2699: 【操作系统】实验一 - 进程管理
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题目描述
实验目标
能够使用 $Linux$ 系统进程相关的系统调用编程实现进程控制、同步以及通信。
一、实验内容
进程创建的步骤：1.申请空白 $PCB$：操作系统从 $PCB$（进程控制块）池中申请一个空白 $PCB$，用来记录进程的相关信息。
2.为新进程分配资源：包括内存空间，以及可能需要的 $I/O$ 设备等资源 。
3.初始化 $PCB$：
(1).标识信息：为进程分配唯一的标识符。
(2).处理机状态：设置进程初始状态，如就绪态等；初始化程序计数器等寄存器的值。
(3).进程控制信息：设置进程的优先级、调度信息等。
4.将新进程插入就绪队列：完成上述步骤后，把新进程插入到就绪队列中，等待处理机调度执行 。
编写一段源程序，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。在程序中分别使用系统调用 $getpid()$ 获得父进程和子进程的进程号，观察父进程和子进程的 $PID$ 号有何关系？如何区分父进程和子进程？
二、实验过程
直接输出以下内容即可：进程创建： I am a child! child pid is 6007 child exit I am a parent! parent pid is 6006 parent exit 进程同步： I am a child! child pid is 6077 I am a parent! parent pid is 6076 child exit parent exit program end!完成后，请留意“测试代码”区的代码，他可以帮助你深刻的了解进程的过程。
测试代码 复制
/*进程创建*/
#include "sys/types.h" //Unix/Linux系统的基本系统数据类型的头文件
#include "unistd.h" //UNIX系统服务的函数原型
#include "stdio.h"
int main(){
int pid;
pid=fork();
if(pid==0) //子进程
{
printf("I am child!\n");
printf("child pid is %d\n",getpid());
printf("child exit\n");
}
else if(pid>0) //父进程
{
printf("I am parent!\n");
printf("parent pid is %d\n",getpid());
printf("parent exit\n");
}
else //创建失败
printf ("fork faile!\n");
}
/*进程同步*/
#include "stdlib.h"
#include "sys/types.h"
#include "unistd.h"
#include "stdio.h"
int main(){
int pid;
pid=fork();
if(pid==0)
{
printf("I am child!\n");
printf("child pid is %d\n",getpid());
sleep(10); //子进程sleep10秒钟
printf("child exit\n");
exit(0); //退出
}
else if(pid>0)
{
printf("I am parent!\n");
printf("parent pid is %d\n",getpid());
wait(0); //父进程等待子进程退出
printf("parent exit\n");
}
else
printf ("fork faile!\n");
printf("program end!\n");
}
输出格式
直接输出"输出样例"的内容即可。
输出样例 复制
进程创建：
I am a child!
child pid is 6007
child exit
I am a parent!
parent pid is 6006
parent exit
进程同步：
I am a child!
child pid is 6077
I am a parent!
parent pid is 6076
child exit
parent exit
program end!提示
信号量机制说明：
对比与上一段程序的异同？如果没有父进程中的 $wait(0)$ ，会出现什么现象？如果将子进程中 $sleep$ 系统调用改成系统调用 $pause()$，将什么结果？
$(1)$.如果没有 $wait(0)$:
执行程序会发现 $child$ $exit$ 没有输出出来。
$(2)$.如果 $sleep$ 改成 $pause$:
程序会持续执行，当运行到 $pause$ 时会暂停当前程序，后续程序无法执行，该程序也就一直在运行，永远无法运行结束。
对比与上一段程序的异同？如果没有父进程中的 $wait(0)$ ，会出现什么现象？如果将子进程中 $sleep$ 系统调用改成系统调用 $pause()$，将什么结果？
$(1)$.如果没有 $wait(0)$:
执行程序会发现 $child$ $exit$ 没有输出出来。
$(2)$.如果 $sleep$ 改成 $pause$:
程序会持续执行，当运行到 $pause$ 时会暂停当前程序，后续程序无法执行，该程序也就一直在运行，永远无法运行结束。