进程创建与撤消

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操作系统实验报告进程管理

操作系统实验报告进程管理

操作系统实验报告进程管理操作系统实验报告:进程管理引言操作系统是计算机系统中的核心软件,负责管理计算机的硬件资源和提供用户与计算机之间的接口。

进程管理是操作系统的重要功能之一,它负责对计算机中运行的各个进程进行管理和调度,以保证系统的高效运行。

本实验报告将介绍进程管理的基本概念、原理和实验结果。

一、进程管理的基本概念1. 进程与线程进程是计算机中正在运行的程序的实例,它拥有独立的内存空间和执行环境。

线程是进程中的一个执行单元,多个线程可以共享同一个进程的资源。

进程和线程是操作系统中最基本的执行单位。

2. 进程状态进程在运行过程中会经历不同的状态,常见的进程状态包括就绪、运行和阻塞。

就绪状态表示进程已经准备好执行,但还没有得到处理器的分配;运行状态表示进程正在执行;阻塞状态表示进程由于某些原因无法继续执行,需要等待某些事件的发生。

3. 进程调度进程调度是操作系统中的一个重要任务,它决定了哪个进程应该获得处理器的使用权。

常见的调度算法包括先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)和时间片轮转等。

二、进程管理的原理1. 进程控制块(PCB)PCB是操作系统中用于管理进程的数据结构,它包含了进程的各种属性和状态信息,如进程标识符、程序计数器、寄存器值等。

通过PCB,操作系统可以对进程进行管理和控制。

2. 进程创建与撤销进程的创建是指操作系统根据用户的请求创建一个新的进程。

进程的撤销是指操作系统根据某种条件或用户的请求终止一个正在运行的进程。

进程的创建和撤销是操作系统中的基本操作之一。

3. 进程同步与通信多个进程之间可能需要进行同步和通信,以实现数据共享和协作。

常见的进程同步与通信机制包括互斥锁、信号量和管道等。

三、实验结果与分析在本次实验中,我们使用了一个简单的进程管理模拟程序,模拟了进程的创建、撤销和调度过程。

通过该程序,我们可以观察到不同调度算法对系统性能的影响。

实验结果显示,先来先服务(FCFS)调度算法在一些情况下可能导致长作业等待时间过长,影响系统的响应速度。

进程调度

进程调度

进程、线程与处理器的调度(1)进程的概念(Dijkstra)进程是可并发执行的程序在某个数据集合上的一次计算活动,也是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。

(2)进程与程序的联系与区别①程序是指令的有序集合,其本身没有任何运行的含义,是一个静态的概念。

而进程是程序在处理机上的一次执行过程,它是一个动态的概念。

②程序可以作为一种软件资料长期存在,而进程是有一定生命期的。

程序是永久的,进程是暂时的。

注:程序可看作一个菜谱,而进程则是按照菜谱进行烹调的过程。

③进程和程序组成不同:进程是由程序、数据和进程控制块三部分组成的。

④进程与程序的对应关系:通过多次执行,一个程序可对应多个进程;通过调用关系,一个进程可包括多个程序。

(3)进程的特征动态性:进程是程序的执行,同时进程有生命周期。

并发性:多个进程可同存于内存中,能在一段时间内同时执行。

独立性:资源分配和调度的基本单位。

制约性:并发进程间存在制约关系,造成程序执行速度不可预测性,必须对进程的并发执行次序、相对执行速度加以协调。

结构特征:进程由程序块、数据块、进程控制块三部分组成。

进程的三种基本状态:(1)运行态(running)当进程得到处理机,其执行程序正在处理机上运行时的状态称为运行状态。

在单CPU系统中,任何时刻最多只有一个进程处于运行状态。

在多CPU系统中,处于运行状态的进程数最多为处理机的数目。

(2)就绪状态(ready)当一个进程已经准备就绪,一旦得到CPU,就可立即运行,这时进程所处的状态称为就绪状态。

系统中有一个就绪进程队列,处于就绪状态进程按某种调度策略存在于该队列中。

(3)等待态(阻塞态)(Wait / Blocked )若一个进程正等待着某一事件发生(如等待输入输出操作的完成)而暂时停止执行的状态称为等待状态。

处于等待状态的进程不具备运行的条件,即使给它CPU,也无法执行。

系统中有几个等待进程队列(按等待的事件组成相应的等待队列)。

操作系统的资源管理

操作系统的资源管理

操作系统的资源管理操作系统是计算机系统中的核心软件,起着资源管理的重要作用。

资源管理是指操作系统对计算机系统中的各种资源的合理配置和调度,以实现对资源的高效利用和协调。

本文将从进程管理、内存管理和文件管理三个方面,探讨操作系统的资源管理。

一、进程管理进程是指计算机中正在运行的程序的实例。

操作系统通过进程管理来实现对计算机中运行的多个进程的协调和控制。

进程管理的主要内容包括进程的创建、撤销、调度和通信等。

进程的创建是指在计算机系统中新建一个进程,为其分配必要的资源,使其能够运行。

进程的撤销则是指在进程运行结束后,将其从系统中移除,释放其占用的资源。

进程的调度是指操作系统对多个进程的优先级、时间片等进行合理安排,以实现对计算机资源的有效利用。

进程间通信则是指不同进程之间的信息交换和共享,让它们能够相互协作完成任务。

二、内存管理内存管理是指操作系统对计算机的内存资源进行分配和调度的过程。

计算机的内存是存储程序和数据的地方,操作系统需要对内存进行合理的组织和利用。

内存管理的主要内容包括内存的分配、回收和保护。

内存的分配是指操作系统将可用的内存划分为多个空闲区域,根据进程的需求,选择合适的空闲区域分配给进程。

内存的回收则是指在进程运行结束后,将其占用的内存释放,归还给系统。

内存的保护是指通过硬件和软件机制,对不同进程和操作系统的内存区域进行保护,防止进程之间的干扰和非法访问。

三、文件管理文件管理是指操作系统对计算机中的文件资源进行管理和控制。

文件是计算机中用于存储和组织数据的重要方式,操作系统需要对文件进行创建、存储、读取和删除等操作。

文件管理的主要内容包括文件的命名、存储和保护。

文件的命名是指为每个文件指定一个唯一的名字,使用户能够方便地访问和操作文件。

文件的存储是指将文件的数据存储在磁盘或其他设备中,根据文件的大小和访问特点进行存储的方式。

文件的保护是指通过权限和密码等机制,对文件进行保护,控制用户对文件的访问和修改。

操作系统第三章作业答案

操作系统第三章作业答案

第三章一、问答题1、某系统采用响应比高者优先的处理机调度算法,某个时刻根据用户要求创建了一个进程P,进程P在其存在过程中依次经历了:进程调度选中了进程P占用处理机运行(就绪—>运行),进程P运行中提出资源申请,要求增加主存使用量,没有得到(运行—>阻塞);进程等待一段时间后得到主存(阻塞—>就绪);进程调度再次选中了进程P占用处理机运行(就绪—>运行);有紧急进程Q进入,系统停止进程P的运行,将处理机分配进程Q(运行—>就绪);进程Q运行完,进程调度再次选中了进程P占用处理机运行(就绪—>运行);进程P运行完。

请分析进程P在其整个生命过程中的状态变化。

2、何谓进程,它与程序有哪些异同点?613、引起创建进程的事件通常有哪些?694、简述时间片轮转调度算的基本思想。

大多数时间片轮转调度算法使用一个固定大小的时间片,请给出选择小时间片的理由。

然后,再给出选择大时间片的理由。

755、进程有哪几种基本状态?试举出使进程状态发生变化的事件并描绘它的状态转换图。

636、进程创建、撤销、唤醒和阻塞原语的流程69、70、717、进程控制块的作用是什么?它主要包括哪几部分内容?658、用户级线程与内核级线程的区别是什么?819、PCB中包含哪些信息?进程状态属于哪类信息?6510、列举引起进程创建和撤销的事件69、7011、试比较进程和线程的区别。

8112、什么是操作系统的内核?6713、简述操作系统的三级调度(简述其各级调度的基本功能即可)。

72二、计算题1、就绪队列中有4个进程P1,P2,P3,P4同时进入就绪队列,它们进入就绪队列2秒之后开始进程调度,它们需要的处理器时间如表所示。

忽略进行调度等所花费的时间,且进程执行过程中不会发生阻塞,请回答下列问题:分别写出采用时间片轮转调度算法(时间片为4秒)、响应比高者优先调度算法选中进程执行的次序。

答:时间片轮转调度算法:P1,P2,P3,P4 ,P1,P2,P4,P1,P2,P2响应比高者优先调度算法:P3,P4,P1,P22、在某计算机系统中,时钟以固定的频率中断CPU,以增加日历计数或控制系统中的一些定时操作,时钟中断处理程序每次执行的时间为2ms(包括进程切换开销)。

操作系统的主要功能有哪些

操作系统的主要功能有哪些

操作系统的主要功能有哪些操作系统是计算机系统中的一个关键组成部分,它具备多种功能,既能保障计算机硬件和软件的正常运行,也能提供方便高效的用户界面。

本文将探讨操作系统的主要功能,包括进程管理、存储管理、文件系统和设备管理。

一、进程管理进程是计算机系统中正在运行的程序的实例。

操作系统负责创建、调度和终止进程,以及处理进程间的通信和同步。

主要功能包括:1. 进程创建和撤销:操作系统负责创建新的进程,并在进程完成任务后撤销。

2. 进程调度:通过合理的进程调度算法,操作系统决定哪个进程在何时执行。

3. 进程同步和互斥:操作系统提供机制,确保多个进程之间的数据访问顺序和互斥性,避免数据竞争和死锁。

4. 进程通信:操作系统提供进程间通信的机制,例如共享内存、管道、消息队列等,以方便进程之间的信息交换。

二、存储管理存储管理是操作系统的核心功能之一,它负责管理计算机的主存储器(RAM)和辅助存储器(硬盘等)。

主要功能包括:1. 内存分配和回收:操作系统负责为进程分配和回收内存空间,以保证每个进程都能正常运行。

2. 虚拟内存管理:操作系统可以通过虚拟内存技术,将主存和辅助存储器结合起来,提供更大的地址空间给每个进程使用。

3. 内存保护:操作系统通过内存保护机制,防止进程越界访问其他进程的内存空间,保护系统的稳定性和安全性。

三、文件系统文件系统是操作系统中用来管理文件和目录的部分。

它提供了一种方便的方式来组织和访问文件,提供数据的长期存储功能。

主要功能包括:1. 文件的创建和删除:操作系统提供创建和删除文件的接口,使用户能够方便地管理文件。

2. 文件的读写和访问控制:操作系统允许用户对文件进行读写操作,同时还支持访问控制,确保只有拥有权限的用户能够访问文件。

3. 文件的组织和管理:操作系统通过目录结构,将文件组织成层次化的结构,便于用户查找和管理文件。

四、设备管理设备管理是操作系统的另一个重要功能,它负责管理和控制计算机的硬件设备,包括输入设备、输出设备和存储设备等。

操作系统基本概念

操作系统基本概念

操作系统基本概念操作系统是指计算机系统中的核心软件,它是一组管理计算机硬件与软件资源、控制程序运行、提供用户接口、实现文件管理和网络通信等功能的程序集合。

操作系统的基本概念主要包括四个方面:进程管理、存储管理、文件系统和设备管理。

1.进程管理:进程是指正在运行的程序的实例,它是计算机系统中最基本的运行单位。

操作系统通过进程管理来控制和分配计算机系统中的资源。

进程管理包括进程的创建与撤销、进程状态的转换(就绪、运行、等待)、进程调度和进程间通信等。

进程调度是操作系统的核心功能之一,它决定了计算机系统中各个进程的运行顺序和调度策略。

常见的调度算法包括先来先服务(FCFS)、短作业优先(SJF)、最高优先级优先(PRIORITY)和时间片轮转(RR)等。

2.存储管理:存储管理是操作系统管理计算机的内存资源,它主要包括内存分配与回收、地址映射和内存保护等。

操作系统通过存储管理来实现程序的加载和运行、保护不同进程的内存空间和实现虚拟内存等功能。

内存分配与回收是存储管理的核心功能之一,它负责为不同的进程分配内存空间,以满足程序的运行需求。

常见的内存分配算法包括首次适应算法(FFA)、最佳适应算法(BFA)和最坏适应算法(WFA)等。

地址映射是操作系统将逻辑地址转换为物理地址的过程,它涉及到页表、分段表等数据结构来实现。

通过地址映射,操作系统能够为进程提供一致性的内存访问,实现虚拟内存等功能。

3.文件系统:文件系统是操作系统管理计算机存储设备上的文件和目录的方法,它通过文件、目录和文件操作来为用户管理和存储数据。

文件系统还提供了对文件的共享、保护和存取控制等功能。

常见的文件系统包括FAT、NTFS(Windows操作系统)、EXT2/3/4(Linux操作系统)等。

文件系统通过将文件组织为目录树的结构,方便用户对文件进行管理和存取。

文件操作是文件系统的核心功能之一,包括文件的创建、删除、读取和写入等。

文件系统通过文件操作接口提供给用户对文件的操作和访问。

与进程控制相关的原语

与进程控制相关的原语

与进程控制相关的原语一、进程控制原语的概念进程控制原语是指在操作系统中,用于管理和控制进程的一系列基本操作。

通过这些原语,我们可以对进程进行创建、撤销、暂停、恢复等操作,以实现进程的有效管理和控制。

二、进程创建原语1. 创建进程(Create):创建新的进程并为其分配资源,包括分配进程控制块(PCB)、分配内存空间、分配唯一的进程标识符(PID)等。

创建进程时,可以指定进程的优先级、初始状态以及父子关系等。

三、进程撤销原语1. 撤销进程(Terminate):终止一个进程的执行,并释放其占用的资源。

撤销进程时,操作系统会回收进程所使用的内存空间、文件描述符等资源,并从系统的进程表中删除该进程的 PCB。

四、进程暂停和恢复原语1. 暂停进程(Suspend):将一个正在执行的进程暂停,暂停后的进程不会继续执行,但其占用的资源仍然保留。

暂停进程的目的是为了让其他优先级更高的进程能够获得执行机会。

2. 恢复进程(Resume):将一个被暂停的进程恢复执行,使其继续执行之前的工作。

恢复进程时,操作系统会重新分配资源,并将进程的状态设置为就绪状态,以便其能够参与到进程调度中。

五、进程同步原语1. 互斥原语(Mutex):用于实现进程之间的互斥访问共享资源。

互斥原语提供了对共享资源的排他性访问,确保同一时间只有一个进程可以访问共享资源,从而避免了资源竞争的问题。

2. 信号量原语(Semaphore):用于实现进程之间的同步和互斥。

信号量原语提供了两种操作:P(proberen)操作和V(verhogen)操作。

P操作用于申请资源,V操作用于释放资源。

通过对信号量进行P和V操作,可以实现对共享资源的互斥访问和进程之间的同步。

六、进程通信原语1. 管道(Pipe):用于实现具有亲缘关系的进程之间的通信。

管道提供了一种半双工的通信方式,其中一个进程负责写入数据,另一个进程负责读取数据。

管道可以用于实现进程间的数据传输和共享。

实验二 进程撤销模拟

实验二 进程撤销模拟

实验二进程撤销模拟一实习内容(一).设计并说明delete(para)函数的功能,并以流程图或文字的形式展现;int deletepc(pnode *pp,pnode *pc) 函数主要用于删除进程,此函数是在主函数找到要删除进程的父进程之后调用,其函数功能流程图如图1-1所示:图1-1deletepc(pnode *pp,pnode *pc)函数功能示意图(二)实习步骤如下:1.在实验一的基础上进行进程的创建,创建出的进程如图2-1所示:图2-1 创建进程的进程总链示意图其在程序中执行显示如下图4-2所示:图2-2 程序显示进程的创建2.进程的撤销过程①撤销进程P12,撤销进程后进程链示意图如图2-3所示:图2-3 撤销进程P12后进程链示意图其在程序中执行显示如下图2-4所示:图2-4 撤销进程P12程序显示图②撤销进程P7,P11,撤销进程后进程链示意图如图2-5所示:图2-5 撤销进程P7,P11后进程链示意图其在程序中执行显示如下图2-6所示:图2-6 撤销进程P7,P11程序显示图③撤销进程P2,P3,P4,撤销进程后进程链示意图如图2-7所示:图2-7 撤销进程P2,P3,P4后进程链示意图其在程序中执行显示如下图2-8所示:图2-8撤销进程P2,P3,P4程序显示图④撤销进程P1,撤销进程后进程链中只有根进程P0,结构示意图如图2-9所示:图2-9 撤销进程P1后进程链示意图其在程序中执行显示如下图2-10所示:图2-10撤销进程P1程序显示图(三)delete(para)函数代码如下://delete processint deletepc(pnode *pp,pnode *pc){if (pc->sub==NULL) //如果要撤销进程无子进程{if(pp->sub==pc){pp->sub=pc->brother;}else{pnode *p;for (p=pp->sub; p->brother!=pc; p=p->brother);p->brother=pc->brother;}pnode *temp;for (temp=plink; temp; temp=temp->next) //删除并释放进程{if (temp->next->node->pid==pc->node->pid){temp->next=temp->next->next;delete pc; //释放进程资源break;}}}else //要删除的进程存在子进程{deletepc(pc,pc->sub);deletepc(pp,pc);}return 0;}在主函数中增加的代码如下:else if(s2){cflag=1;para = (int *)malloc(2);s2 = substr(s2,instr(s2,'(')+1,strlen(s2)-2);para=strtoarray(s2);pnode *pp=plink,*pc=plink;pnode *p,*p1;bool findflag=false;for(p=plink; p; p=p->next){if(p->node->pid==para[0])//找到要删除的进程{for (p1=plink; p1; p1=p1->next){if((p1->node->pid)==p->node->ppid) //找到父进程{pp=p1;//pp 父进程pc=p; //p 当前进程break;}}findflag=true;break;}}if(findflag){if(pp==pc){printf("你不能删除进程号为0的根进程!\n");}else{deletepc(pp,pc);}}elseprintf("你要删除的进程不存在!\n");pflag=1;}二、思考题1)进程撤销的核心内容是什么?答:根据标识符,检索出该进程的PCB,读出状态;若正处于执行状态,应立即终止,置调度标志为真;若该进程还有子孙进程,终止其所有子孙进程;归还全部资源给其父进程或者系统;将被终止进程(它的PCB)从所在队列(或链表)中移出。

操作系统:进程创建与撤消

操作系统:进程创建与撤消

操作系统实验报告试验一:进程创建与撤销计科112康岩岩2011008142202013/4/10实验一:进程创建与撤消一、实验目的1、加深对进程概念的理解和进程创建与撤消算法;2、进一步认识并发执行的实质。

二、实验内容本实验完成如下三个层次的任务:(1)系统级—以普通用户身份认识windows的进程管理。

通过windows的“任务管理器”观察进程的状态,进行进程的创建、切换和撤销。

(2)语言级—以普通程序员身份认识高级语言VC++/Java/C#的进程创建与撤销工具。

(3)模拟级—以OS设计师身份编程模拟实现进程创建与撤销功能,并在屏幕上观察进程活动的结果。

三、实验步骤1、windows的进程管理以下是win7的人物管理器,可以进行进程的查看、创建、撤销等操作,由于操作比较简单与琐碎,这里不再具体描述。

2、VC++/Java/C#的进程创建与撤销工具对于本次试验,我使用C#进行进程创建、撤销等测试,具体内容在下面给出。

3、进程创建与撤销的模拟实现(1)总体设计:此次程序完全由c#实现,能够通过窗体界面详细地生动地显示进程的运行状态。

下面一步一步的进行实现①数据定义:类PCB的定义如下:class PCB{string pcbName; //进程名int pcbId; //IDlong startTime; //开始时间long pcbRuntime = 0; //运行时间int pcbLeve; //线程优先级}对于所有的进程信息,用以下表储存:Dictionary<int,Hashtable>ThreadTable=new Dictionary<int,Hashtable>();容器ThreadTable用来储存所有进程简直key 表示进程id,值为Hashtable,储存的为线程信息,②函数CREATE(PCB pcb)—进程创建:创建进程需要传入一个PCB 对象,然后启动一个单独的线程来操作该对象,操作该对象就是把线程运行的状态传送给PCB同时PCB也唯一地标示其所在的线程。

操作系统的基本功能

操作系统的基本功能

操作系统的基本功能操作系统是计算机系统中的核心软件之一,承担着管理和控制计算机硬件以及支持用户软件运行的重要任务。

操作系统的基本功能涵盖了各种方面,下面将从进程管理、内存管理、文件系统管理以及设备管理四个方面来介绍操作系统的基本功能。

一、进程管理进程管理是操作系统中的核心功能之一,它负责对计算机系统中所有的进程进行管理和控制。

进程是指正在运行的一个程序的实例,每个进程都拥有自己的内存空间、CPU时间片以及相关资源。

操作系统通过进程管理来实现进程的创建、撤销、调度和通信等功能。

1. 进程创建:操作系统负责接收用户或其他进程的请求,创建新的进程,为其分配资源,并初始化进程控制块(PCB)等数据结构。

2. 进程撤销:操作系统可以根据用户或系统的请求,撤销已经运行完毕或出现错误的进程,回收相关资源,并释放进程所占用的内存空间。

3. 进程调度:操作系统通过进程调度算法来决定每个时刻应该运行哪些进程,以实现多道程序同时运行的效果。

4. 进程通信:操作系统提供进程间通信的机制,使得不同进程之间可以通过共享内存、管道、消息队列等方式进行信息的交换和共享。

二、内存管理内存管理是操作系统的另一个基本功能,主要负责管理计算机系统中的内存资源,包括内存的分配与回收、地址映射等。

1. 内存分配:操作系统负责为各个进程分配内存空间,以满足其运行所需。

常见的内存分配算法包括连续分配、离散分配、虚拟内存等。

2. 内存回收:当进程运行结束或者被撤销时,操作系统将回收其所占用的内存空间,以便于为其他进程提供空间。

3. 地址映射:操作系统通过地址映射机制,将逻辑地址(用户程序使用的地址)转换为物理地址(内存中的实际地址),以实现对内存的有效访问。

三、文件系统管理文件系统管理是操作系统的另一个重要功能,它负责对存储设备上的文件进行管理和控制,包括文件的创建、读写、删除以及文件的组织和保护等。

1. 文件创建与删除:操作系统提供文件管理接口,使用户或应用程序能够方便地创建新文件或删除已有文件。

实验一进程的创建与撤销

实验一进程的创建与撤销

实验一:进程创建与撤消一、实验目的1、加深对进程概念的理解和进程创建与撤消算法;2、进一步认识并发执行的实质。

二、实验内容本实验完成如下三个层次的任务:(1)系统级—以普通用户身份认识windows的进程管理。

通过windows的“任务管理器”观察进程的状态,进行进程的创建、切换和撤销。

(2)语言级—以普通程序员身份认识高级语言Java的进程创建与撤销工具。

(3)模拟级—以OS设计师身份编程模拟实现进程创建与撤销功能,并在屏幕上观察进程活动的结果。

三、实验步骤1、windows的进程管理(1)按ctrl+alt+delete键,弹出windows任务管理器窗口(2)选择相应操作序号,可以创建一个新的进程(3)在创建完一个新的进程后,可以显示出所有已创建进程的详细信息(4)选择相应操作序号,可以通过输入pcbId或pcbGrade来撤销一个进程2、进程创建与撤销工具(1)进程的创建Process p=Runtime.getRuntime().exec("notepad");(2)进程的撤销p.destroy();3、进程创建与撤销的模拟实现(1)总体设计:①数据结构定义:结构体PCB:进程编号,进程名称,进程优先级和进程创建时间,队列按进程创建时间排序。

PCB空间就绪队列指针空队列指针②函数进程创建:从PCB空间申请一个空PCB,填入进程参数,插入就绪队列;进程终止:将指定的就绪进程移出就绪队列,插入空队列;就绪队列输出:输出就绪队列中的进程信息,以便观察创建或撤消活动的结果;主函数:调用创建函数、调用终止函数、输出就绪队列;③主界面设计:进程创建、进程撤销、退出程序图1 操作主界面④功能测试:从显示出的就绪队列状态,查看操作的正确与否。

(2)详细设计:①数据结构定义:结构体PCB:表1 PCB结构体表PCB空间:是一个能存放十个PCB对象的数组就绪队列指针:定义一整型变量初始值为零空队列指针:定义一整型变量初始值为零,当有进程创建时,加入。

操作系统的核心功能

操作系统的核心功能

操作系统的核心功能操作系统(Operating System)是一种软件系统,它是计算机软硬件之间的中间层,负责管理和控制计算机的各种资源,提供良好的用户界面,并有效地组织和协调计算机程序的运行。

操作系统的核心功能是为用户提供方便的操作环境和高效的资源管理。

本文将详细介绍操作系统的核心功能。

一、进程管理进程是指在计算机上执行的程序。

操作系统负责创建、调度和终止进程,以实现多个程序同时运行的能力。

进程管理的核心功能包括进程的创建与撤销、进程的调度与切换、进程的通信与同步等。

通过合理的进程管理,操作系统能够使多个程序并发执行,提高计算机的利用率和用户的响应速度。

二、内存管理内存是计算机用于存储程序和数据的地方。

操作系统负责管理计算机的内存资源,包括内存的分配与回收、内存的保护与共享、虚拟内存的管理等。

内存管理的核心功能是为程序提供合适的内存空间,并确保不同程序之间的地址空间互相隔离,防止程序之间的干扰和冲突。

三、文件管理文件是计算机中存储信息的基本单位。

操作系统通过文件管理的功能,使得用户能够方便地创建、修改、删除和查找文件。

文件管理的核心功能包括文件的存储与访问控制、文件的目录结构与管理、文件的共享与保护等。

通过文件管理,操作系统能够提供良好的文件系统,便于用户对文件的管理和使用。

四、设备管理设备是计算机系统中用于输入、输出和存储数据的物理设备,如硬盘、打印机、键盘等。

操作系统负责管理计算机的各种设备资源,包括设备的分配与释放、设备的控制与调度、设备的错误处理等。

设备管理的核心功能是为用户提供方便的设备访问接口,使得用户能够方便地进行设备的操作和管理。

五、用户界面用户界面是用户与操作系统进行交互的接口。

操作系统通过合适的用户界面,使得用户能够方便地操作和使用计算机资源。

传统的操作系统用户界面主要有命令行界面和图形用户界面两种形式,近年来还出现了触摸屏、语音识别等新型用户界面。

用户界面的核心功能是为用户提供方便、直观的操作方式,提高用户的操作效率和体验。

操作系统的主要功能有处理机管理

操作系统的主要功能有处理机管理

操作系统的主要功能——处理机管理引言操作系统是计算机系统中的核心软件,它负责管理计算机硬件资源和提供用户与计算机系统交互的接口。

操作系统的主要功能之一是处理机管理。

处理机管理涉及到对计算机的CPU(中央处理器)的合理分配和调度,以提高计算机系统的整体性能和效率。

本文将详细介绍处理机管理的主要功能以及相关的概念和算法。

处理机管理的基本概念进程一个进程可以看做是正在执行的程序的实例。

它包括程序的指令、数据和相关的执行状态信息。

操作系统通过进程的创建、撤销、控制和同步,来管理计算机中的多个任务。

线程线程是进程中的一个执行单元,是进程中的实际工作者。

一个进程可以包含多个线程,线程共享进程的资源和上下文信息。

操作系统通过线程的创建、调度和同步,来提高计算机系统的并发度和响应能力。

进程调度进程调度是指按照某种算法从就绪队列中选择一个进程,使之占用处理机运行。

常用的调度算法包括先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)、时间片轮转、优先级调度等。

线程调度线程调度是指操作系统决定何时将处理机切换到另一个线程上运行的过程。

线程调度算法旨在确保公平性、提高响应时间、最大程度地利用处理机资源等。

上下文切换当操作系统将处理机从一个进程或线程切换到另一个进程或线程时,需要保存当前进程或线程的上下文(包括程序计数器、寄存器等)以及加载下一个进程或线程的上下文。

这个过程就是上下文切换。

处理机管理的主要功能进程与线程管理操作系统负责进程和线程的创建、撤销和控制。

它为每一个进程和线程分配所需的资源,并提供进程和线程间的通信机制(如共享内存、消息传递等)。

操作系统还负责确保进程和线程的运行顺序和优先级,以充分利用系统资源。

进程和线程调度操作系统通过进程和线程调度算法来决定处理机分配给哪个进程或线程运行。

这些调度算法旨在提高系统的性能和响应能力,保证不同进程和线程之间的公平性。

上下文切换管理上下文切换是切换进程或线程执行所需的关键操作。

操作系统的核心功能解析

操作系统的核心功能解析

操作系统的核心功能解析操作系统是计算机系统中必不可少的组成部分,它是软件和硬件之间的桥梁,管理和协调计算机的各种资源,为用户和其他软件提供良好的使用环境。

在本文中,我们将解析操作系统的核心功能,以及它们在计算机系统中的重要性。

一、进程管理进程是指在计算机系统中正在运行的程序的实例。

操作系统负责创建、调度和终止进程,并为它们分配系统资源。

进程管理的核心功能包括进程的创建和撤销、进程的调度和切换、进程的同步和通信等。

进程的创建和撤销涉及到分配和回收资源的过程,操作系统需要为每个进程分配内存空间、文件描述符、进程标识符等。

而进程的调度和切换则是确保系统资源的合理利用,操作系统需要根据一定的调度算法来决定哪个进程优先执行,并且在进程切换时保存和恢复进程的上下文信息。

进程的同步和通信是确保多个进程能够互相协作和共享资源的重要手段。

操作系统提供了各种同步机制,如信号量、互斥锁和条件变量等,以及各种通信机制,如消息队列、管道和共享内存等,来满足进程之间的协作需求。

二、内存管理内存管理是操作系统负责分配和回收系统内存的核心功能。

在计算机系统中,内存是一种稀缺的资源,操作系统需要有效地管理和分配内存,以满足不同进程的内存需求。

内存管理的核心任务包括内存的分配和回收、内存的保护和共享、虚拟内存的管理等。

操作系统通过内存分配算法来决定如何为进程分配内存空间,同时还需要考虑内存的保护和共享机制,以确保进程之间的内存隔离和资源共享的安全性。

此外,虚拟内存的管理也是内存管理的重要组成部分,它能够为进程提供比物理内存更大的地址空间,提高系统的整体性能。

三、文件系统管理文件系统管理是操作系统负责维护和管理文件的核心功能。

在计算机系统中,文件是存储和组织数据的基本单位,它们在操作系统中起着重要的作用。

操作系统需要提供文件的创建和删除、文件的读和写、文件的共享和保护等功能,以满足用户对文件的各种操作需求。

文件系统管理的核心任务包括文件的组织和存储、文件的访问和保护、文件的共享和同步等。

计算机系统基础实验

计算机系统基础实验

计算机系统基础实验计算机系统基础实验是计算机科学与技术专业中的一门重要课程,旨在帮助学生深入理解计算机硬件和操作系统的工作原理,培养学生的实际操作能力。

以下是一个关于计算机系统基础实验的报告,详细介绍了关于进程管理和内存管理的实验过程和结果。

实验题目:进程管理和内存管理一、实验目的:1.熟悉进程的创建、运行和撤销过程;2.理解进程之间的关系和调度算法;3.掌握内存管理的基本原理和常用方法。

二、实验环境:1. 操作系统:Windows 10;2. 虚拟机软件:VMware Workstation 16 Pro;3.编程语言:C/C++。

三、实验内容和过程:实验一:进程的创建、运行和撤销1.实验步骤:(1)使用C/C++编写一个创建进程的程序,包括进程的标识符、优先级和资源需求等;(2)编译并运行程序,查看进程的创建情况;(3)编写一个进程调度算法程序,选择一个合适的调度算法,并设置相应的调度策略;(4)编译并运行进程调度算法程序,观察进程的执行情况;(5)撤销一个进程,并查看撤销后的进程状态。

2.实验结果:(1)成功创建了一个进程,并查看到相关信息;(2)进程调度算法程序成功运行,并根据所设置的策略进行调度;(3)成功撤销一个进程,并查看到撤销后的进程状态。

实验二:内存管理1.实验步骤:(1)使用C/C++编写一个内存分配算法程序,包括内存的分配和回收等功能;(2)编译并运行程序,查看内存的分配情况;(3)使用一个合适的页面置换算法,编写一个程序来模拟分页机制的内存管理;(4)编译并运行分页程序,观察页面置换的情况;(5)释放内存,并查看内存的回收情况。

2.实验结果:(1)成功分配了内存,并查看到相关信息;(2)分页程序成功运行,并根据所选择的页面置换算法进行置换;(3)成功回收内存,并查看到内存的回收情况。

四、实验总结:通过这次实验,我们深入了解了进程的创建、运行和撤销过程,以及进程之间的关系和调度算法。

操作系统五大功能模块有哪些

操作系统五大功能模块有哪些

操作系统五大功能模块有哪些操作系统是计算机系统中非常重要的一部分,为计算机硬件和软件提供各种管理和支持功能。

它是协调和控制计算机资源,提供给用户和应用程序使用的软件集合。

操作系统具备五大功能模块,它们分别是:1. 进程管理模块进程管理模块是操作系统的核心功能之一。

它负责控制和管理计算机系统中的进程。

进程是指正在运行的程序,是计算机执行任务的基本单位。

进程管理模块的主要任务包括:•进程创建和撤销:操作系统能够创建、启动和撤销进程,根据用户或程序的要求,动态地分配和回收系统资源,提供必要的运行环境。

•进程调度:根据一定的调度算法,决定正在运行的进程和即将运行的进程,合理利用计算机资源,提高系统的吞吐量和响应速度。

•进程间通信:操作系统提供各种通信机制,使进程能够方便地进行信息交换和共享。

2. 内存管理模块内存管理模块负责管理计算机系统中的内存资源。

内存是计算机用于存储程序和数据的地方,对于一个操作系统来说,合理地管理内存非常重要。

内存管理模块的主要任务包括:•内存分配:操作系统负责将内存分配给进程,并跟踪每个进程的内存使用情况,确保进程之间不会相互干扰。

•内存回收:当进程终止或释放内存时,内存管理模块需要回收这些内存资源,以便供其他进程使用。

•内存保护:操作系统通过地址映射和访问权限控制等机制,保护不同进程之间的内存空间,防止恶意访问和越界访问。

3. 文件系统模块文件系统模块是操作系统中负责管理文件和目录的功能模块。

文件系统是计算机中用于组织和存储数据的记录式存储系统。

文件系统模块的主要任务包括:•文件的创建、打开和关闭:操作系统提供接口和机制,使用户能够方便地创建和访问文件,对文件进行打开和关闭操作。

•文件的读取和写入:操作系统提供读写接口,使用户能够读取和写入文件中的数据。

•文件的管理和保护:操作系统负责为文件分配磁盘空间,管理文件的属性和权限,保护文件免受恶意访问和损坏。

4. 设备管理模块设备管理模块负责操作计算机系统中的各种硬件设备,使之能够与操作系统和应用程序进行有效的通信和交互。

进程创建与撤消

进程创建与撤消

实验一:进程创建与撤消1.实验目的(1)通过在Windows任务管理器中对程序和进程进行响应的管理操作,熟悉操作系统进程管理的概念。

(2)加深对进程概念的理解和进程创建与撤消算法,进一步认识并发执行的实质。

2.实验内容本实验要求2学时完成。

本实验要求完成如下任务:(1)进程管理认识:通过windows “任务管理器”观察进程的状态,完成:进行进程的创建、切换和撤销;显示其他进程计数器;更改正在运行的进程的优先级;使用多个参数评估正在运行的进程的活动;查看CPU和内存使用情况的图形和数据。

(终止进程时要小心,有可能导致不希望发生的结果,包括数据丢失和系统不稳定等。

)(2)进程创建与撤销:通过系统调用编程实现进程的创建与撤销功能,并在屏幕上观察进程活动的结果。

(3)模拟级—以OS设计师身份编程模拟实现进程创建与撤销功能,并在屏幕上观察进程活动的结果。

3 实验步骤(1)进程管理认识(2)进程创建与撤销(3)模拟级—以OS设计师身份编程模拟实现进程创建与撤销功能1创建进程public void addtask(String str){synchronized (this){this.task.add(str);//唤醒其他等待进程System.out.println("addTask notify!");notify();}}2运行进程public void run(){try{System.out.println("Printer begin!");while(running){synchronized(this){while((task.size()==0)&&running){//如果任务列表为空,而且线程还允许运行,则等待任务System.out.println("wait begin!");//线程进入等待状态,直到被其他线程唤醒wait();System.out.println("wait end!");}}if(running){System.out.println("print the task:"+task.remove(0));}}System.out.println("Printer end!");}catch(InterruptedException e){e.printStackTrace();}}3结束进程public void stopPrinter(){this.running=false;synchronized(this){//唤醒其他等待进程System.out.println("stopPrinter notify!");notify();}}4运行截图Java源程序:import java.util.Vector;public class WaitNotify{/*** 打印信息的类,是一个线程。

进程和程序的区别

进程和程序的区别

进程和程序的区别
1)进程的定义:“进程”是操作系统的最基本、最重要的概念之⼀。

但迄今为⽌对这⼀概念还没有⼀个确切的统⼀的描述。

下⾯给出⼏种对进程的定义描述。

进程是程序的⼀次执⾏。

进程是可以并⾏执⾏的计算。

进程是⼀个程序与其使⽤的数据在处理机上顺序执⾏时发⽣的活动。

进程是程序在⼀个数据集合上的运⾏过程。

它是系统进⾏资源分配和调度的⼀个独⽴单位。

2)进程的特征:动态性:是程序的⼀次执⾏;并发性:进程是可以并发执⾏;独⽴性:是系统进⾏资源分配和调度的⼀个独⽴单位;异步性:进程间的相互制约,使进程执⾏具有间隙;结构性:进程是具有结构的。

3)进程与程序的主要区别:
(1)程序是永存的;进程是暂时的,是程序在数据集上的⼀次执⾏,有创建有撤销,存在是暂时的;
(2)程序是静态的观念,进程是动态的观念;
(3)进程具有并发性,⽽程序没有;
(4)进程是竞争计算机资源的基本单位,程序不是。

(5)进程和程序不是⼀⼀对应的:⼀个程序可对应多个进程即多个进程可执⾏同⼀程序;⼀个进程可以执⾏⼀个或⼏个程序
=====
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。

进程创建撤销实验报告

进程创建撤销实验报告

一、实验目的1. 理解进程的概念及其在操作系统中的作用。

2. 掌握进程创建和撤销的基本原理和方法。

3. 通过实验加深对进程管理机制的理解。

二、实验环境1. 操作系统:Linux2. 编程语言:C/C++3. 编译器:GCC三、实验原理在操作系统中,进程是系统进行资源分配和调度的基本单位。

进程创建是指从无到有地创建一个新的进程,而进程撤销则是指结束一个进程的生命周期。

进程创建和撤销是操作系统进程管理中的重要操作。

四、实验内容1. 进程创建实验2. 进程撤销实验五、实验步骤1. 进程创建实验(1)创建一个新进程```c#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>int main() {pid_t pid = fork(); // 创建子进程if (pid == -1) {perror("fork failed");return 1;} else if (pid == 0) {// 子进程printf("Child process: PID = %d\n", getpid());// 执行子进程的任务} else {// 父进程printf("Parent process: PID = %d\n", getpid());// 等待子进程结束wait(NULL);}return 0;}```(2)编译并运行程序```bashgcc -o process_create process_create.c./process_create```(3)观察输出结果在控制台会看到两个进程的PID,其中一个为父进程,另一个为子进程。

2. 进程撤销实验(1)创建一个新进程```c#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/wait.h>int main() {pid_t pid = fork(); // 创建子进程if (pid == -1) {perror("fork failed");return 1;} else if (pid == 0) {// 子进程printf("Child process: PID = %d\n", getpid()); // 执行子进程的任务sleep(10); // 子进程睡眠10秒} else {// 父进程printf("Parent process: PID = %d\n", getpid()); // 等待子进程结束wait(NULL);}return 0;}```(2)编译并运行程序```bashgcc -o process_destroy process_destroy.c./process_destroy```(3)观察输出结果在控制台会看到两个进程的PID,父进程会等待子进程结束。

专升本计算机操作系统知识点

专升本计算机操作系统知识点

专升本计算机操作系统知识点一、操作系统概述。

1. 操作系统的概念。

- 操作系统是管理计算机硬件与软件资源的系统软件,同时也是计算机系统的内核与基石。

它负责管理计算机系统的各种资源,如处理器、内存、文件系统、输入输出设备等,并为用户和应用程序提供一个方便、高效、安全的使用环境。

2. 操作系统的功能。

- 处理器管理。

- 主要是对处理器(CPU)进行分配和调度。

在多道程序环境下,多个程序同时竞争CPU资源,操作系统需要根据一定的算法(如先来先服务、短作业优先、时间片轮转等)将CPU分配给不同的程序,使CPU资源得到充分利用。

- 内存管理。

- 负责内存的分配与回收。

当程序运行时,操作系统要为其分配足够的内存空间;当程序结束时,回收其所占用的内存。

同时,还需要解决内存保护问题,防止不同程序之间相互干扰,以及提供虚拟内存技术,将外存的一部分空间作为内存的补充,使得程序可以运行比实际物理内存更大的程序。

- 文件管理。

- 对计算机系统中的文件进行组织、存储、检索和保护。

包括文件的创建、删除、读写操作,文件目录的管理,文件存储空间的分配等。

- 设备管理。

- 负责对计算机系统中的各种输入输出设备(如键盘、鼠标、打印机、磁盘等)进行管理。

包括设备的分配、启动、控制和回收等操作,同时还要处理设备的中断请求,提高设备的利用率。

3. 操作系统的分类。

- 批处理操作系统。

- 特点是用户将一批作业提交给计算机系统后,就不再干预,由操作系统按照一定的顺序依次处理这些作业。

它可以提高系统资源的利用率和系统的吞吐量,但用户交互性较差。

- 分时操作系统。

- 采用时间片轮转的方式,将CPU的时间划分成若干个时间片,每个用户的作业(或进程)轮流在CPU上运行一个时间片。

它具有多路性、交互性、独占性和及时性的特点,多个用户可以同时通过终端与计算机系统进行交互。

- 实时操作系统。

- 主要用于对外部事件作出及时响应的系统,如工业控制系统、航空航天系统等。

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  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
以CREATE()为例如下:
(3)调试与测试:列出你的测试结果,包括输入和输出。
四、实验总结
通过这次试验了解到了进城创建与撤销,并对以前的知识进行了复习,通过使用结构体和指针,实行进程的创建与撤销,我的程序设计能力得到提高,文档收集自网络,仅用于个人学习
五、附录
带注释的源程序。
#include<iostream.h>
int choice;
cout<<"请选择:";
cin>>choice;
switch(choice)
{case 1:create();break;
case 2:kill();break;
case 3:display();break;
case 4:exit();
default :exit();
}
}
#include<string.h>
#include<malloc.h>
#include<stdlib.h>
#define OK 1
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -2
struct PCB //结构体PCB
{char NAME[20];
long ID;
float TIME;
(1)总体设计:
①数据结构定义:
结构体PCB:进程名、ID、运行时间、优先级等,队列的排序按创建时间或优先级排序。PCB空间—结构体PCB数组文档收集自网络,仅用于个人学习
就绪队列指针
空队列指针
②函数
CREATE()—进程创建:从PCB空间申请一个空PCB,填入进程参数,插入就绪队列;
KILL()—进程终止:将指定的就绪进程移出就绪队列,插入空队列;
{p->next =NULL;R.rear =p;N--;cout<<"进程已终止!";break;}p=p->next ;文档收集自网络,仅用于个人学习
}
}
}
if(id==pcb[p->data].ID)
{ if(R.front==R.rear)cout<<endl<<"队列为空!";
while(p!=NULL)
for(int j=i-1;j<=N;j++)
{while(id==pcb[j].ID)
{cout<<"进程ID已存在"<<endl;
cout<<"进程ID:";cin>>id;
}
}
cout<<"进程名:";cin>>name;
cout<<"运行时间:";cin>>time;
cout<<"优先级:";cin>>priority;
N++;//保存当前就绪进程数
strcpy(pcb[N].NAME,name);
pcb[N].ID =id;
pcb[N].TIME =time;
pcb[N].PRIORITY =priority;
p=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));//插入就绪队列
if(!p) exit(OVERFLOW);
}
void display()
{QNode *p;
p=R.front->next;
cout<<"ID"<<" "<<"名字"<<" "<<"运行时间"<<" "<<"优先级"<<endl;文档收集自网络,仅用于个人学习
while(p!=NULL)
{ cout<<pcb[p->data].ID<<""<<pcb[p->data].NAME<<" "<<pcb[p->data].TIME <<" "<<pcb[p->data].PRIORITY<<endl;文档收集自网络,仅用于个人学习
④功能测试:从显示出的就绪队列状态,查看操作的正确与否。
(2)详细设计:
①数据结构定义:
结构体PCB:
struct PCB{
char NAME[10];
long ID;
float TIME;
int PRIORITY;
};PCB pcb[100];
②函数设计
给出CREATE()、KILL()、Display()、Main()的流程图描述;
}
}menu();
}
void kill()//进程终止
{ long id; QNode *p;
cout<<"请输入要终止的进程ID:";
cin>>id;
p=R.front->next;
if(p==NULL) cout<<"就绪进程为空!";
wபைடு நூலகம்ile(p!=NULL)
{if(id==pcb[N].ID)//终止进程是队列最后一个
{if(N==1) //队列中只有一个进程,且是终止进程
{R.front =R.rear;R.front ->next =NULL;N--;cout<<"进程已终止!";break;}文档收集自网络,仅用于个人学习
else //队列中进程多个
{while(p!=NULL)
{if(p->next->next ==NULL)
int PRIORITY;
};PCB pcb[100]; //结构体数组
typedef struct QNode //单链表
{ int data;
struct QNode *next;
}QNode,*QueuePtr;
typedef struct LinkQueue//链队列
{QueuePtr front;
p=p->next ;
}menu();
}
void exit()//退出系统;
{exit(0);}
void main()
{ InitQueue();
pcb[0].ID =0;
menu();
}
void menu()
{cout<<'\n'<<"1.进程创建"<<'\n'<<"2.进程撤销"<<'\n'<<"3.就绪队列显示"<<'\n'<<"4.退出"<<endl;文档收集自网络,仅用于个人学习
E.front=E.rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
if(!R.front) exit(OVERFLOW);
if(!E.front) exit(OVERFLOW);
R.front->next=NULL;
E.front ->next =NULL;
return OK;
{pcb[p->data]=pcb[p->data+1];//修改PCB数组里的值
if(p->next ->next ==NULL)
{p->next =NULL;R.rear =p;cout<<"进程已终止!";break;}
p=p->next;
} N--; break;
}
p=p->next ;
}menu();
实验一:进程创建与撤消(模拟)
一、实验目的
1、加深对进程概念的理解和进程创建与撤消算法;
2、进一步认识并发执行的实质。
二、实验内容
本实验完成如下三个层次的任务:
(1)系统级—以普通用户身份认识windows的进程管理。通过windows的“任务管理器”观察进程的状态,进行进程的创建、切换和撤销。文档收集自网络,仅用于个人学习
}
void create()//进程创建
{ char name[20];long id;float time; int priority;
int n;QNode *p;
cout<<"请输入要创建进程的数目:";
cin>>n;
for(int i=1;i<=n;i++)
{cout<<"进程ID:";cin>>id;
p->data=N;p->next=NULL;
R.rear->next=p; R.rear=p;
}
for(i=1;i<=N;i++)//按优先级排队
{for(int j=i+1;j<=N;j++)
if(pcb[i].PRIORITY<pcb[j].PRIORITY)
{ pcb[0]=pcb[i];
pcb[i]=pcb[j];pcb[j]=pcb[0];
QueuePtr rear;
}LinkQueue;LinkQueue R,E;
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