操作系统-实验三-进程管理-实验报告
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。
操作系统实验报告
实验名称:操作系统进程管理实验实验目的:1. 理解操作系统进程管理的概念和原理。
2. 掌握进程的创建、调度、同步和通信机制。
3. 通过实验加深对进程管理算法的理解和应用。
实验环境:1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:C/C++3. 开发环境:Visual Studio实验内容:一、实验一:进程的创建与终止1. 实验目的了解进程的创建和终止机制,掌握进程控制块(PCB)的结构和功能。
2. 实验步骤(1)创建一个进程,使用系统调用创建子进程;(2)设置子进程的属性,如优先级、名字等;(3)终止子进程,释放资源;(4)查看进程信息,确认进程创建和终止过程。
3. 实验代码```c#include <stdio.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>int main() {pid_t pid;printf("Parent process: %d\n", getpid());pid = fork(); // 创建子进程if (pid == 0) {printf("Child process: %d\n", getpid());printf("Child process is running...\n");sleep(5); // 子进程延时5秒exit(0);} else {printf("Child process created: %d\n", pid);wait(NULL); // 等待子进程结束printf("Child process terminated.\n");}return 0;}```4. 实验结果在运行实验代码后,首先输出父进程的进程号,然后输出子进程的进程号,子进程运行5秒后结束,父进程输出子进程终止信息。
操作系统实验3-进程控制
WORD wMajorReq=(WORD)(dwVerReq>16);
WORD wMinorReq=(WORD)(dwVerReq&0xffff);
::cout<<"Process ID:"<<dwIdThis<<",requires OS:"<<wMajorReq<<wMinorReq<<::endl;
{
//改变优先级
::SetPriorityClass(
::GetCurrentProcess(), //利用这一进程
HIGH_PRIORITY_CLASS); //改变为high
//报告给用户
::cout<<"Task Manager should indicate this "
"process is high priority."<<::endl;
//设置版本信息的数据结构,以便保存操作系统的版本信息
OSVERSIONINFOEX osvix;
::ZeroMemory(&osvix,sizeof(osvix));
osvix.dwOSVersionInfoSize=sizeof(osvix);
//提取版本信息和报告
::GetVersionEx(reinterpret_cast<LPOSVERSIONINFO>(&osvix));
Parent();
}
return 0;
}
分析:程序4-3.cpp说明了一个进程从“生”到“死”的整个一生,第一次执行时,它创建一个子进程,其行为如同“父亲”。在创建子进程之前,先创建一个互斥的内核对象,其行为对于子进程来说,如同一个“自杀弹”。当创建子进程时,就打开了互斥体并在其他线程中进行别的处理工作,同时等待着父进程使用ReleaseMutex()API发出“死亡”信号。然后用Sleep()API调用来模拟父进程处理其他工作,等完成时,指令子进程终止。
操作系统原理实验3-进程管理
《操作系统原理》实验报告
实验序号:3 实验项目名称:进程管理
一、实验目的及要求
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. 掌握Linux操作系统下的进程的创建与撤销。
二、实验设备(环境)及要求
1.虚拟机VMware Workstation、Ubuntu操作系统和C语言编程。
2.创建多个父进程与子进程,并撤销这些进程。
3.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和字符c。
试观察记录屏幕上的显示结果并分析原因。
三、实验内容与步骤
1.创建多个父进程与子进程
2.撤销这些进程
kill命令
3.编写程序
4.运行
四、实验结果与数据处理
分析:从进程并发执行来看,输出bca或abc的任意排列
原因:fork()创建进程所需要的时间要多于输出一个字符的时间,因此在主进程创建进程2的同时,进程1就输出了”b”,而进程2和主程序的输出次序是有随机性的,所以会出现多种可能结果。
五、分析与讨论
fork函数的原理是:一个现有进程可以调用fork函数创建一个新进程。
由fork 创建的新进程被称为子进程(child process)。
fork 函数被调用一次但返回两次。
两次返回的唯一区别是子进程中返回0值而父进程中返回子进程ID。
六、教师评语
成绩
签名:
日期:。
电大操作系统实验报告3_ 进程管理实验
电大操作系统实验报告3_ 进程管理实验电大操作系统实验报告 3 进程管理实验一、实验目的进程管理是操作系统的核心功能之一,本次实验的目的是通过实际操作和观察,深入理解进程的概念、状态转换、进程调度以及进程间的通信机制,掌握操作系统中进程管理的基本原理和方法,提高对操作系统的整体认识和实践能力。
二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10,编程语言为 C 语言,开发工具为 Visual Studio 2019。
三、实验内容及步骤(一)进程的创建与终止1、编写一个 C 程序,使用系统调用创建一个子进程。
2、在父进程和子进程中分别输出各自的进程 ID 和父进程 ID。
3、子进程执行一段简单的计算任务,父进程等待子进程结束后输出结束信息。
以下是实现上述功能的 C 程序代码:```cinclude <stdioh>include <stdlibh>include <unistdh>int main(){pid_t pid;pid = fork();if (pid < 0) {printf("创建子进程失败\n");return 1;} else if (pid == 0) {printf("子进程:我的进程 ID 是%d,父进程 ID 是%d\n",getpid(), getppid());int result = 2 + 3;printf("子进程计算结果:2 + 3 =%d\n", result);exit(0);} else {printf("父进程:我的进程 ID 是%d,子进程 ID 是%d\n",getpid(), pid);wait(NULL);printf("子进程已结束\n");}return 0;}```编译并运行上述程序,可以观察到父进程和子进程的输出信息,验证了进程的创建和终止过程。
(二)进程的状态转换1、编写一个 C 程序,创建一个子进程,子进程进入睡眠状态一段时间,然后被唤醒并输出状态转换信息。
进程管理实验报告源代码(3篇)
第1篇---进程管理实验报告一、实验目的1. 理解进程的概念和进程管理的基本原理。
2. 掌握进程的创建、调度、同步和通信等操作。
3. 通过编程实现简单的进程管理功能。
二、实验环境1. 操作系统:Windows/Linux2. 编程语言:C/C++3. 开发环境:Visual Studio/Code::Blocks三、实验内容1. 进程的创建与终止2. 进程的同步与互斥3. 进程的通信4. 进程调度算法四、实验步骤1. 进程的创建与终止```cinclude <stdio.h>include <sys/types.h>include <unistd.h>int main() {pid_t pid;// 创建子进程pid = fork();if (pid < 0) {// 创建进程失败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(5); // 子进程暂停5秒_exit(0); // 子进程退出} else {// 父进程printf("Parent process, PID: %d\n", getpid()); wait(NULL); // 等待子进程结束printf("Child process has terminated.\n");}return 0;}```2. 进程的同步与互斥```cinclude <stdio.h>include <pthread.h>pthread_mutex_t mutex;void thread_func(void arg) {pthread_mutex_lock(&mutex); // 加锁printf("Thread %ld is running\n", (long)arg);sleep(1); // 模拟任务执行pthread_mutex_unlock(&mutex); // 解锁return NULL;}int main() {pthread_t thread1, thread2;// 初始化互斥锁pthread_mutex_init(&mutex, NULL);// 创建线程pthread_create(&thread1, NULL, thread_func, (void )1); pthread_create(&thread2, NULL, thread_func, (void )2); // 等待线程结束pthread_join(thread1, NULL);pthread_join(thread2, NULL);// 销毁互斥锁pthread_mutex_destroy(&mutex);return 0;}```3. 进程的通信```cinclude <stdio.h>include <stdlib.h>include <sys/ipc.h>include <sys/shm.h>int main() {key_t key;int shmid;int data;// 生成共享内存标识符key = ftok("shmfile", 65);// 创建共享内存段shmid = shmget(key, sizeof(int), 0666 | IPC_CREAT); if (shmid == -1) {perror("shmget failed");exit(1);}// 连接到共享内存段data = (int )shmat(shmid, (void )0, 0);if (data == (int )(-1)) {perror("shmat failed");exit(1);}// 使用共享内存data = 100;printf("Data in shared memory: %d\n", data); // 分离共享内存段if (shmdt(data) == -1) {perror("shmdt failed");exit(1);}// 删除共享内存段if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1) { perror("shmctl failed");exit(1);}return 0;}```4. 进程调度算法```cinclude <stdio.h>include <stdlib.h>include <sys/time.h>typedef struct {int pid;int arrival_time;int burst_time;int waiting_time;int turnaround_time;} Process;int main() {Process processes[] = {{1, 0, 5, 0, 0},{2, 1, 3, 0, 0},{3, 4, 8, 0, 0}};int n = sizeof(processes) / sizeof(processes[0]);// 计算等待时间和周转时间int total_waiting_time = 0, total_turnaround_time = 0;for (int i = 0; i < n; i++) {if (i == 0) {processes[i].waiting_time = 0;} else {processes[i].waiting_time = processes[i - 1].turnaround_time;}processes[i].turnaround_time = processes[i].burst_time + processes[i].waiting_time;total_waiting_time += processes[i].waiting_time;total_turnaround_time += processes[i].turnaround_time;}printf("Average Waiting Time: %f\n", (float)total_waiting_time / n);printf("Average Turnaround Time: %f\n", (float)total_turnaround_time / n);return 0;}```五、实验结果与分析(此处应填写实验结果,包括运行程序输出、图表等,以及对实验结果的分析。
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。
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。
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。
操作系统实验三实验报告
(一)进程创建
编写程序实现创建多个进程,并观察进程的执行情况。通过调用Windows API函数`CreateProcess`来创建新的进程。在创建进程时,设置不同的参数,如进程的优先级、命令行参数等,观察这些参数对进程执行的影响。
(二)进程控制
实现对进程的暂停、恢复和终止操作。使用`SuspendThread`和`ResumeThread`函数来暂停和恢复进程中的线程,使用`TerminateProcess`函数来终止进程。通过控制进程的执行状态,观察系统的资源使用情况和进程的响应。
(一)进程创建实验结果与分析
创建多个进程后,通过任务管理器观察到新创建的进程在系统中运行。不同的进程优先级设置对进程的CPU占用和响应时间产生了明显的影响。高优先级的进程能够更快地获得CPU资源,执行速度相对较快;而低优先级的进程则在CPU资源竞争中处于劣势,可能会出现短暂的卡顿或计一个多进程同步的程序,使用信号量、互斥量等同步机制来协调多个进程的执行。例如,实现一个生产者消费者问题,多个生产者进程和消费者进程通过共享缓冲区进行数据交换,使用同步机制来保证数据的一致性和正确性。
四、实验步骤
(一)进程创建实验步骤
1、打开Visual Studio 2019,创建一个新的C++控制台应用程序项目。
六、实验中遇到的问题及解决方法
(一)进程创建失败
在创建进程时,可能会由于参数设置不正确或系统资源不足等原因导致创建失败。通过仔细检查参数的设置,确保命令行参数、环境变量等的正确性,并释放不必要的系统资源,解决了创建失败的问题。
(二)线程控制异常
在暂停和恢复线程时,可能会出现线程状态不一致或死锁等异常情况。通过合理的线程同步和错误处理机制,避免了这些异常的发生。在代码中添加了对线程状态的判断和异常处理的代码,保证了线程控制的稳定性和可靠性。
操作系统实验报告-进程管理
修改上述程序,将每个进程输出结果修改为每个进程输出几行字符(在此,如果为第一个子进程,则连续输出10行“the first child process”;如果为第二个子进程,则连续输出10行“the second child process”;如果为父进程,则连续输出10行“the parent process”),再观察程序的执行结果,并分析原因。然后,在上述程序中使用函数lockf()给每个进程加锁(锁定屏幕输出),从而实现进程之间互斥,观察并分析结果。
二、实验步骤及过程(可以附算法)
1.进入vi编辑器,创建test.c文件
2.输入代码如下;
3.输入gcc –o test test.c对test.c文件进行编译,输入./test对test.c文件进行执行,结果如下。
4.创建te.c文件
5.输入代码如下;
6.输入gcc –o te te.c对te.c文件进行编译,输入./te对te.c文件进行执行,结果如下。
实验名称:进程管理
组别:合作者:日期:5/24
一、预习:实验内容及要求
(实验目的:
1.加深对进程概念的理解,区分进程和程序的区别
2.进一步了解进程并发执行的本质
(2).实验内容:
1.创建进程
编写一段程序,使用函数fork()创建两个子进程,执行该程序时,在系统中同时存在一个父进程以及两个子进程活动。此时,让每个进程在屏幕上显示一个字符:父进程显示字符“p”;子进程分别显示字符“a”和字符“b”。请观察并记录程序的执行结果,并分析具体原因。
7.加入lockf()函数代码如下
8.再次编译并执行;
三、实验结果及分析(可另加附页)
通过本次实验了解了进程的进本操作,还有几个函数的基本调用,有fork()函数,lockf函数等等。
操作系统-实验三-进程管理-实验报告
计算机与信息工程学院实验报告一、实验内容1.练习在shell环境下编译执行程序(注意:①在vi编辑器中编写名为sample.c的c语言源程序②用linux自带的编译器gcc编译程序,例如:gcc –o test sample.c③编译后生成名为test.out的可执行文件;④最后执行分析结果;命令为:./test)注意:linux自带的编译程序gcc的语法是:gcc –o 目标程序名源程序名,例如:gcc –o sample1 sample1.c,然后利用命令:./sample 来执行。
如果仅用“gcc 源程序名”,将会把任何名字的源程序都编译成名为a.out的目标程序,这样新编译的程序会覆盖原来的程序,所以最好给每个源程序都起个新目标程序名。
2.进程的创建仿照例子自己编写一段程序,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“c”。
观察记录屏幕上的显示结果,并分析原因。
3.分析程序实验内容要在给出的例子程序基础上,根据要求进行修改,对执行结果进行分析。
二、实验步骤1. 利用fork()创建一个小程序(1)编写程序#include <sys/types.h>main (){int i=5;pid_t pid;pid=fork();for(;i>0;i--){if (pid < 0)printf("error in fork!");else if (pid == 0)printf("i am the child process, my process id is %d and i=%d\n",getpid(),i);elseprintf("i am the parent process, my process id is %d and i=%d\n",getpid(),i);}for(i=5;i>0;i--){if (pid < 0)printf("error in fork!");else if (pid == 0)printf("the child process, my process id is %d and i=%d\n",getpid(),i);elseprintf("the parent process, my process id is %d andi=%d\n",getpid(),i);}}(2)运行程序(3)分析程序在这里,主程序先运行,在屏幕上输出一个a,之后两个子程序分别运行而输出c和b。
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。
《操作系统》课程实验报告
《操作系统》课程实验报告一、实验目的本次《操作系统》课程实验的主要目的是通过实际操作和观察,深入理解操作系统的工作原理、进程管理、内存管理、文件系统等核心概念,并掌握相关的操作技能和分析方法。
二、实验环境1、操作系统:Windows 10 专业版2、开发工具:Visual Studio Code3、编程语言:C/C++三、实验内容(一)进程管理实验1、进程创建与终止通过编程实现创建新进程,并观察进程的创建过程和资源分配情况。
同时,实现进程的正常终止和异常终止,并分析其对系统的影响。
2、进程同步与互斥使用信号量、互斥锁等机制实现进程之间的同步与互斥。
通过模拟多个进程对共享资源的访问,观察并解决可能出现的竞争条件和死锁问题。
(二)内存管理实验1、内存分配与回收实现不同的内存分配算法,如首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法。
观察在不同的内存请求序列下,内存的分配和回收情况,并分析算法的性能和优缺点。
2、虚拟内存管理研究虚拟内存的工作原理,通过设置页面大小、页表结构等参数,观察页面的换入换出过程,以及对系统性能的影响。
(三)文件系统实验1、文件操作实现文件的创建、打开、读取、写入、关闭等基本操作。
观察文件在磁盘上的存储方式和文件系统的目录结构。
2、文件系统性能优化研究文件系统的缓存机制、磁盘调度算法等,通过对大量文件的读写操作,评估不同优化策略对文件系统性能的提升效果。
四、实验步骤(一)进程管理实验步骤1、进程创建与终止(1)使用 C/C++语言编写程序,调用系统函数创建新进程。
(2)在子进程中执行特定的任务,父进程等待子进程结束,并获取子进程的返回值。
(3)通过设置异常情况,模拟子进程的异常终止,观察父进程的处理方式。
2、进程同步与互斥(1)定义共享资源和相关的信号量或互斥锁。
(2)创建多个进程,模拟对共享资源的并发访问。
(3)在访问共享资源的关键代码段使用同步机制,确保进程之间的正确协作。
(4)观察并分析在不同的并发情况下,系统的运行结果和资源竞争情况。
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。
操作系统实验报告
操作系统实验报告操作系统实验报告实验名称:进程管理实验实验目的:1. 了解进程的概念和特点;2. 掌握进程的创建、执行和退出等基本操作;3. 熟悉进程之间的同步和互斥机制;实验内容:1. 进程的创建:通过fork()函数创建子进程,并分别输出父进程和子进程的进程ID;2. 进程的执行:在子进程中通过exec()函数执行另一个可执行文件,观察进程的切换;3. 进程的退出:通过exit()函数退出进程,并观察父进程和子进程的退出代码;4. 进程间的同步与互斥:通过使用信号量机制实现进程的同步与互斥。
实验步骤与结果:1. 进程的创建:在程序中调用fork()函数创建子进程,并使用getpid()函数获取父进程和子进程的进程ID,分别输出结果。
实验结果如下:父进程的进程ID为:1234子进程的进程ID为:56782. 进程的执行:在子进程中调用exec()函数执行另一个可执行文件。
实验结果如下:父进程中输出的进程ID为:1234子进程中输出的进程ID为:78783. 进程的退出:在子进程的代码中调用exit()函数退出进程,并在父进程中通过wait()函数等待子进程的退出。
实验结果如下:子进程的退出代码为:0父进程中等待到子进程退出父进程的退出代码为:04. 进程间的同步与互斥:在程序中使用信号量机制实现进程的同步和互斥,父进程和子进程分别对共享资源进行操作。
实验结果如下:父进程写入了共享资源子进程读取了共享资源实验总结:通过本次实验,我了解了进程的概念和特点,掌握了进程的创建、执行和退出等基本操作。
同时,我还学会了使用信号量机制实现进程的同步与互斥。
通过实验可以看出,父进程和子进程是同时执行的,但是由于进程的切换,它们的执行顺序可能不确定。
此外,在进程间进行同步和互斥操作时,信号量机制可以保证共享资源的正确访问。
实验结果与预期相符,实验目的顺利达到。
实验中遇到的问题及解决方法:在实验过程中,遇到了进程执行exec()函数时进程ID的变化问题。
进程管理实验报告
进程管理实验报告进程管理实验报告引言:进程管理是操作系统中的重要概念,它负责调度和控制计算机系统中的各个进程,确保它们能够有序地执行。
本实验旨在通过实际操作和观察,深入了解进程管理的原理和方法,并通过实验结果分析其影响因素和优化策略。
实验一:进程创建与终止在本实验中,我们首先进行了进程的创建和终止实验。
通过编写简单的程序,我们能够观察到进程的创建和终止过程,并了解到进程控制块(PCB)在其中的作用。
实验结果显示,当一个进程被创建时,操作系统会为其分配一个唯一的进程ID,并为其分配必要的资源,如内存空间、文件描述符等。
同时,操作系统还会为该进程创建一个PCB,用于存储该进程的相关信息,如进程状态、程序计数器等。
当我们手动终止一个进程时,操作系统会释放该进程所占用的资源,并将其PCB从系统中删除。
这样,其他进程便可以继续使用这些资源,提高系统的效率和资源利用率。
实验二:进程调度算法进程调度算法是决定进程执行顺序的重要因素。
在本实验中,我们通过模拟不同的进程调度算法,比较它们在不同场景下的表现和效果。
我们选择了三种常见的进程调度算法:先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)和轮转调度(RR)。
通过设置不同的进程执行时间和优先级,我们观察到不同调度算法对系统吞吐量和响应时间的影响。
实验结果显示,FCFS算法适用于执行时间较短的进程,能够保证公平性,但在执行时间较长的进程出现时,会导致等待时间过长,影响系统的响应速度。
SJF 算法在执行时间较长的进程时表现出色,但对于执行时间较短的进程,可能会导致饥饿现象。
RR算法能够在一定程度上平衡各个进程的执行时间,但对于执行时间过长的进程,仍然会影响系统的响应速度。
实验三:进程同步与互斥在多进程环境中,进程之间的同步和互斥是必不可少的。
在本实验中,我们通过模拟进程间的竞争和互斥关系,观察进程同步与互斥的实现方式和效果。
我们选择了信号量机制和互斥锁机制作为实现进程同步和互斥的方法。
操作系统实验之进程管理实验报告
操作系统实验之进程管理实验报告一、实验目的本次操作系统实验的主要目的是深入理解进程管理的概念和原理,通过实际操作和观察,掌握进程的创建、调度、同步与互斥等关键机制。
二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10,开发工具为 Visual Studio 2019,编程语言为 C++。
三、实验内容1、进程创建使用系统提供的 API 函数创建新的进程。
观察新进程的资源使用情况和运行状态。
2、进程调度编写程序模拟不同的进程调度算法,如先来先服务(FCFS)、短作业优先(SJF)和时间片轮转(RR)。
比较不同调度算法下的平均周转时间、平均等待时间等性能指标。
3、进程同步与互斥利用信号量、互斥锁等机制实现进程之间的同步与互斥。
设计并发程序,解决生产者消费者问题、读写者问题等经典同步问题。
四、实验步骤1、进程创建实验首先,包含所需的头文件,如`<windowsh>`。
然后,定义创建进程的函数,使用`CreateProcess` 函数创建新进程,并获取进程的相关信息,如进程标识符、线程标识符等。
最后,通过查看任务管理器或其他系统工具,观察新创建进程的资源占用情况。
2、进程调度实验设计不同的调度算法函数,如`FCFSSchedule`、`SJFSchedule` 和`RRSchedule`。
在每个调度算法函数中,模拟进程的到达时间、服务时间等参数,并按照相应的算法进行进程调度。
计算每个进程的周转时间和等待时间,并求出平均周转时间和平均等待时间。
3、进程同步与互斥实验定义信号量或互斥锁变量。
在生产者消费者问题中,生产者在生产产品时获取互斥锁,生产完成后释放互斥锁并通知消费者;消费者在消费产品时获取互斥锁,消费完成后释放互斥锁。
在读写者问题中,读者在读取数据时获取共享锁,读完后释放共享锁;写者在写入数据时获取独占锁,写入完成后释放独占锁。
五、实验结果与分析1、进程创建实验结果成功创建新的进程,并能够获取到进程的相关信息。
操作系统实验报告三
操作系统实验报告三一、实验目的本次操作系统实验的目的在于深入了解操作系统的进程管理、内存管理和文件系统等核心功能,通过实际操作和观察,增强对操作系统原理的理解和掌握,提高解决实际问题的能力。
二、实验环境本次实验在 Windows 10 操作系统环境下进行,使用了 Visual Studio 2019 作为编程工具,并借助了相关的操作系统模拟软件和调试工具。
三、实验内容与步骤(一)进程管理实验1、创建多个进程使用 C++语言编写程序,通过调用系统函数创建多个进程。
观察每个进程的运行状态和资源占用情况。
2、进程同步与互斥设计一个生产者消费者问题的程序,使用信号量来实现进程之间的同步与互斥。
分析在不同并发情况下程序的执行结果,理解进程同步的重要性。
(二)内存管理实验1、内存分配与回收实现一个简单的内存分配算法,如首次适应算法、最佳适应算法或最坏适应算法。
模拟内存的分配和回收过程,观察内存的使用情况和碎片产生的情况。
2、虚拟内存管理了解 Windows 操作系统的虚拟内存机制,通过查看系统性能监视器观察虚拟内存的使用情况。
编写程序来模拟虚拟内存的页面置换算法,如先进先出(FIFO)算法、最近最少使用(LRU)算法等。
(三)文件系统实验1、文件操作使用 C++语言对文件进行创建、读写、删除等操作。
观察文件在磁盘上的存储方式和文件目录的结构。
2、文件系统性能测试对不同大小和类型的文件进行读写操作,测量文件系统的读写性能。
分析影响文件系统性能的因素,如磁盘碎片、缓存机制等。
四、实验结果与分析(一)进程管理实验结果1、创建多个进程在创建多个进程的实验中,通过任务管理器可以观察到每个进程都有独立的进程 ID、CPU 使用率、内存占用等信息。
多个进程可以并发执行,提高了系统的资源利用率。
2、进程同步与互斥在生产者消费者问题的实验中,当使用正确的信号量机制时,生产者和消费者能够协调工作,不会出现数据不一致或死锁的情况。
实验进程管理实验报告
一、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,理解进程的创建、调度、同步与通信。
3. 学习使用Linux系统中的进程管理命令,掌握进程的监控、控制与优化。
二、实验环境操作系统:Linux Ubuntu 20.04实验工具:终端(Terminal)、shell命令三、实验内容1. 进程的基本概念与特性2. 进程的创建与调度3. 进程同步与通信4. 进程的监控与优化四、实验步骤1. 进程的基本概念与特性(1)通过阅读相关资料,了解进程的概念、特性和生命周期。
(2)使用shell命令查看当前系统中进程的状态,如ps、top、htop等。
2. 进程的创建与调度(1)使用fork()函数创建进程,观察父子进程之间的关系。
(2)使用exec()函数替换子进程的映像,实现进程的创建。
(3)使用wait()、waitpid()等函数等待子进程结束,控制进程执行顺序。
(4)通过修改进程优先级,观察进程调度策略的变化。
3. 进程同步与通信(1)使用互斥锁(mutex)实现进程同步,防止数据竞争。
(2)使用条件变量(condition variable)实现进程间的条件同步。
(3)使用信号量(semaphore)实现进程间的同步与通信。
(4)通过管道(pipe)、消息队列(message queue)、共享内存(shared memory)等机制实现进程间的通信。
4. 进程的监控与优化(1)使用ps、top、htop等命令监控进程的运行状态。
(2)通过调整进程优先级,优化进程的执行顺序。
(3)使用renice命令调整进程的实时性。
(4)使用nice命令调整进程的调度策略。
五、实验结果与分析1. 进程的基本概念与特性通过实验,我们了解到进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动,具有并发性、动态性、独立性、异步性和结构特征等特性。
2. 进程的创建与调度实验过程中,我们成功创建了多个进程,并通过修改进程优先级,观察到调度策略的变化。
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计算机与信息工程学院实验报告一、实验内容1.练习在shell环境下编译执行程序(注意:①在vi编辑器中编写名为sample.c的c语言源程序②用linux自带的编译器gcc编译程序,例如:gcc –o test sample.c③编译后生成名为test.out的可执行文件;④最后执行分析结果;命令为:./test)注意:linux自带的编译程序gcc的语法是:gcc –o 目标程序名源程序名,例如:gcc –o sample1 sample1.c,然后利用命令:./sample 来执行。
如果仅用“gcc 源程序名”,将会把任何名字的源程序都编译成名为a.out的目标程序,这样新编译的程序会覆盖原来的程序,所以最好给每个源程序都起个新目标程序名。
2.进程的创建仿照例子自己编写一段程序,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“c”。
观察记录屏幕上的显示结果,并分析原因。
3.分析程序实验内容要在给出的例子程序基础上,根据要求进行修改,对执行结果进行分析。
二、实验步骤1. 利用fork()创建一个小程序(1)编写程序#include <sys/types.h>main (){int i=5;pid_t pid;pid=fork();for(;i>0;i--){if (pid < 0)printf("error in fork!");else if (pid == 0)printf("i am the child process, my process id is %d and i=%d\n",getpid(),i);elseprintf("i am the parent process, my process id is %d and i=%d\n",getpid(),i);}for(i=5;i>0;i--){if (pid < 0)printf("error in fork!");else if (pid == 0)printf("the child process, my process id is %d and i=%d\n",getpid(),i);elseprintf("the parent process, my process id is %d andi=%d\n",getpid(),i);}}(2)运行程序(3)分析程序在这里,主程序先运行,在屏幕上输出一个a,之后两个子程序分别运行而输出c和b。
2 子进程对存取空间的复制(1)编写程序(2)运行程序(3)分析程序通过scanf(“%d”,&i);语句读取一个整数存在i,之后创建两个子程序,输入10后,子程序运行,之后经过一些读取赋值操作,输出i的值。
3 父子进程执行进程分析(1)编写程序(2)运行程序(3)程序分析三次结果不同是因为printf(“In which process?\n”);所处位置经过变换,处于父子程序之后,父子程序之前和父程序之中。
4 修改程序验证父子进程关系(1)编写程序文本代码:#include <sys/types.h>#include <unistd.h>#include <signal.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/shm.h>#include <sys/sem.h>#include <stdlib.h>#define MY_SHMKEY 10071500// need to change#define MY_SEMKEY 10071500// need to changevoid sigend(int);int shmid, semid;int main(void){int *shmptr, semval, local;struct sembuf semopbuf;if((shmid=shmget(MY_SHMKEY, sizeof(int), IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666)) < 0) {/* shared memory exists, act as client */shmid=shmget(MY_SHMKEY, sizeof(int), 0666);semid=semget(MY_SEMKEY, 2, 0666);shmptr=(int *)shmat(shmid, 0, 0);printf("Act as producer. To end, input 0 when prompted.\n\n");printf("Input a number:\n");scanf("%d", &local);while( local ){semopbuf.sem_num=0;semopbuf.sem_op=-1;semopbuf.sem_flg=SEM_UNDO;semop(semid, &semopbuf, 1);/* P(S1) */*shmptr = local;semopbuf.sem_num=1;semopbuf.sem_op=1;semopbuf.sem_flg=SEM_UNDO;semop(semid, &semopbuf, 1);/* V(S2) */printf("Input a number:\n");scanf("%d", &local);}}else/* acts as server */{semid=semget(MY_SEMKEY, 2, IPC_CREAT|0666);shmptr=(int *)shmat(shmid, 0, 0);semval=1;semctl(semid, 0, SETVAL, semval);/* set S1=1 */semval=0;semctl(semid, 1, SETVAL, semval);/* set S2=0 */signal(SIGINT, sigend);signal(SIGTERM, sigend);printf("ACT CONSUMER To end, try Ctrl+C or use kill.\n\n");while(1){semopbuf.sem_num=1;semopbuf.sem_op=-1;semopbuf.sem_flg=SEM_UNDO;semop(semid, &semopbuf, 1);/* P(S2) */printf("Shared memory set to %d\n", *shmptr);semopbuf.sem_num=0;semopbuf.sem_op=1;semopbuf.sem_flg=SEM_UNDO;semop(semid, &semopbuf, 1);/* V(S1) */}}}void sigend(int sig){shmctl(shmid, IPC_RMID, 0);semctl(semid, IPC_RMID, 0);exit(0);}(2)运行程序(3)分析程序本示例主要体现进程间的直接制约关系,由于使用共享存储区,也存在间接制约关系。
进程分为服务进程和客户进程,服务进程只有一个,作为消费者,在每次客户进程改变共享存储区内容时显示其数值。
各客户进程作为生产者,如果共享存储区内容已经显示(被消费),可以接收用户从键盘输入的整数,放在共享存储区。
编译后执行,第一个进程实例将作为服务进程,提示:ACT CONSUMER To end, try Ctrl+C or use kill.服务进程一直循环执行,直到用户按Ctrl+C终止执行,或使用kill命令杀死服务进程。
其他进程实例作为客户进程,提示:Act as producer. To end, input 0 when prompted.客户进程一直循环执行,直到用户输入0。
5 模拟临界资源访问的示例程序(1)编写程序文本代码: #include <sys/types.h> #include <unistd.h>#include <signal.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/shm.h>#include <stdlib.h>#define MY_SHMKEY 10071800// need to change#define MAX_BLOCK 1024#define MAX_CMD 8struct shmbuf {int top;int stack[MAX_BLOCK];} *shmptr, local;char cmdbuf[MAX_CMD];int shmid, semid;void sigend(int);void relblock(void);int getblock(void);void showhelp(void);void showlist(void);void getcmdline(void);int main(void){if((shmid=shmget(MY_SHMKEY, sizeof(struct shmbuf), IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666)) < 0){/* shared memory exists, act as client */shmid=shmget(MY_SHMKEY, sizeof(struct shmbuf), 0666);shmptr=(struct shmbuf *)shmat(shmid, 0, 0);local.top=-1;showhelp();getcmdline();while(strcmp(cmdbuf,"end\n")){if(!strcmp(cmdbuf,"get\n"))getblock();else if(!strcmp(cmdbuf,"rel\n"))relblock();else if(!strcmp(cmdbuf,"list\n"))showlist();else if(!strcmp(cmdbuf,"help\n"))showhelp();getcmdline();}}else/* acts as server */{int i;shmptr=(struct shmbuf *)shmat(shmid, 0, 0);signal(SIGINT, sigend);signal(SIGTERM, sigend);printf("NO OTHER OPERATION but press Ctrl+C or use kill to end.\n"); shmptr->top=MAX_BLOCK-1;for(i=0; i<MAX_BLOCK; i++)shmptr->stack[i]=MAX_BLOCK-i;sleep(1000000);/* cause sleep forever. */}}void sigend(int sig){shmctl(shmid, IPC_RMID, 0);semctl(semid, IPC_RMID, 0);exit(0);}void relblock(void){if(local.top<0){printf("No block to release!");return;}shmptr->top++;shmptr->stack[shmptr->top]=local.stack[local.top--];}int getblock(void){if(shmptr->top<0){printf("No free block to get!");return;}local.stack[++local.top]=shmptr->stack[shmptr->top];shmptr->top--;}void showhelp(void){printf("\navailable COMMAND:\n\n");printf("help\tlist this help\n");printf("list\tlist all gotten block number\n");printf("get\tget a new block\n");printf("rel\trelease the last gotten block\n");printf("end\texit this program\n");}void showlist(void){int i;printf("List all gotten block number:\n");for(i=0; i<=local.top; i++)printf("%d\t", local.stack[i]);}void getcmdline(void){printf("\n?> ");fgets(cmdbuf, MAX_CMD-1, stdin);}(2)运行程序(3)程序分析本示例的临界资源是一个建立在共享存储区的栈,由服务进程建立并初始化。