操作系统实验二

操作系统实验实验二进程管理学号 ********** 姓名李克帆学院信息学院班级 12电子2实验目的1、理解进程的概念，明确进程和程序的区别。

2、理解并发执行的实质。

3、掌握进程的创建、睡眠、撤销等进程控制方法。

实验内容与要求基本要求：用C语言编写程序，模拟实现创建新的进程；查看运行进程；换出某个进程；杀死进程等功能。

实验报告内容1、进程、进程控制块等的基本原理。

进程是现代操作系统中的一个最基本也是最重要的概念，掌握这个概念对于理解操作系统实质，分析、设计操作系统都有其非常重要的意义。

为了强调进程的并发性和动态性，可以给进程作如下定义：进程是可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

进程又就绪、执行、阻塞三种基本状态，三者的变迁图如下：由于多个程序并发执行，各程序需要轮流使用CPU，当某程序不在CPU上运行时，必须保留其被中断的程序的现场，包括：断点地址、程序状态字、通用寄存器的内容、堆栈内容、程序当前状态、程序的大小、运行时间等信息，以便程序再次获得CPU时，能够正确执行。

为了保存这些内容，需要建立—个专用数据结构，我们称这个数据结构为进程控制块PCB （Process Control Block）。

进程控制块是进程存在的惟一标志，它跟踪程序执行的情况，表明了进程在当前时刻的状态以及与其它进程和资源的关系。

当创建一个进程时，实际上就是为其建立一个进程控制块。

在通常的操作系统中，PCB应包含如下一些信息：①进程标识信息。

为了标识系统中的各个进程，每个进程必须有惟一的标识名或标识数。

②位置信息。

指出进程的程序和数据部分在内存或外存中的物理位置。

③状态信息。

指出进程当前所处的状态，作为进程调度、分配CPU的依据。

④进程的优先级。

一般根据进程的轻重缓急其它信息。

这里给出的只是一般操作系统中PCB所应具有的内容，不同操作系统的PCB结构是不同的，我们将在2.8节介绍Linux系统的PCB结构。

程度为进程指定一个优先级，优先级用优先数表示。

⑤进程现场保护区。

当进程状态变化时（例如一个进程放弃使用CPU），它需要将当时的CPU现场保护到内存中，以便再次占用CPU时恢复正常运行，有的系统把要保护的CPU 现场放在进程的工作区中，而PCB中仅给出CPU现场保护区起始地址。

⑥资源清单。

每个进程在运行时，除了需要内存外，还需要其它资源，如I/O设备、外存、数据区等。

这一部分指出资源需求、分配和控制信息。

⑦队列指针或链接字。

它用于将处于同一状态的进程链接成一个队列，在该单元中存放下一进程PCB首址。

⑧其它信息。

这里给出的只是一般操作系统中PCB所应具有的内容，不同操作系统的PCB结构是不同的，我们将在2.8节介绍Linux系统的PCB结构。

2、程序流程图。

3、程序及注释。

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>struct jincheng_type{ // 定义表示进程信息的结构体int pid; //进程IDint youxian; //优先级int daxiao; //大小int zhuangtai; //进程的状态，这里用0表示没有建立或被杀死，1表示执行，2表示换出int info; //内容};struct jincheng_type neicun[20]; //定义20个内存单位给进程使用int shumu=0,guaqi=0,pid,flag=0; //定义正在执行进程数目，被挂起进程数目，进程ID，运行标志位void create() //函数--创建一个新进程{if(shumu>=20) printf("\n内存已满，请先换出或杀死进程\n"); //判断内存空间是否已满else{for(int i=0;i<20;i++)if(neicun[i].zhuangtai==0) break; //选出空着的内存单元给新进程使用printf("\n请输入新进程pid\n"); //输入新进程ID存至选出的内存单元scanf("%d",&(neicun[i].pid));for(int j=0;j<i;j++)if(neicun[i].pid==neicun[j].pid) //当输入的新进程与原有进程ID 相同时，显示"该进程已存在"{printf("\n该进程已存在\n");return;}printf("\n请输入新进程优先级\n"); //输入新进程的优先级、大小和内容scanf("%d",&(neicun[i].youxian));printf("\n请输入新进程大小\n");scanf("%d",&(neicun[i].daxiao));printf("\n请输入新进程内容\n");scanf("%s",&(neicun[i].info));neicun[i].zhuangtai=1; //将新进程的内存单元状态（zhuangtai）设成"1"，以表示存在且未被换出shumu++; //正在运行的进程数目加一}}void run() //函数--查看正在运行的进程{for(int i=0;i<20;i++){if(neicun[i].zhuangtai==1) //将存在且未被挂起（即zhuangtai=1）的进程显示出来，若存在这样的程序，则将flag设成1{printf("\n pid=%d--",neicun[i].pid);printf("youxian=%d--",neicun[i].youxian);printf("daxiao=%d--",neicun[i].daxiao);printf("zhuangtai=%d--",neicun[i].zhuangtai);printf("info=%c",neicun[i].info);flag=1;}}if(!flag) printf("\n当前没有运行进程\n"); //若当前没有运行进程（即flag=0），则显示"当前没有运行进程"}void huanchu() //函数--换出进程{if(!shumu) //判断是否无进程存在{printf("\n当前没有进程存在\n");return;}printf("\n 输入唤出进程ID值"); //输入需要换出的进程ID，scanf("%d",&pid);for(int i=0;i<20;i++){if(pid==neicun[i].pid){if(neicun[i].zhuangtai==1) //若该ID代表的进程正在运行，则将其挂起，即将zhuangyai置成2，并将guaqi加一{neicun[i].zhuangtai=2;guaqi++;printf("\n已经成功换出进程\n");}else if(neicun[i].zhuangtai==2) printf("\n要唤出的进程已被挂起\n");//若该ID代表的进程已被挂起，即zhuangtai==2,则显示'要唤出的进程已被挂起'flag=1;break;}}if(!flag) printf("\n要唤出的进程不存在\n"); //若进程不存在，给出显示}void kill() //函数--杀死进程{if(!shumu) //判断是否无进程存在{printf("\n当前没有进程存在\n");return;}printf("\n 输入杀死进程的ID值"); //读入要杀死的进程IDscanf("%d",&pid);for(int i=0;i<20;i++){if(pid==neicun[i].pid){if(neicun[i].zhuangtai==1) //若进程正在运行则再次询问是否要杀死，通过用户的反馈执行不同操作{printf("\n该进程正在运行，确定要杀死吗？\n");printf("\n请输入1：Yes；0：NO \n");scanf("%d",&flag);if(flag){neicun[i].zhuangtai=0; //将zhuangtai置为0，表示进程被杀死，并将shumu自减一shumu--;printf("\n已经成功杀死进程\n");}else printf("\要杀死的进程正在运行\n");}else if(neicun[i].zhuangtai==2) //若该进程已经被挂起，则直接杀死{neicun[i].zhuangtai=0;shumu--;printf("\n已经成功杀死进程\n");}flag=1;break;}}if(flag==0) printf("\n要杀死的进程不存在\n"); //若进程不存在，给出显示}void huanxing() //函数--唤醒进程{if(!shumu) //判断是否无进程存在{printf("\n当前没有运行进程\n");return;}if(!guaqi) //判断是否无进程被挂起{printf("\n当前没有挂起进程\n");return;}printf("\n输入pid\n"); //输入需要唤醒进程IDscanf("%d",&pid);for(int i=0;i<20;i++){if(pid==neicun[i].pid){flag=false;if(neicun[i].zhuangtai==2) //判断该进程是否被挂起，若没有则将其唤醒并将guaqi自减一{neicun[i].zhuangtai=1;guaqi--;printf("\n已经成功唤醒进程\n");}else if(neicun[i].zhuangtai==2) printf("\n要唤醒的进程已被挂起\n");//若目标进程已被挂起，则显示'要唤醒的进程已被挂起'flag=1;break;}}if(!flag) printf("\n要唤醒的进程不存在\n"); //若要唤醒的进程不存在，给出显示}void viewall() //函数--查看内存状态{for(int i=0;i<20;i++) //显示所有20个内存单元的状态{printf("\n pid=%d",neicun[i].pid);printf("youxian=%d",neicun[i].youxian);printf("daxiao=%d",neicun[i].daxiao);printf("zhuangtai=%d",neicun[i].zhuangtai);printf("info=%c",neicun[i].info);}}void main() //主函数{int n=1;int num;for(int i=0;i<20;i++) //先将内存zhuangtai位清零neicun[i].zhuangtai=0;while(n){printf("\n fff \n");printf("\n*************************************************\n");printf("\n 1.创建新的进程\n");printf("\n 2.查看运行进程 \n");printf("\n 3.唤出某个进程\n");printf("\n 4.杀死某个进程 \n");printf("\n 5.唤醒某个进程\n");printf("\n 6.查看内存状态 \n");printf("\n 7.退出进程\n");printf("\n*************************************************\n");printf("\n请选择（1-7）\n");scanf("%d",&num);switch(num) //功能选择{case 1:create();break;case 2:run();break;case 3:huanchu();break;case 4:kill();break;case 5:huanxing();break;case 6:viewall();break;case 7:exit(0);default:n=0;}flag=0;}}4、程序运行演示与截图（1）创建新进程，依次建立进程1、2、3，图中为建立进程2。