操作系统实验报告
西安邮电大学
（计算机学院）
课内实验报告
实验名称：进程管理
专业名称：计算机科学与技术
班级：
学生姓名：
学号（8位）：
指导教师：
实验日期：*****年**月**日
一. 实验目的及实验环境
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）分析进程竞争资源现象，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。
环境：Linux操作系统环境：
二. 实验内容
（1）阅读Linux的源文件，加深对进程管理概念的理解。
（2）阅读Linux的源文件，分析进程的创建过程。
三．方案设计
（1）进程的创建
编写一段源程序，使系统调用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”。试观察纪录屏幕上的显示结果，并分析原因。（2）进程的控制
修改已编写的程序，将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话，在观察程序执行时屏幕出现的现象，并分析原因。
如果在程序中使用调用lockf()来给每一个子进程加锁，可以实现进程之间的互斥，观察并分析出现的现象。
（3）①编写一段程序，使其现实进程的软中断通信。
要求：使用系统调用fork()创建两个子进程，再用系统调用signal()让父进程捕捉键盘上来的中断信号（即按DEL键）；当捕捉到中断信号后，父进程用系统调用Kill()向两个子进程发出信号，子进程捕捉到信号后分别输出下列信息后终止：
Child Processll is Killed by Parent!
Child Processl2 is Killed by Parent!
父进程等待两个子进程终止后，输出如下的信息后终止
Parent Process is Killed!
程序流程图如下：
②在上面的程序中增加语句signal (SIGNAL, SIG-IGN) 和signal (SIGQUIT, SIG-IGN), 观察执行结果，并分析原因。
（4）进程的管道通信
编制一段程序，实现进程的管理通信。
使用系统调用pipe()建立一条管道线；两个子进程P1和P2分别向管道中写一句话：
Child 1 is sending a message!
Child 2 is sending a message!
而父进程则从管道中读出来自于两个子进程的信息，显示在屏幕上。
要求父进程先接收子进程P1发来的消息，然后再接收子进程P2发来的消息。
四．测试数据及运行结果
1.创建进程，显示结果bca，这是因为程序执行时，先执行fork()创建进程所需的时间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，
2.进程的控制
3.软中断通信
A.
B.因为没有了中断与退出信号，程序一直是阻塞状态而无法退出。
关键代码：
main()
{
int p1,p2;
if(p1=fork()) /*创建子进程p1*/
{
if(p2=fork()) /*创建子进程p2*/
{
wait_mark=1;
signal(SIGINT,stop); /*接收到^c信号，转stop*/
waiting();
kill(p1,16); /*向p1发软中断信号16*/
kill(p2,17); /*向p2发软中断信号17*/
wait(0); /*同步*/
wait(0);
printf("parent process is killed!\n");
exit(0);
}
else
{
wait_mark=1;
signal(SIGINT,stop);
waiting();
lockf(1,0,0);
printf("child process2 is killed by parent!\n");
lockf(1,0,0);
exit(0);
}
}
else
{
wait_mark=1;
signal(SIGINT,stop);
waiting();
lockf(1,0,0);
printf("child process1 is killed by parent!\n");
lockf(1,0,0);
exit(0);
}
}
4.进程的管道通信
五．总结
1.在软中断通信中，调用函数signal（）都放在一段程序的前面位置，而不是在其接受信号处，这是因为signal（）的执行只是为指定信号量16和17的作用，以及分配相应的与stop（）过程的指针。从而signal（）函数必须在程序前面部分执行。
2.通过这次实验，加深了对进程管理的认识。这次实验更需要耐心观察，一步一步执行调试，不能操之过急。做实验是对课本知识的巩固，更是对自己动手能力的锻炼。
六．附录：源代码（电子版）
1.创建进程：
#include<>
main()
{
int p1,p2;
if(p1=fork()) /*子进程创建成功*/
p utchar('b');
else
{
if(p2=fork()) /*子进程创建成功*/
putchar('c');
else putchar('a'); /*父进程执行*/
}
}
2.进程的控制
〈程序1〉
.#include<>
main()
{
int p1,p2,i;
if(p1=fork())
for(i=0;i<500;i++)
printf("child %d\n",i);
else
{
i f(p2=fork())
for(i=0;i<500;i++)
printf("son %d\n",i);
e lse
for(i=0;i<500;i++)
printf("daughter %d\n",i);
}
}
〈程序2〉
#include<>
main()
{
int p1,p2,i;
if(p1=fork())
{
lockf(1,1,0);
for(i=0;i<500;i++)
printf("child %d\n",i);
lockf(1,1,0);
}
else
{
if(p2=fork())
{
lockf(1,1,0);
for(i=0;i<500;i++) printf("son %d\n",i);
lockf(1,1,0);
}
else
{
lockf(1,1,0);
for(i=0;i<500;i++) printf("daughter %d\n",i);
lockf(1,0,0);
}
}
}
3．软中断通信
〈程序1〉
#include<>
#include<>
#include<>
void waiting(),stop();
int wait_mark;
main()
{
int p1,p2;
if(p1=fork()) /*创建子进程p1*/
{
if(p2=fork()) /*创建子进程p2*/
{
wait_mark=1;
signal(SIGINT,stop); /*接收到^c信号，转stop*/
waiting();
kill(p1,16); /*向p1发软中断信号16*/
kill(p2,17); /*向p2发软中断信号17*/
wait(0); /*同步*/
wait(0);
printf("parent process is killed!\n");
exit(0);
}
else
{
wait_mark=1;
signal(SIGINT,stop);
waiting();
lockf(1,0,0);
printf("child process2 is killed by parent!\n");
lockf(1,0,0);
exit(0);
}
}
else
{
wait_mark=1;
signal(SIGINT,stop);
waiting();
lockf(1,0,0);
printf("child process1 is killed by parent!\n");
lockf(1,0,0);
exit(0);
}
}
void waiting()
{
while (wait_mark!=0);
}
void stop()
{
wait_mark=0;
}
<程序2>
#include<>
#include<>
#include<>
int pid1,pid2;
int EndFlag=0;
int pf1=0;
int pf2=0;
void IntDelete()
{
kill(pid1,16);
kill(pid2,17);
EndFlag=1;
}
void Int1()
{
printf("child process 1 is killed !by parent\n");
exit(0);
}
void Int2()
{
printf("child process 2 is killed !by parent\n");
exit(0);
}
main()
{
int exitpid;
signal(SIGINT,SIG_IGN);
signal(SIGQUIT,SIG_IGN);
if(pid1=fork())
{
signal(SIGUSR1,Int1);
signal(SIGINT,SIG_IGN);
pause();
exit(0);
}
else
{
if(pid2=fork())
{
signal(SIGUSR1,Int1);
signal(SIGINT,SIG_IGN);
pause();
exit(0);
}
else
{
signal(SIGINT,IntDelete);
waitpid(-1,&exitpid,0);
printf("parent process is killed\n");
exit(0);
}
}
}
4.进程的管道通信
〈程序〉
#include <>
#include <>
#include <>
int pid1,pid2;
main( )
{
int fd[2];
char outpipe[100],inpipe[100];
pipe(fd); /*创建一个管道*/
while ((pid1=fork( ))==-1);
if(pid1==0)
{
lockf(fd[1],1,0);
sprintf(outpipe,"child 1 process is sending message!");
/*把串放入数组outpipe中*/
write(fd[1],outpipe,50); /*向管道写长为50字节的串*/ sleep(5); /*自我阻塞5秒*/
lockf(fd[1],0,0);
exit(0);
}
else
{
while((pid2=fork( ))==-1);
if(pid2==0)
{ lockf(fd[1],1,0); /*互斥*/
sprintf(outpipe,"child 2 process is sending message!");
write(fd[1],outpipe,50);
sleep(5);
lockf(fd[1],0,0);
exit(0);
}
else
{ wait(0); /*同步*/
read(fd[0],inpipe,50); /*从管道中读长为50字节的串*/
printf("%s\n",inpipe);
wait(0);
read(fd[0],inpipe,50);
printf("%s\n",inpipe);
exit(0);
}
}
}