计算机操作系统实验-进程与并发执行
操作系统进程控制实验报告
操作系统进程控制实验报告硬件环境：处理器：Intel(R) Core(TM) i5-3210M CPU @2.50GHz 2.50GHz安装内存：4.00GB系统类型：64位操作系统软件环境：Linux系统一、实验目的加深对于进程并发执行概念的理解。
实践并发进程的创建和控制方法。
观察和体验进程的动态特性。
进一步理解进程生命期期间创建、变换、撤销状态变换的过程。
掌握进程控制的方法，了解父子进程间的控制和协作关系。
练习Linux系统中进程创建与控制有关的系统调用的编程和调试技术。
二、实验步骤（1）分析实例实验（2）进行独立实验（3）思考并完成实验报告实验截图：思考：说明它们反映出操作系统教材中进程及处理机管理一节讲解的进程的哪些特征和功能？在真实的操作系统中它是怎样实现和反映出教材中讲解的进程的生命期、进程的实体和进程状态控制的。
你对于进程概念和并发概念有哪些新的理解和认识？子进程是如何创建和执行新程序的？信号的机理是什么？怎样利用信号实现进程控制？根据实验程序、调试过程和结果分析写出实验报告。
1.进程的概念：进程不仅是一段程序代码，还包括当前活动(通过程序计数器和寄存器中的内容来表示)，另外，进程还包括进程堆栈段，和数据段等。
2.并发概念：是指进程之间交替并发执行3.进程通过系统调用fork（）函数创建子进程，子进程由唯一的pid值标示，pid通常是一个整数值。
通过fork创建的子进程实际上是父进程的克隆体，通过复制原来进程的地址空间而成，父子进程同时执行fork之后的程序。
但是父子进程的pid值不同，可以通过对pid的判断，使父子进程执行不同的程序。
子进程如果想执行不同的程序，需要系统调用exec（）函数装入新的程序执行。
4.信号的机理：信号是用来通知进程某个特定的事件已经发生。
信号是由特定的事件产生，信号必须要发送到进程，一旦发送，进程必须得到处理。
信号可以可以有系统默认处理也可以用户自定义处理。
《计算机操作系统》实验指导书
《计算机操作系统》实验指导书（适合于计算机科学与技术专业）湖南工业大学计算机与通信学院二O一四年十月前言计算机操作系统是计算机科学与技术专业的主要专业基础课程，其实践性、应用性很强。
实践教学环节是必不可少的一个重要环节。
计算机操作系统的实验目的是加深对理论教学内容的理解和掌握，使学生较系统地掌握操作系统的基本原理，加深对操作系统基本方法的理解，加深对课堂知识的理解，为学生综合运用所学知识，在Linux环境下调用一些常用的函数编写功能较简单的程序来实现操作系统的基本方法、并在实践应用方面打下一定基础。
要求学生在实验指导教师的帮助下自行完成各个操作环节，并能实现且达到举一反三的目的，完成一个实验解决一类问题。
要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握所学内容，并能够用其分析、设计和解答类似问题；对此能够较好地理解和掌握，并且能够进行简单分析和判断；能够熟练使用Linux用户界面；掌握操作系统中进程的概念和控制方法；了解进程的并发，进程之间的通信方式，了解虚拟存储管理的基本思想。
同时培养学生进行分析问题、解决问题的能力；培养学生完成实验分析、实验方法、实验操作与测试、实验过程的观察、理解和归纳能力。
为了收到良好的实验效果，编写了这本实验指导书。
在指导书中，每一个实验均按照该课程实验大纲的要求编写，力求紧扣理论知识点、突出设计方法、明确设计思路，通过多种形式完成实验任务，最终引导学生有目的、有方向地完成实验任务，得出实验结果。
任课教师在实验前对实验任务进行一定的分析和讲解，要求学生按照每一个实验的具体要求提前完成准备工作，如：查找资料、设计程序、完成程序、写出预习报告等，做到有准备地上机。
进行实验时，指导教师应检查学生的预习情况，并对调试过程给予积极指导。
实验完毕后，学生应根据实验数据及结果，完成实验报告，由学习委员统一收齐后交指导教师审阅评定。
实验成绩考核：实验成绩占计算机操作系统课程总评成绩的20%。
指导教师每次实验对学生进行出勤考核，对实验效果作记录，并及时批改实验报告，综合评定每一次的实验成绩，在学期终了以平均成绩作为该生的实验成绩。
计算机操作系统实验二
计算机操作系统实验二一、实验目的本实验旨在通过实际操作，深入理解和掌握计算机操作系统中的进程与线程管理。
通过实验，我们将了解进程的创建、执行、阻塞、唤醒等状态以及线程的创建、同步、通信等操作。
同时，通过实验，我们将学习如何利用进程和线程提高程序的并发性和效率。
二、实验内容1、进程管理a.进程的创建与执行：通过编程语言（如C/C++）编写一个程序，创建一个新的进程并执行。
观察和记录进程的创建、执行过程。
b.进程的阻塞与唤醒：编写一个程序，使一个进程在执行过程中发生阻塞，并观察和记录阻塞状态。
然后，通过其他进程唤醒该进程，并观察和记录唤醒过程。
c.进程的状态转换：根据实际操作，理解和分析进程的状态转换（就绪状态、阻塞状态、执行状态）以及转换的条件和过程。
2、线程管理a.线程的创建与同步：编写一个多线程程序，创建多个线程并观察和记录线程的创建过程。
同时，使用同步机制（如互斥锁或信号量）实现线程间的同步操作。
b.线程的通信：通过消息队列或其他通信机制，实现多个线程间的通信。
观察和记录线程间的通信过程以及通信对程序执行的影响。
c.线程的状态转换：根据实际操作，理解和分析线程的状态转换（新建状态、就绪状态、阻塞状态、终止状态）以及转换的条件和过程。
三、实验步骤1、按照实验内容的要求，编写相应的程序代码。
2、编译并运行程序，观察程序的执行过程。
3、根据程序的输出和实际操作情况，分析和理解进程与线程的状态转换以及进程与线程管理的相关原理。
4、修改程序代码，尝试不同的操作方式，观察程序执行结果的变化，进一步深入理解和掌握进程与线程管理。
5、完成实验报告，总结实验过程和结果，提出问题和建议。
四、实验总结通过本次实验，我们深入了解了计算机操作系统中的进程与线程管理原理和实践操作。
在实验过程中，我们不仅学习了如何利用编程语言实现进程和线程的操作，还通过实际操作观察和分析了进程与线程的状态转换以及进程与线程管理的基本原理。
操作系统-进程管理实验报告
操作系统-进程管理实验报告实验一进程管理1．实验目的：（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）分析进程争用资源的现象，研究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。
2．实验预备内容（1）阅读Linux的sched.h源码文件，加深对进程管理概念的理解；（2）阅读Linux的fork()源码文件，分析进程的创建过程。
3．实验内容（1）进程的创建：编写一段程序，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。
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“c”。
试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。
源代码如下：#include<XXX>#include<XXX>#include<unistd.h>#include <XXX>#include <XXX>int main(int argc,char* argv[]){pid_t pid1,pid2;pid1 = fork();if(pid1<0){fprintf(stderr,"childprocess1 failed");exit(-1);}else if(pid1 == 0){printf("b\n");}else{pid2 = fork();if(pid2<0){fprintf(stderr,"childprocess1 failed"); exit(-1);}else if(pid2 == 0){printf("c\n");}else{printf("a\n");sleep(2);exit(0);}}return 0;}结果如下：分析原因：pid=fork();操纵体系创建一个新的历程（子历程），而且在历程表中相应为它建立一个新的表项。
进程管理实验报告分析(3篇)
第1篇一、实验背景进程管理是操作系统中的一个重要组成部分，它负责管理计算机系统中所有进程的创建、调度、同步、通信和终止等操作。
为了加深对进程管理的理解，我们进行了一系列实验，以下是对实验的分析和总结。
二、实验目的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. 分析进程争用资源的现象，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。
三、实验内容1. 使用系统调用fork()创建两个子进程，父进程和子进程分别显示不同的字符。
2. 修改程序，使每个进程循环显示一句话。
3. 使用signal()捕捉键盘中断信号，并通过kill()向子进程发送信号，实现进程的终止。
4. 分析利用软中断通信实现进程同步的机理。
四、实验结果与分析1. 实验一：父进程和子进程分别显示不同的字符在实验一中，我们使用fork()创建了一个父进程和两个子进程。
在父进程中，我们打印了字符'a'，而在两个子进程中，我们分别打印了字符'b'和字符'c'。
实验结果显示，父进程和子进程的打印顺序是不确定的，这是因为进程的并发执行。
2. 实验二：每个进程循环显示一句话在实验二中，我们修改了程序，使每个进程循环显示一句话。
实验结果显示，父进程和子进程的打印顺序仍然是随机的。
这是因为并发执行的进程可能会同时占用CPU，导致打印顺序的不确定性。
3. 实验三：使用signal()捕捉键盘中断信号，并通过kill()向子进程发送信号在实验三中，我们使用signal()捕捉键盘中断信号（按c键），然后通过kill()向两个子进程发送信号，实现进程的终止。
实验结果显示，当按下c键时，两个子进程被终止，而父进程继续执行。
这表明signal()和kill()在进程控制方面具有重要作用。
4. 实验四：分析利用软中断通信实现进程同步的机理在实验四中，我们分析了利用软中断通信实现进程同步的机理。
操作系统linux版实验报告
操作系统实验报告(Linux版) 网络142 潘豹142999实验一观察Linux进程状态一、实验目的在本实验中学习Linux操作系统的进程状态，并通过编写一些简单代码来观察各种情况下，Linux进程的状态，进一步理解进程的状态及其转换机制。
二、实验环境硬件环境：计算机一台，局域网环境；软件环境：Linux Ubuntu操作系统，gcc编译器。
（四）查看“不可中断阻塞”状态（D）创建一个C程序，如uninter_status.c，让其睡眠30s代码：#include<unistd.h>#include<stdio.h>int main(){int i=0,j=0,k=0;for(i=0;i<1000000;i++){for(j=0;j<1000000;j++){k++;k--;}}}实验结果:（二）查看“暂停”状态（T）运行run_status进程，其进入R状态：代码同上:（三）查看“可中断阻塞”状态（S）创建一个C程序，如interruptiblie_status.c，让其睡眠30s编译链接，后台运行该程序（后接&符号），并使用ps命令查看运行状态代码:#include<unistd.h>#include<stdio.h>int main(){sleep(30);return;}实验结果:（四）查看“不可中断阻塞”状态（D）创建一个C程序，如uninter_status.c，让其睡眠30s编译链接，后台运行该程序（后接&），并使用ps命令查看运行状态代码:#include<unistd.h>#include<stdio.h>int main(){if(vfork()==0){sleep(300);return;}}实验结果：（五）查看“僵尸”进程（Z）创建一个C程序，如zombie_status.c，在其中创建一个子进程，并让子进程迅速结束，而父进程陷入阻塞编译链接，后台运行该程序（后接&），并使用ps命令查看运行状态（30s内）代码：#include<unistd.h>#incldue<stdio.h>int main(){if(fork()){sleep(300);}}实验结果：实验二观察Linux进程/线程的异步并发执行一、实验目的通过本实验学习如何创建Linux进程及线程，通过实验，观察Linux进程及线程的异步执行。
操作系统实验-进程控制
实验一、进程控制实验1.1 实验目的加深对于进程并发执行概念的理解。
实践并发进程的创建和控制方法。
观察和体验进程的动态特性。
进一步理解进程生命期期间创建、变换、撤销状态变换的过程。
掌握进程控制的方法，了解父子进程间的控制和协作关系。
练习 Linux 系统中进程创建与控制有关的系统调用的编程和调试技术。
1.2 实验说明1）与进程创建、执行有关的系统调用说明 进程可以通过系统调用fork()创建子进程并和其子进程并发执行.子进程初始的执行映像是父进程的一个复本.子进程可以通过 exec()系统调用族装入一个新的执行程序。
父进程可以使用 wait()或 waitpid()系统调用等待子进程的结束并负责收集和清理子进程的退出状态。
fork()系统调用语法:pid_t#include <unistd.h>fork(void);fork 成功创建子进程后将返回子进程的进程号,不成功会返回-1.exec 系统调用有一组 6 个函数,其中示例实验中引用了 execve 系统调用语法:#include <unistd.h>const char * envp[]);path 要装const char *argv[],int execve(const char *path,入的新的执行文件的绝对路径名字符串.argv[] 要传递给新执行程序的完整的命令参数列表(可以为空).envp[] 要传递给新执行程序的完整的环境变量参数列表(可以为空).Exec 执行成功后将用一个新的程序代替原进程，但进程号不变，它绝不会再返回到调用进程了。
如果 exec 调用失败，它会返回-1。
wait() 系统调用语法:#include <sys/types.h>pid_t#include <sys/wait.h>wait(int *status);status 用pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int option);于保留子进程的退出状态pid 可以为以下可能值：-1 等待所有 PGID 等于 PID 的绝对值的子进程1 等待所有子进程0 等待所有 PGID 等于调用进程的子进程>0 等待 PID 等于 pid 的子进程 option 规定了调用 waitpid 进程的行为：WNOHANG 没有子进程时立即返回WUNTRACED 没有报告状态的进程时返回wait 和 waitpid 执行成功将返回终止的子进程的进程号，不成功返回-1。
操作系统实验报告----进程管理
实验内容：进程管理一、实验目的1、掌握Linux中进程的创建方法及执行情况；2、加深对进程、进程树等概念的理解；3、掌握Linux中如何加载子进程自己的程序；4、掌握父进程通过创建子进程完成某项任务的方法；5.、掌握系统调用exit()和_exit()调用的使用。
6、分析进程竞争资源的现象，学习解决进程互斥的方法；进一步认识并发执行的实质二、实验内容（一）进程的创建1、编写一段程序，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。
让每一个进程在屏幕上显示一个字符。
#include<stdio.h>main(){int p,x;p=fork();if(p>0){x=fork();if(x>0)printf("father\n");elseprintf("child2");}elseprintf("child1");}输出结果：child1child2father2、运行以下程序，分析程序执行过程中产生的进程情况。
#include <stdio.h>main(){int p,x;p=fork();if (p>0)fork();else{fork();fork();}sleep(15);}实验步骤：编译连接gcc –o forktree forktree.c后台运行./forktree &使用pstree –h 查看进程树运行结果：├─gnom e-terminal─┬─bash─┬─forktree─┬─forktree─┬─forkt ree───forktree││││└─forktree│││└─forktree││└─pstree 分析：程序运行，系统首先创建一个进程forktree,执行到p=fork()创建一个子进程forktree，子进程获得处理机优先执行，父进程等待；执行else，当执行到第一个fork()函数时，子进程创建了一个进程forktree，称之为孙进程，孙进程获得处理机往下执行，子进程等待；执行到第二个fork()函数时，孙进程又创建一个进程forktree，称之为重孙进程，重孙进程很快执行完，将处理机还给孙进程，孙进程很快执行完，将处理机还给子进程；子进程继续往下执行，执行到第二个fork()函数，又创建一个进程forktree，称之为第二孙进程，并获得处理机执行，此进程很快执行完，将处理机还给子进程，子进程也很快执行完，将处理机还给父进程，父进程P>0执行if语句，运行fork()函数，又创建一个进程forktree，称之为第二子进程，此进程获得处理机执行很快运行完，将处理机还给父进程，父进程运行sleep(15)语句，休眠15秒，用pstree命令查询进程树。
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重庆交通大学综合性设计性实验报告班级：计科专业2010级四班*名：***实验项目名称：模拟进程并发执行实验项目性质：操作系统多任务实验所属课程：计算机操作系统实验室(中心)：语音大楼8 楼801 ****：**实验完成时间：2012 年11 月 4 日一、实验目的1、通过实验来模拟进程的并发执行，来深入了解什么事操作系统的进程，以及进程有些什么特性。
2、了解进程间是如何做到并发执行的，进程间是如何做到资源共享的。
以及验证进程在运行过程中的进度是随机的，不可控制的。
3、通过实验来了解进程的三种状态以及状态间的转换条件。
4、加深对进程概念的理解；5、认识进程并发执行的实质6、分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法。
二、实验内容及要求用直观的方式模拟进程执行时的过程，显示在屏幕上。
实现一个能够直观反应单个进程执行与多个进程并发执行时由于资源竞争而引起的进程执行速度变化的过程。
且进程的初始状态和进度都是随机的，不可控制的。
三、实验设备PC机1台、JCreator LE开发环境四、设计方案㈠设计主要思想(1)、每个进程能够随机暂停和开始。
(2)、用Java的多线程来实现。
模拟多线程并发性。
通过进度条来表示进程的运行，通过进度条的运行速度来表示程序的运行速度。
而要体现多进程并发，所以需要在实验中至少定义两个以上的进程，在实验中定义3个进程并发执行。
为了使3个进程的属性和调度方法都是顺利执行，则可以通过三个进程类来分别控制进程对象。
进程的启动时进程的速度是随机性。
要模拟这样一个效果，则可以使用一个随机数对象产生一个随机的数来定义进程运行的位置。
而某个进程的运行速度也是随机的，由进程获得资源的多少来实现。
㈡设计的主要步骤本实验用java语言实现（1）在Jcreator中新建一个ThreadProcess类，分别建立三个公共的线程类，Thread1，Thread2，Thread3.（2）在ThreadProcess类的主函数啊中新建三个线程和和窗口。
（3）在主函数产生随机数来控制三条线程的随机调用过程。
（4）在类外分别添加三条进程的控制函数。
能够达到实验的要求效果，程序启动后，进程的运行位置是随机的，每一个进程的运行进度也是随机的，速度可快可慢。
而且能够达到系统资源共享的效果，但其中一个或几个进程停止执行时，其它的进程的执行速度会加快。
五、主要代码//package test;import java.awt.*;import java.awt.event.ActionEvent;import java.awt.event.ActionListener;import java.sql.Time;import java.util.Calendar;import java.util.Date;import java.util.Random;import javax.security.auth.kerberos.KerberosKey;import javax.swing.*;public class ThreadProcess {public static void main(String[] args) {ThreadFrame thFrame=new ThreadFrame();thFrame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);thFrame.show();//创建线程thread1=new Thread1(ThreadPanel.progressBar1);thread2=new Thread2(ThreadPanel.progressBar2);thread3=new Thread3(ThreadPanel.progressBar3);//Thread1.flag=false;//Thread2.flag=false;//Thread3.flag=false;int i=0,j=0;int[] array=new int[1000];Random random=new Random(System.currentTimeMillis()); for(i=0;i<1000;i++){j=(int) (Math.random()*10%3);array[i]=j;}while(true){for(i=0;i<1000;i++){switch (array[i]) {case 0:if (thread1.flag==true) {thread1.run();}else {thread1.yield();}break;case 1:if(thread2.flag==true){thread2.run();}else {thread2.yield();}break;case 2:if(thread3.flag==true){thread3.run();}else {thread3.yield();}break;}}}}public static Thread1 thread1;public static Thread2 thread2;public static Thread3 thread3;}class ThreadFrame extends JFrame{public int WIDTH=820;public int HEIGHT=500;public ThreadPanel threadPanel=new ThreadPanel();public Container container;public ThreadFrame(){setTitle("模拟进程并发");setSize(WIDTH,HEIGHT);setLocation(250, 150);container=getContentPane();container.add(threadPanel);}}class ThreadPanel extends JPanel{public static JProgressBar progressBar1;public static JProgressBar progressBar2;public static JProgressBar progressBar3;JButton buttonstart1;JButton buttonstop1;JButton buttonstart2;JButton buttonstop2;JButton buttonstart3;JButton buttonstop3;public void paintComponent(Graphics g){super.paintComponent(g);Font f = new Font("宋体",Font.BOLD+Font.ITALIC,15);g.setFont(f);g.drawString("进程一：",20,90);g.drawString("进程二：",20,210);g.drawString("进程三：",20,320);}public ThreadPanel(){setLayout(null);setSize(800, 400);progressBar1=new JProgressBar();progressBar2=new JProgressBar();progressBar3=new JProgressBar();buttonstart1=new JButton("开始");buttonstop1=new JButton("暂停");buttonstart2=new JButton("开始");buttonstop2=new JButton("暂停");buttonstart3=new JButton("开始");buttonstop3=new JButton("暂停");progressBar1.setBackground(new Color(255,50,255) );progressBar1.setForeground(new Color(10,90,90));progressBar1.setBounds(100, 70, 480, 40);buttonstart1.setBounds(600, 70, 80, 40);buttonstop1.setBounds(700, 70, 80, 40);add(progressBar1);add(buttonstart1);add(buttonstop1);buttonstart1.addActionListener(new ActionListener() { @Overridepublic void actionPerformed(ActionEvent arg0) {Thread1.flag=true;}});buttonstop1.addActionListener(new ActionListener() { @Overridepublic void actionPerformed(ActionEvent arg0) {Thread1.flag=false;}});progressBar2.setBackground(new Color(255,90,100) );progressBar2.setForeground(new Color(90,50,90));progressBar2.setBounds(100, 190, 480, 40);buttonstart2.setBounds(600, 190, 80, 40);buttonstop2.setBounds(700, 190, 80, 40);add(progressBar2);add(buttonstart2);add(buttonstop2);buttonstart2.addActionListener(new ActionListener() {@Overridepublic void actionPerformed(ActionEvent arg0) { Thread2.flag=true;}});buttonstop2.addActionListener(new ActionListener() {@Overridepublic void actionPerformed(ActionEvent arg0) {Thread2.flag=false;}});progressBar3.setBackground(new Color(100,100,255) );progressBar3.setForeground(new Color(100,90,90));progressBar3.setBounds(100, 300, 480,40);buttonstart3.setBounds(600, 300, 80, 40);buttonstop3.setBounds(700, 300, 80, 40);add(progressBar3);add(buttonstart3);add(buttonstop3);buttonstart3.addActionListener(new ActionListener() {@Overridepublic void actionPerformed(ActionEvent arg0) {Thread3.flag=true;}});buttonstop3.addActionListener(new ActionListener() {@Overridepublic void actionPerformed(ActionEvent arg0) {Thread3.flag=false;}});}}class Thread1 extends Thread{public static boolean flag=true;JProgressBar progressBar;private static int i=0;public Thread1(JProgressBar progressBar){this.progressBar=progressBar;}@Overridepublic void run() {if (i<=100) {i+=1;progressBar.setValue(i);try {Thread.sleep(30);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}else {i=0;}}}class Thread2 extends Thread{public static boolean flag=true;JProgressBar progressBar;private static int i=0;public Thread2(JProgressBar progressBar){this.progressBar=progressBar;}@Overridepublic void run() {if (i<=100) {i+=1;progressBar.setValue(i);try {Thread.currentThread().sleep(30);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}else {i=0;}}}class Thread3 extends Thread{public static boolean flag=true;JProgressBar progressBar;private static int i=0;public Thread3(JProgressBar progressBar){this.progressBar=progressBar;}@Overridepublic void run() {if (i<=100) {i+=1;progressBar.setValue(i);try {Thread.currentThread().sleep(30);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}else {i=0;}}}六、测试结果及说明1.测试结果程序启动暂停全部进程2.测试结果说明基本达到了模拟程序并发的效果。