识符(PID) 。

PID被系统用于标识和跟踪进程,直到进程结束。

操作系统内核管理所有进程的初始化和终止。

每一个进程都要求系统资源(例如CPU 时间和RAM空间)在其中工作。

当进程启动的时候,操作系统把系统资源分配给每个进程,当进程终止的时候,系统回收这些资源。

在Linux 系统启动的时候,首先启动的两个进程是sched (调度) 和init (初始化) ,它们管理着其他进程。

Linux 系统中有几种不同类型的进程:守护进程:由Linux 内核启动的进程,为了特定目的而存在。

例如,lpsched 守护进程存在只是为了处理打印作业。

父进程:派生其他进程的进程是父进程。

一个叫做init 的守护进程是第一个调用的进程。

每一个进程,除了init 之外,都有一个父进程。

子进程:由其他进程派生出来的进程叫做子进程。

孤儿进程:在进程返回输出之前,它的父进程结束了,这样的进程叫做孤儿进程。

僵进程:子进程没有带着输出返回给父进程。

最新进程的创建与并发执行-带答案版

最新进程的创建与并发执行-带答案版

实验二进程管理2.1 进程的创建与并发执行1.实验目的(1) 加深对进程概念的理解,理解进程和程序的区别。

(2) 认识并发进程的实质。

分析进程争用资源的现象,学习解决进程互斥的方法。

(3) 理解系统调用和用户命令的区别。

2.实验类型:验证型3.实验学时:24.实验原理和知识点(1) 实验原理:程序的并发执行具有随机性和不可再现性。

程序并发执行会导致资源共享和资源竞争,各程序向前执行的速度会受资源共享的制约。

程序的动态执行过程用进程这个概念来描述。

由于向前推进的速度不可预知,所以多个进程并发地重复执行,整体上得到的结果可能不同。

但要注意,就其中某单个进程而言,其多次运行结果是确定的。

(2) 知识点:进程、子进程、并发执行的特性;5.实验环境(硬件环境、软件环境):(1)硬件环境:Intel Pentium III 以上CPU,128MB以上内存,2GB以上硬盘(2)软件环境:linux操作系统。

6. 预备知识(1) fork()系统调用头文件:#include <unistd.h> unix standard header/*是POSIX标准定义的unix类系统定义符号常量的头文件,包含了许多UNIX系统服务的函数原型,例如read函数、write函数和getpid函数*/函数原型: pid_t fork(void);/*是Linux下的进程号类型,也就是Process ID _ Type 的缩写。

其实是宏定义的unsigned int类型*/函数功能:fork的功能是创建子进程。

调用fork的进程称为父进程。

如图2.1所示。

子进程是父进程的一个拷贝,它继承了父进程的用户代码、组代码、环境变量、已打开的文件代码、工作目录及资源限制。

fork语句执行后,内核向父进程返回子进程的进程号,向子进程返回0。

父子进程都从fork()的下一句开始并发执行。

返回值:返回值==-1:创建失败。

返回值==0:程序在子进程中。

linux操作系统内核实验报告

linux操作系统内核实验报告

linux操作系统内核实验报告linux操作系统内核实验报告篇一:linux操作系统实验报告LINUX操作系统实验报告姓名班级学号指导教师XX 年 05月 16 日实验一在LINUX下获取帮助、Shell实用功能实验目的:1、掌握字符界面下关机及重启的命令。

2、掌握LINUX下获取帮助信息的命令:man、help。

3、掌握LINUX中Shell的实用功能,命令行自动补全,命令历史记录,命令的排列、替换与别名,管道及输入输出重定向。

实验内容:1、使用shutdown命令设定在30分钟之后关闭计算机。

2、使用命令“cat /etc/cron.daliy”设置为别名named,然后再取消别名。

3、使用echo命令和输出重定向创建文本文件/root/nn,内容是hello,然后再使用追加重定向输入内容为word。

4、使用管道方式分页显示/var目录下的内容。

5、使用cat显示文件/etc/passwd和/etc/shadow,只有正确显示第一个文件时才显示第二个文件。

实验步骤及结果:1. 用shutdown命令安全关闭系统,先开机在图形界面中右击鼠标选中新建终端选项中输入命令Shutdown -h 302、使用命令alias将/etc/cron.daliy文件设置为别名named,左边是要设置的名称右边是要更改的文件。

查看目录下的内容,只要在终端输入命令即可。

取消更改的名称用命令unalias命令:在命令后输入要取消的名称,再输入名称。

3.输入命令将文件内容HELLO重定向创建文本文件/root/nn,然后用然后再使用追加重定向输入内容为word。

步骤与输入内容HELLO一样,然后用命令显示文件的全部内容。

4.使用命令ls /etc显示/etc目录下的内容,命令是分页显示。

“|”是管道符号,它可以将多个命令输出信息当作某个命令的输入。

5实验二文件和目录操作命令实验目的:1、掌握LINUX下文件和目录的操作命令,如pwd、cd、ls、touch、mkdir、rmdir、cp、mv、rm等。

操作系统实验报告——进程同步与互斥

操作系统实验报告——进程同步与互斥

操作系统实验报告——进程同步与互斥一、实验内容本实验主要内容是通过编写程序来实现进程的同步与互斥。

具体来说,是通过使用信号量来实现不同进程之间的同步和互斥。

我们将编写两个进程,一个进程负责打印奇数,另一个进程负责打印偶数,两个进程交替打印,要求打印的数字从1开始,直到100结束。

二、实验原理进程的同步是指多个进程之间按照一定的顺序执行,进程之间互相等待的关系。

而进程的互斥是指多个进程竞争同一个资源,需要通过其中一种方式来避免同时访问共享资源,以免造成数据错乱。

在本实验中,我们使用信号量来实现进程的同步与互斥。

信号量是一个计数器,用于表示一些共享资源的可用数量。

进程在访问共享资源时,需要先对信号量进行操作,当信号量大于0时,表示资源可用,进程可以访问;当信号量等于0时,表示资源不可用,进程需要等待。

进程同步的实现可以通过信号量的P操作与V操作来完成。

P操作用于申请资源,当资源可用时,将计数器减一,并进入临界区;V操作用于释放资源,当资源使用完毕时,将计数器加一,使等待资源的进程能够申请。

进程互斥的实现可以通过信号量的P操作与V操作结合临界区来完成。

当多个进程需要访问共享资源时,需要先进行P操作,进入临界区,访问完毕后进行V操作,离开临界区。

三、实验步骤1.首先,我们需要创建两个进程,一个进程负责打印奇数,另一个进程负责打印偶数。

2. 然后,我们创建一个共享变量count,用来记录打印的数字。

3. 接着,我们创建两个信号量odd和even,用来控制进程的同步与互斥。

odd信号量初始值为1,表示打印奇数的进程可以访问;even信号量初始值为0,表示打印偶数的进程需要等待。

4.编写奇数打印进程的代码,首先进行P操作,判断奇数信号量是否大于0,如果大于0,表示可以打印奇数。

5. 如果可以打印奇数,将count加一,并输出当前的奇数,然后进行V操作,释放偶数打印进程的等待。

6.同样的,编写偶数打印进程的代码,首先进行P操作,判断偶数信号量是否大于0,如果大于0,表示可以打印偶数。

进程管理操作系统linux实验

进程管理操作系统linux实验

实验进程管理(一)进程的创建实验实验目的1、掌握进程的概念,明确进程的含义2、认识并了解并发执行的实质实验内容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。

实验准备(1)阅读LINUX的fork.c源码文件(见附录二),分析进程的创建过程。

(2)阅读LINUX的sched.c源码文件(见附录三),加深对进程管理概念的认识。

实验指导一、进程UNIX 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。

一个进程实体由若干个区(段)组成,包括程序区、数据区、栈区、共享存储区等。

每个区又分为若干页,每个进程配置有唯一的进程控制块PCB,用于控制和管理进程。

PCB 的数据结构如下:1、进程表项(Process Table Entry)。

包括一些最常用的核心数据:进程标识符PID、用户标识符UID、进程状态、事件描述符、进程和U区在内存或外存的地址、软中断信号、计时域、进程的大小、偏置值nice、指向就绪队列中下一个PCB 的指针P_Link、指向U 区进程正文、数据及栈在内存区域的指针。

2、U 区(U Area)。

用于存放进程表项的一些扩充信息。

每一个进程都有一个私用的U区,其中含有:进程表项指针、真正用户标识符u-ruid(read user ID)、有效用户标识符u-euid(effective user ID)、用户文件描述符表、计时器、内部I/O参数、限制字段、差错字段、返回值、信号处理数组。

实验五 进程的并发执行 实验报告

实验五 进程的并发执行 实验报告

实验五进程的并发执行实验目的1、理解并发进程的基本概念和执行特征;2、理解进程的资源继承和并发执行;3、理解进程的资源竞争和互斥实现。

实验原理1.用到的系统调用(1) 创建子进程fork( )pid=fork( )pid==-1:进程创建失败pid==0:子进程创建成功并且执行子进程pid>0:子进程创建成功并且执行父进程(2) 进程终止 exit(int status)父进程在子进程末尾置exit(0)终止子进程,子进程向父进程发软中断信号。

status是子进程返回给父进程的整数,以备查考(3) 进程等待 wait(int status)父进程通过wait(0)等待子进程终止,直到收到子进程发来的进程终止软中断信号后被唤醒。

(4) 进程互斥 lockf(fd,function,size)fd:被锁定的文件标识stdin==0stdout==1function:对锁定对象的控制0:开锁1:加锁size==0:表示从调用Lockf( )后开始锁定实验设备一台电脑以及Linux系统结果预测(1)进程的资源继承A:Before fork…SonBefore fork…FatherB:Before fork…SonFathe(2)进程的并发执行AAACCCBBB……BBAAACCC……(3) 进程的并发控制代码A:daughter1Daughter2……Children1Children2……代码B: son…daughter……….son…children……(4) 进程的多次创建程序A输出6个test;程序B输出14个test。

实验步骤实验结果(1) 进程的资源继承(2) 进程的并发执行(3) 进程的并发控制(4) 进程的多次创建仙女屋实验分析(1)printf某些内容时,操作系统仅仅是把该内容放到了stdout的缓冲队列里,并没有实际显示到屏幕上。

因此fork后,子进程得到这份拷贝。

而当printf中含有\n时,printf将刷新stdout,因此子进程无法得到这份拷贝,fork 也就只输出一次了。

进程切换实验报告

进程切换实验报告

一、实验目的通过本次实验,了解进程切换的基本概念和过程,掌握进程切换的触发条件、切换过程以及切换开销,加深对进程调度和管理的理解。

二、实验环境操作系统:Linux编程语言:C语言开发环境:gcc编译器三、实验原理1. 进程切换的概念进程切换是指CPU从一个进程切换到另一个进程的过程。

在多进程系统中,操作系统为了保证各个进程的并发执行,需要实现进程切换。

进程切换是操作系统进程管理的核心内容。

2. 进程切换的触发条件(1)运行时间片用完:当进程运行一定的时间片后,CPU会强制将进程切换到就绪队列,等待下一次调度。

(2)高优先级进程就绪:当有更高优先级的进程进入就绪队列时,当前运行的进程会被切换。

(3)进程主动放弃CPU:如进程调用sleep()、yield()等函数,主动放弃CPU。

(4)异常和中断:如程序错误、硬件中断等,导致当前运行的进程切换。

3. 进程切换的过程(1)保存当前进程的状态:包括寄存器状态、程序计数器等。

(2)选择下一个要运行的进程:根据调度算法,从就绪队列中选择一个进程。

(3)恢复下一个进程的状态:将保存的状态恢复到CPU中。

(4)执行下一个进程:CPU开始执行新进程。

4. 进程切换开销进程切换过程中,需要保存和恢复进程状态,这会带来一定的开销。

进程切换开销包括:(1)时间开销:进程切换需要一定的时间,包括保存和恢复进程状态的时间。

(2)空间开销:进程切换需要一定的空间来保存和恢复进程状态。

四、实验内容1. 创建进程:使用C语言创建两个进程,其中一个为父进程,另一个为子进程。

2. 进程切换:在父进程中,使用sleep()函数使进程休眠一段时间,触发进程切换。

3. 观察进程切换:在父进程中,使用ps命令查看进程状态,观察进程切换过程。

4. 分析进程切换开销:通过比较父进程和子进程的运行时间,分析进程切换的开销。

五、实验步骤1. 编写C程序,创建父进程和子进程。

2. 在父进程中,使用sleep()函数使进程休眠一段时间。

操作系统linux版实验报告

操作系统linux版实验报告

操作系统实验报告(Linux版)网络142 潘豹 142999实验一观察Linux进程状态一、实验目得在本实验中学习Linux操作系统得进程状态,并通过编写一些简单代码来观察各种情况下,Linux进程得状态,进一步理解进程得状态及其转换机制。

二、实验环境硬件环境:计算机一台,局域网环境;软件环境:Linux Ubuntu操作系统,gcc编译器。

(四)查瞧“不可中断阻塞”状态(D)创建一个C程序,如uninter_status、c,让其睡眠30s代码:#include<unistd、h〉#include<stdio、h〉int main(){int i=0,j=0,k=0;for(i=0;i<1000000;i++){for(j=0;j<1000000;j++){k++;k--;}}}实验结果:(二)查瞧“暂停”状态(T)运行run_status进程,其进入R状态:代码同上:(三)查瞧“可中断阻塞”状态(S)创建一个C程序,如interruptiblie_status、c,让其睡眠30s编译链接,后台运行该程序(后接&符号),并使用ps命令查瞧运行状态代码:#include〈unistd、h>#include<stdio、h>int main(){sleep(30);return;}实验结果:(四)查瞧“不可中断阻塞”状态(D)创建一个C程序,如uninter_status、c,让其睡眠30s编译链接,后台运行该程序(后接&),并使用ps命令查瞧运行状态代码:#include〈unistd、h>#include〈stdio、h>intmain(){if(vfork()==0){sleep(300);return;}}实验结果:(五)查瞧“僵尸”进程(Z)创建一个C程序,如zombie_status、c,在其中创建一个子进程,并让子进程迅速结束,而父进程陷入阻塞编译链接,后台运行该程序(后接&),并使用ps命令查瞧运行状态(30s内)代码:#include<unistd、h>#incldue<stdio、h>int main(){if(fork()){sleep(300);}}实验结果:实验二观察Linux进程/线程得异步并发执行一、实验目得通过本实验学习如何创建Linux进程及线程,通过实验,观察Linux进程及线程得异步执行。

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一、实验目的
1
2
1、对理论课中学习的进程、程序等的概念作进一步的理解,明确进程和程序3
的区别;
2、加深理解进程并发执行的概念,认识多进程并发执行的实质;
4
5
3、观察进程争夺资源的现象,分析其过程和原因,学习解决进程互斥的方法;6
4、对经典的多用户、多任务的优先级轮转调度系统Linux有一定的了解;
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5、了解Linux系统中多进程之间通过管道通信的基本原理和应用方法。

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二、实验内容
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1、用virtual虚拟机运行linux虚拟系统;
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2、分析并理解源程序;
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3、在linux中输入相应程序并观察运行结果。

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三、实验原理
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(一)多进程并发执行是使用后台任务来实现任务的“多进程化”。

在不加控16
制的模式下,不管有多少任务,全部都后台执行。

也就是说,在这种情况下,有17
多少任务就有多少“进程”在同时执行。

18
(二)实验中要用到的函数
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1、fork()函数——进程创建函数。

2、getpid()函数——取得目前进程的进程标识码。

20
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3、exit()函数——用来正常终结目前进程的执行。

22
4、sleep()函数——用来延时,它会被挂起,把处理器让给其他的进程。

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5、printf()函数——是格式化输出函数, 一般用于向标准输出设备按规24
定格式输出信息。

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(三)实验中要用的命令
1、cd 命令:
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功能:改变工作目录。

28
语法:cd [directory]
说明:该命令将当前目录改变至directory所指定的目录。

若没有指定
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directory,则回到用户的主目录。

为了改变到指定目录,用户必须拥有对指定31
目录的执行和读权限。

该命令可以使用通配符。

32
2、mkdir命令:
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功能:创建一个目录(类似MSDOS下的md命令)。

34
语法:mkdir [选项] dir-name
35
说明:该命令创建由dir-name命名的目录。

要求创建目录的用户在当前目录36
中(dir-name的父目录中)具有写权限,并且dirname不能是当前目录中已有37
的目录或文件名称。

38
3、ls 命令:
功能:ls是英文单词list的简写,其功能为列出目录的内容。

这是用户最常
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用的一个命令之一,因为用户需要不时地查看某个目录的内容。

该命令类似于
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DOS下的dir命令。

42
语法:ls [选项] [目录或是文件]
43
说明:对于每个目录,该命令将列出其中的所有子目录与文件。

对于每个文44
件,ls将输出其文件名以及所要求的其他信息。

默认情况下,输出条目按字母45
顺序排序。

当未给出目录名或是文件名时,就显示当前目录的信息。

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4、vim、clear命令在这里就不做介绍了。

47
(四)实验源程序如下:
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#include <stdio.h>
49
#include <unistd.h>
50
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
51
52
#include <stdlib.h>
53
main(){
int pid1,pid2,i=1;
54
55
while((pid1=fork())==-1);
56
if(pid1==0){
57
printf("This is child process 1,pid=%d\n",getpid());
58
sleep(1);
59
for(i='A';i<='Z';i++){
printf("Child process1 print:%c\n",i);
60
61
sleep(1);
62
}
63
exit(0);
64
} else{
65
while((pid2=fork())==-1);
66
if(pid2==0){
67
printf("This is child process 2,pid=%d\n",getpid());
68
sleep(1);
69
for(i='a';i<='z';i++){
70
printf("Child process1 print:%c\n",i);
71
sleep(1);
72
} exit(0);
73
} else{printf("This is a parent process,pid=%d\n",getpid());
74
sleep(1);
75
for(i=1;i<=26;i++){
76
printf("Parent process print:%d\n",i);
77
sleep(1);
exit(0);
78
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}
80
}
81
}
82
}
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四、实验步骤
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1、打开Virtual Box虚拟机,并运行linux操作系统;
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2、在linux操作系统中输入相关指令如下:
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cd /(进入根目录下);
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ls(查询根目录下的文件);
88
mkdir mylinux(在根目录下新建一个文件夹mylinux);
89
vim jinchengbingfa.c(新建一个c文件);
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3、进入vim编辑器,输入源程序,保存并退出;
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4、输入gcc jinchengbingfa.c -o jinchengbingfa对文件进行编译;
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5、./ jinchengbingfa进行调试;
93
6、调试无误后截图,然后关闭系统,实验毕。

94
95
五、实验截图
1、调试过程(截图):
96
97
2、部分程序(截图):
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100
3、调试结果(截图):
101
102
103 104
六、实验心得
105
106
完成这这次实验,实话实说,花了不少心思,当然一份耕耘一分收获,到最107
后我学到不少知识。

108
通过这次实验,首先,我学会了怎么装virtual虚拟机和怎么装linux系统,109
以前,装系统对我来说,永远是渴望而不可及的事情,总觉得能装系统的人的110
都是超人,现在也让我幻想了一下超人的感觉,真的颇有成就感,我的这点小111
小的满足都是因为我们有一位很负责的老师,很耐心地指导我们实验,很细心112
地帮我们分析并改正调试过程中的种种错误,万分感谢老师。

在此,只想由衷113
地对老师说声“谢谢”,其次,我能更加熟练地运用linux常用指令,常用命114
令,最后,对进程之间的并行执行理解更加深刻!
115
最重要的是,从这次实验的过程中,让我又收获了生活赋予我的一个“幸运116
儿”,那就是希望的种子!做任何事,只要自己肯努力,肯花心思,希望就不再渺茫,梦想也不再遥远!
117
118。

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