操作系统原理第一次实验

实验一进程管理、管道通信

一．实验名称：

进程管理、管道通信

二．实验目的：

1、熟悉linux下利用gcc、gdb编译、调试C程序

2、掌握进程的概念，明确进程的含义

3、认识并了解并发执行的实质

4、掌握进程间无名管道的通信

三．实验准备：

1、预习linux下利用gcc编译c程序。

2、参考课件及资料掌握进程的创建过程。

3、参考课件及资料掌握进程的并发执行。

4、参考课件及资料掌握进程间无名管道的通信。

四．实验内容：

内容一：敲通如下程序，分析运行结果。

#include

main()

{

int i;

while((i=fork())==-1); //创建一个子进程，直到创建成功为止

printf("i=%d",i);

if(i)printf("It is a parent process!");

else printf("It is a child process!");

}

分析：多次的运行结果不同，执行一次程序，i的值就依次增加，每次增加2，但后面的字符串不变。

执行while((x=fork())==-1);后，父进程创建一子进程，子进程复制了父进程的资源，成为独立于父进程的一个进程，并且子进程的fork()返回值为0，父进程的fork()返回值为刚创建的子进程号。系统先运行子进程，输出It is a parent process!，进入该分支后，因出现IO中断，子进程释放CPU，进入阻塞状态，处于就绪状态的父进程得到CPU继续执行，进入else分支，输出It is a child process!。

图一

内容二：编写程序，用系统调用fork()创建两子进程。父进程显示50次字符串“father”，子进程1显示50次字符串“son”，子进程2显示50次字符串“daughter”。观察并记录屏幕上显示结果，分析原因。（提示：可在各进程中加入sleep，观察结果分析原因）

#include

main()

{

int i,p1,p2;

while((p1=fork())==-1); //创建一个子进程p1

if(p1==0)

for(i=0;i<10;i++)

{

printf("son%d\n",i);

}else{

while((p2=fork())==-1); //创建一个子进程p2

if(p2==0)

for(i=0;i<10;i++)

{

printf("daughter%d\n",i);

}else

for(i=0;i<10;i++)

printf("father%d\n",i);

}

}

分析：首先执行父程序，如果数值小于10，则输出father；执行10次后，进入第一个子程序，i从0开始，输出10次son；接着进入第二个子程序，依次输出10次daughter。

图二

内容三：敲通如下程序，写出运行结果，分析程序功能。

#include

#include

void *ptest(void *arg)

{

printf(" This is the new thread!" );

return(NULL);

}

main()

{

pthread_t tid;

printf(" This is the parent process !" );

pthread_create(&tid,NULL,ptest,NULL);

sleep(1);

return;

}

分析：进入主程序时输出“This is the parent process !”，用创建线程的函数，该函数中主席了指针ptest指向的函数，而后输出“This is the new thread!”返回值为空，程序休眠后结束程序。

图三

内容四：敲通管道通信（课件）例题，写出运行结果，分析程序功能

#include

#include

void main()

{

int x,fd[2];

char buf[30],s[30];

pipe(fd);

while((x=fork())==-1);

if(x==0)

{

sprintf(buf,"This is an example\n");

write(fd[1],buf,30);

exit(0);

}

else

{

wait(0);

read(fd[0],s,30);

printf("%s",s);

}

}

分析：创建管道fd，创建进程，进程标识符为x。如果调用子进程则向缓冲区里写入字符串“This is an example”,然后从buf里向pipe里写入30个字符然后退出子进程，而后调用父进程从该缓冲区里读出30个字符并且显示出来。如果先调用父进程则父进程会被要求等待，从pipe里读出的内容为空，直到调用子进程完成整个写入输出的过程。

图四

内容五：编写一程序，建立一个管道。同时，父进程生产子进程P1，P2，这两个子进程分别向管道中写入各自的字符串，父进程分别读出它们，并显示出来。

#include

#include

main()

{

int p1,p2,fd[2],i=0;

char s1[50],s2[50];

pipe(fd); //父进程建立管道

while((p1=fork())==-1); //创建子进程p1，失败时循环

if(p1==0) //由子进程p1返回，执行子进程p1

for(i=0;i<3;i++)

{

sprintf(s1,"I am child1\n");

write(fd[1],s1,50); //把s1中的50个字符写入管道