进程控制的基本原理和方法
2024年计算机统考408大纲
一、数据结构1.线性表的顺序存储结构和链式存储结构。
2.栈与队列的定义，特点，顺序存储结构和链式存储结构，及其应用。
3.串的存储结构和基本操作。
4.树、二叉树的存储结构与基本操作。
5.图的存储结构与基本操作。
6.查找算法的基本方法，有序表的查找。
7.排序算法的基本方法，插入排序，归并排序，选择排序，快速排序，基数排序。
二、操作系统原理1.操作系统的功能和作用。
2.进程和线程的基本概念。
3.进程控制的原理和方法。
4.进程同步与通信的方法。
5.线程的概念，线程的实现和线程同步。
6.存储器管理的基本原理和方法。
7.设备管理的基本原理和方法。
8.文件系统的基本原理和方法。
三、网络原理1.OSI参考模型和TCP/IP协议族。
2.物理层的基本概念和传输介质。
3.数据链路层的基本概念和技术。
4.网络层的基本概念和技术。
5.传输层的基本概念和技术。
6.应用层的基本概念和技术。
7.网络安全的基本概念和技术。
四、数据库原理1.数据库系统的基本概念和体系结构。
2.实体-关系模型和关系代数。
3.关系数据库的标准语言SQL。
4.数据库的设计原则和范式。
5.数据库的完整性约束和安全性控制。
6.数据库的并发控制和故障恢复。
7.分布式数据库和面向对象数据库。
五、软件工程1.软件工程的基本概念和发展。
2.软件生命周期和过程模型。
3.软件需求分析和规格说明。
4.软件设计和实现。
5.测试和调试。
6.软件维护和评估。
7.软件过程改进。
六、编程语言1.程序设计语言的概念和分类。
2.编程语言的基本元素。
3.声明语句。
4.控制结构。
5.函数和过程。
6.数据类型和数据结构。
7.面向对象编程。
七、计算机组成原理1.计算机的基本组成和工作原理。
2.CPU的功能和工作原理。
3.存储器的层次结构和存取原理。
4.输入输出系统的基本原理。
5.总线的基本概念和控制方法。
6.计算机性能评价的基本指标和方法。
总结：2024年计算机统考408大纲中涵盖了计算机领域的多个重要知识点，包括数据结构、操作系统原理、网络原理、数据库原理、软件工程、编程语言、计算机组成原理等。
c语言实现进程控制的实验原理
c语言实现进程控制的实验原理进程控制是操作系统中非常重要的一个概念，它涉及到对进程的创建、终止、挂起、恢复等操作。
本文将以C语言为例，介绍进程控制的实验原理。
一、进程控制的基本概念进程是计算机系统中正在运行的程序的实例。
操作系统通过进程控制来管理和控制进程的运行。
进程控制的基本概念包括进程创建、进程终止、进程挂起和进程恢复等。
1. 进程创建进程的创建是指在操作系统中创建一个新的进程。
在C语言中，可以使用fork()函数来创建一个新的进程。
fork()函数会创建一个子进程，子进程是父进程的一个副本，它们共享代码段、数据段和堆栈段。
子进程的代码从fork()函数之后开始执行，而父进程的代码继续执行。
通过判断fork()函数的返回值，可以确定当前是在父进程还是子进程中。
2. 进程终止进程的终止是指进程的执行结束或被强制终止。
在C语言中，可以使用exit()函数来终止当前进程的执行。
exit()函数会将进程的退出状态传递给父进程，并释放进程所占用的系统资源。
3. 进程挂起和恢复进程的挂起是指将一个正在运行的进程暂停执行，而进程的恢复是指将一个挂起的进程重新开始执行。
在C语言中，可以使用sleep()函数来使进程挂起一段时间。
sleep()函数会暂停当前进程的执行，直到指定的时间过去。
而进程的恢复可以通过设置一个定时器来实现，当定时器时间到达时，进程将恢复执行。
二、进程控制的实验原理为了更好地理解进程控制的原理，我们可以通过一个简单的实验来进行演示。
我们创建一个C语言程序，其中包含一个主进程和一个子进程。
主进程负责创建子进程，并通过信号机制来控制子进程的挂起和恢复。
```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <signal.h>// 子进程的处理函数void child_process(){printf("Child process starts running.\n");sleep(5);printf("Child process finishes.\n");exit(0);}int main(){pid_t pid;// 创建子进程pid = fork();if (pid < 0){printf("Failed to create child process.\n"); return -1;}else if (pid == 0){// 子进程child_process();}else{// 父进程printf("Parent process starts running.\n");// 等待子进程运行5秒后发送SIGSTOP信号，使其挂起sleep(5);printf("Parent process sends SIGSTOP signal.\n");kill(pid, SIGSTOP);// 等待2秒后发送SIGCONT信号，使子进程恢复执行sleep(2);printf("Parent process sends SIGCONT signal.\n");kill(pid, SIGCONT);// 等待子进程结束wait(NULL);printf("Parent process finishes.\n");}return 0;}```在上面的代码中，我们首先使用fork()函数创建了一个子进程。
精品课件-Linux操作系统原理与应用(张玲)-第4章
第4章 进 程 管 理
2. 进程的特性 进程与程序的不同主要体现在进程有一些程序所没有的特 性。要真正理解进程，首先应了解它的基本性质。进程具有以 下几个基本特性： (1) 动态性：进程由“创建”而产生，由“撤销”而消 亡，因“调度”而运行，因“等待”而停顿。进程从创建到消 失的全过程称为进程的生命周期。 (2) 并发性：在同一时间段内有多个进程在系统中活动。 它们宏观上是在并发运行，而微观上是在交替运行。
第4章 进 程 管 理
(3) 独立性：进程是可以独立运行的基本单位，是操作 系统分配资源和调度管理的基本对象。因此，每个进程都独立 地拥有各种必要的资源，独立地占有CPU并独立地运行。
(4) 异步性：每个进程都独立地执行，各自按照不可预 知的速度向前推进。进程之间的协调运行由操作系统负责。
第4章 进 程 管 理
第4章 进 程 管 理
4) 现场信息 现场信息一般包括CPU的内部寄存器和系统堆栈等，它们 的值刻画了进程的运行状态。退出CPU的进程必须保存好这些 现场状态，以便在下次被调度时继续运行。当一个进程被重新 调度运行时，要用PCB中的现场信息来恢复CPU的运行现场。 现场一旦切换，下一个指令周期CPU将精确地接着上次运行的 断点处继续执行下去。
第4章 进 程 管 理
4.1.1 程序的顺序执行与并发执行 1. 程序的顺序执行 如果程序的各操作步骤之间是依序执行的，程序与程序之
间是串行执行的，这种执行程序的方式就称为顺序执行。顺序 执行是单道程序系统中的程序的运行方式。
程序的顺序执行具有如下特点： (1) 顺序性：CPU严格按照程序规定的顺序执行，仅当一 个操作结束后，下一个操作才能开始执行。多个程序要运行时， 仅当一个程序全部执行结束后另一个程序才能开始。
进程编程实验报告
一、实验目的1. 理解进程的概念和进程控制的基本原理。
2. 掌握进程的创建、同步、通信和调度等基本操作。
3. 学习使用操作系统提供的进程控制接口进行进程编程。
4. 提高编程能力和系统分析能力。
二、实验环境1. 操作系统：Linux2. 编程语言：C/C++3. 开发工具：GCC三、实验内容1. 进程的创建2. 进程的同步3. 进程的通信4. 进程的调度四、实验步骤1. 进程的创建（1）编写一个C程序，创建一个子进程，并使子进程执行一个简单的计算任务。
```c#include <stdio.h>#include <unistd.h>int main() {pid_t pid;pid = fork(); // 创建子进程if (pid < 0) {printf("创建子进程失败！\n");return -1;} else if (pid == 0) {// 子进程printf("子进程ID：%d\n", getpid()); int sum = 0;for (int i = 0; i < 10; i++) {sum += i;}printf("子进程计算结果：%d\n", sum); } else {// 父进程printf("父进程ID：%d\n", getpid()); printf("父进程计算结果：%d\n", sum); }return 0;}```2. 进程的同步（1）使用信号量实现两个进程之间的同步。
```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/sem.h>union semun {int val;struct semid_ds buf;unsigned short array;};int main() {key_t key = 1234;int semid = semget(key, 1, 0666); union semun arg;arg.val = 1; // 初始化信号量为1semctl(semid, 0, SETVAL, arg);pid_t pid = fork();if (pid < 0) {printf("创建子进程失败！\n"); return -1;} else if (pid == 0) {// 子进程printf("子进程开始执行...\n"); sem_wait(semid); // 等待信号量int sum = 0;for (int i = 0; i < 10; i++) {sum += i;}printf("子进程计算结果：%d\n", sum); sem_post(semid); // 释放信号量} else {// 父进程printf("父进程开始执行...\n");sem_wait(semid); // 等待信号量int sum = 0;for (int i = 0; i < 10; i++) {sum += i;}printf("父进程计算结果：%d\n", sum); sem_post(semid); // 释放信号量}return 0;}```3. 进程的通信（1）使用共享内存实现两个进程之间的通信。
控制的基本原理
1，环境的变化
2，管理权力的分散
3，工作能力的差异
（二）控制的基本原理
（1）任何系统都是由因果关系链连接在一起的元素的集合。
（2）为了控制耦合系统的运行，必须确定系统的控制标准Z。
（3）可以通过对系统的调节来纠正系统输出与标准值Z之间的偏差，从而实现对
4，注意事项
（1）零基础预算法的思想应贯彻到每一个预算编
制人员和部门项目负责人的思想中
（2）零基础的主持者必须对组织目标有透彻的了解
（3）摆脱旧思想的束缚，发扬创新精神
（4）每一个准备采用零基础 二、质量控制
（一）质量内涵
（二）质量控制的内容
三、纠正偏差 注意事项： （一）找出偏差产生的主要原因 （二）确定纠正偏差措施的实施对象 （三）选择强档的纠偏措施 （1）使纠偏方案双重化 （2）充分考虑原先计划实施的影响 （3）注意消除人们对纠偏措施的疑虑
第三节 控制的基本原理
一、目标明确原则 二、适时控制原则 三、适度控制原则 注意事项： （一）控制过多或控制不足 （1）活动性质、管理层次以及下属培训程度等因素 （2）企业环境的特点 （二）处理好全面控制与重点控制的关系 （三）使花费一定费用的控制得到足够的控制收益
四、灵活性原则 要求： （一）组织制定多种应付变化的方案 （二）采用灵活的控制方式 （三）制定弹性的计划和弹性的衡量标准
五、控制的客观性原则 六、反应计划要求原则 七、组织适宜性原则 八、直接控制原则
第四节 控制技术与方法
一、预算控制
进程控制实验报告
进程控制实验报告进程控制实验报告引言：进程控制是操作系统中的重要概念之一，它负责管理和调度计算机系统中的各个进程，确保它们能够按照一定的顺序和优先级进行执行。
本实验旨在通过编写一个简单的进程控制程序，加深对进程控制的理解，并探索其在实际应用中的作用。
实验目的：1. 理解进程控制的基本概念和原理；2. 掌握进程创建、终止和切换的方法；3. 熟悉进程调度算法的实现；4. 分析进程控制在实际应用中的意义和效果。
实验过程：本次实验中，我们选择使用C语言编写一个简单的进程控制程序，通过创建多个进程并进行调度，观察它们的执行顺序和状态变化。
首先，我们定义了一个进程结构体，包含进程ID、进程状态和进程优先级等信息。
然后，我们编写了创建进程的函数，通过调用系统调用接口fork()来创建新的进程，并为其分配唯一的进程ID。
在进程创建完成后，我们实现了一个简单的进程调度算法，根据进程的优先级和状态来决定下一个要执行的进程。
我们使用了优先级队列来管理进程，将优先级高的进程排在队列的前面，以确保它们能够优先执行。
接下来，我们模拟了进程的运行过程，通过设置进程的状态和优先级，来模拟进程的创建、终止和切换。
我们观察到，当一个进程被创建时，它会被添加到就绪队列中，等待系统调度执行。
当一个进程的时间片用完或者发生阻塞时，它会被暂停并切换到下一个就绪进程执行。
实验结果：通过多次运行实验程序，我们观察到进程的创建、终止和切换过程。
我们发现，进程的创建是一个相对较慢的过程，而进程的切换则非常迅速。
这是因为进程的创建需要为其分配资源和初始化环境，而进程的切换只需要保存和恢复进程的状态即可。
我们还发现，进程的优先级对于进程的执行顺序有重要影响。
当一个进程的优先级较高时，它会被优先执行，而其他进程则需要等待。
这使得系统能够根据进程的重要性和紧急程度来进行合理的调度，提高系统的效率和响应速度。
讨论与总结：进程控制是操作系统中非常重要的一部分，它负责管理和调度计算机系统中的各个进程。
操作系统原理教程第2章
超线程的工作
– 超线程处理器被视为两个分离的逻辑处理器,应用程序
不须修正就可使用这两个逻辑处理器. – 每个逻辑处理器都可独立响应中断.第一个逻辑处理器 可追踪一个软件线程,而第二个逻辑处理器则可同时追 踪另一个软件线程. – 由于两个线程共同使用同样的执行资源,因此不会产生 一个线程执行的同时,另一个线程闲置的状况.
要进行合理的控制和协调才能正确执行
资源共享关系 相互合作关系
进程的同步与互斥
进程同步与互斥的概念 进程同步机制应遵循的原则 利用锁机制实现同步
进程同步与互斥的概念
临界资源
– 在系统中有许多硬件或软件资源,在一段时间内只允许一个进程访
问或使用,这种资源称为临界资源.
临界区
– 每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区
信号量的操作
(1)P操作:记为P(S),描述为:
– – – – – – – –
P(S) { S=S-1; if (S<0) W(S); } V(S) { S=S+1; if (S<=0) R(S); }
(2)V操作:记为V(S),描述为:
利用PV操作实现互斥 利用PV操作实现互斥
概念:
– 互斥信号量是根据临界资源的类型设置的.有几种
进程的定义
– 一个程序在一个数据集合上的一次运行过程.所以
一个程序在不同数据集合上运行,乃至一个程序在 同样数据集合上的多次运行都是不同的进程.
进程的特征
– – – – –
动态性 并发性 独立性 异步性 结构性
进程的状态
进程的三种基本状态 进程的其它两种状态 进程状态间的转换
进程的三种基本状态
就绪状态
– 【例2-5】有4位哲学家围着一个圆桌在思考和进餐,
进程控制与进程通信程序实验报告
进程控制与进程通信程序实验报告一、引言进程是计算机系统中最基本的概念之一，是操作系统中最小的资源管理单位。
进程控制与进程通信是操作系统中重要的内容，涉及到进程的创建、调度和终止，以及进程间的信息传递和同步管理。
本实验旨在通过编写进程控制与进程通信程序，加深对操作系统中进程管理和通信机制的理解。
二、实验目的1. 理解进程的概念和特点，掌握进程的创建、调度和终止方法。
2. 掌握进程通信的基本原理和方法，包括共享内存、管道、消息队列和信号量等。
3. 能够编写简单的进程控制和进程通信程序。
三、实验内容1. 进程控制实验：编写一个程序，实现进程的创建、调度和终止。
通过调用系统调用函数，创建多个子进程，并通过进程控制函数实现父子进程的协作与同步。
2. 进程通信实验：编写一个程序，实现进程间的信息传递和同步管理。
通过共享内存、管道、消息队列或信号量等机制，实现不同进程之间的数据交换和共享。
四、实验步骤1. 进程控制实验：（1）创建父进程和子进程：使用fork()函数创建子进程，并通过判断返回值来区分父子进程。
（2）调度子进程：使用wait()函数等待子进程的结束，以实现父子进程的同步。
（3）终止子进程：使用exit()函数终止子进程的运行。
2. 进程通信实验：（1）共享内存：使用shmget()函数创建共享内存段，使用shmat()函数映射共享内存到进程的地址空间，实现共享数据的读写。
（2）管道：使用pipe()函数创建管道，使用fork()函数创建子进程，通过读写管道实现进程间的数据传输。
（3）消息队列：使用msgget()函数创建消息队列，使用msgsnd()函数向消息队列发送消息，使用msgrcv()函数从消息队列接收消息，实现进程间的消息传递。
（4）信号量：使用semget()函数创建信号量，使用semop()函数对信号量进行P操作和V操作，实现进程间的同步和互斥。
五、实验结果通过实验，我们成功实现了进程的创建、调度和终止，以及进程间的信息传递和同步管理。
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进程控制的基本原理和方法
进程控制是操作系统中的一个重要概念，它涉及到操作系统如何管理和控制正在运行的进程。
进程控制的基本原理和方法是操作系统中的核心内容之一。
我们来了解一下进程的基本概念。
在操作系统中，进程是指正在执行的程序的实例。
每个进程都有自己的地址空间、寄存器和堆栈等资源，它们可以独立地运行和管理自己的资源。
进程可以被创建、调度、暂停、恢复和终止等。
进程控制的基本原理之一是进程的创建和终止。
进程的创建是通过调用操作系统提供的系统调用来实现的。
当一个进程需要创建新的进程时，它会调用系统调用创建一个新的进程，并为其分配资源。
进程的终止是指进程执行完成或者被强制终止的过程。
当一个进程执行完成时，它会释放占用的资源，并通知操作系统将其从进程表中删除。
进程控制的另一个重要原理是进程的调度和切换。
调度是指操作系统根据一定的策略从就绪队列中选择一个进程分配给CPU执行的过程。
调度的目的是实现CPU的高效利用和公平分配。
调度算法有多种，如先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、时间片轮转等。
进程切换是指操作系统在进程调度时，将一个进程的执行状态保存起来，并将CPU的控制权转移到另一个进程的过程。
进程切换需要
保存和恢复寄存器、堆栈等进程的上下文信息。
进程控制的方法之一是进程同步和互斥。
在多进程环境下，进程之间需要共享资源或者相互合作完成任务。
为了保证数据的一致性和正确性，操作系统提供了各种同步机制，如信号量、互斥锁、条件变量等。
进程同步的目的是协调各个进程之间的执行顺序，避免竞争条件的发生。
进程互斥则是为了保护共享资源，防止多个进程同时访问和修改资源，从而导致数据的不一致。
进程控制还涉及进程通信和进程间的协作。
进程通信是指不同进程之间交换数据或者信息的过程。
进程通信可以通过共享内存、管道、消息队列、套接字等方式实现。
进程间的协作是指多个进程之间相互合作，共同完成某个任务的过程。
操作系统提供了各种机制来实现进程间的协作，如进程间信号的发送和接收、事件的等待和通知等。
进程控制是操作系统中的一个重要概念，它涉及到进程的创建和终止、调度和切换、同步和互斥、通信和协作等方面。
通过合理的进程控制，操作系统可以高效地管理和控制正在运行的进程，实现资源的合理分配和利用，从而提高系统的性能和可靠性。