进程创建与撤消

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操作系统实验报告进程管理

操作系统实验报告进程管理

操作系统实验报告进程管理操作系统实验报告:进程管理引言操作系统是计算机系统中的核心软件,负责管理计算机的硬件资源和提供用户与计算机之间的接口。

进程管理是操作系统的重要功能之一,它负责对计算机中运行的各个进程进行管理和调度,以保证系统的高效运行。

本实验报告将介绍进程管理的基本概念、原理和实验结果。

一、进程管理的基本概念1. 进程与线程进程是计算机中正在运行的程序的实例,它拥有独立的内存空间和执行环境。

线程是进程中的一个执行单元,多个线程可以共享同一个进程的资源。

进程和线程是操作系统中最基本的执行单位。

2. 进程状态进程在运行过程中会经历不同的状态,常见的进程状态包括就绪、运行和阻塞。

就绪状态表示进程已经准备好执行,但还没有得到处理器的分配;运行状态表示进程正在执行;阻塞状态表示进程由于某些原因无法继续执行,需要等待某些事件的发生。

3. 进程调度进程调度是操作系统中的一个重要任务,它决定了哪个进程应该获得处理器的使用权。

常见的调度算法包括先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)和时间片轮转等。

二、进程管理的原理1. 进程控制块(PCB)PCB是操作系统中用于管理进程的数据结构,它包含了进程的各种属性和状态信息,如进程标识符、程序计数器、寄存器值等。

通过PCB,操作系统可以对进程进行管理和控制。

2. 进程创建与撤销进程的创建是指操作系统根据用户的请求创建一个新的进程。

进程的撤销是指操作系统根据某种条件或用户的请求终止一个正在运行的进程。

进程的创建和撤销是操作系统中的基本操作之一。

3. 进程同步与通信多个进程之间可能需要进行同步和通信,以实现数据共享和协作。

常见的进程同步与通信机制包括互斥锁、信号量和管道等。

三、实验结果与分析在本次实验中,我们使用了一个简单的进程管理模拟程序,模拟了进程的创建、撤销和调度过程。

通过该程序,我们可以观察到不同调度算法对系统性能的影响。

实验结果显示,先来先服务(FCFS)调度算法在一些情况下可能导致长作业等待时间过长,影响系统的响应速度。

进程调度

进程调度

进程、线程与处理器的调度(1)进程的概念(Dijkstra)进程是可并发执行的程序在某个数据集合上的一次计算活动,也是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。

(2)进程与程序的联系与区别①程序是指令的有序集合,其本身没有任何运行的含义,是一个静态的概念。

而进程是程序在处理机上的一次执行过程,它是一个动态的概念。

②程序可以作为一种软件资料长期存在,而进程是有一定生命期的。

程序是永久的,进程是暂时的。

注:程序可看作一个菜谱,而进程则是按照菜谱进行烹调的过程。

③进程和程序组成不同:进程是由程序、数据和进程控制块三部分组成的。

④进程与程序的对应关系:通过多次执行,一个程序可对应多个进程;通过调用关系,一个进程可包括多个程序。

(3)进程的特征动态性:进程是程序的执行,同时进程有生命周期。

并发性:多个进程可同存于内存中,能在一段时间内同时执行。

独立性:资源分配和调度的基本单位。

制约性:并发进程间存在制约关系,造成程序执行速度不可预测性,必须对进程的并发执行次序、相对执行速度加以协调。

结构特征:进程由程序块、数据块、进程控制块三部分组成。

进程的三种基本状态:(1)运行态(running)当进程得到处理机,其执行程序正在处理机上运行时的状态称为运行状态。

在单CPU系统中,任何时刻最多只有一个进程处于运行状态。

在多CPU系统中,处于运行状态的进程数最多为处理机的数目。

(2)就绪状态(ready)当一个进程已经准备就绪,一旦得到CPU,就可立即运行,这时进程所处的状态称为就绪状态。

系统中有一个就绪进程队列,处于就绪状态进程按某种调度策略存在于该队列中。

(3)等待态(阻塞态)(Wait / Blocked )若一个进程正等待着某一事件发生(如等待输入输出操作的完成)而暂时停止执行的状态称为等待状态。

处于等待状态的进程不具备运行的条件,即使给它CPU,也无法执行。

系统中有几个等待进程队列(按等待的事件组成相应的等待队列)。

操作系统的资源管理

操作系统的资源管理

操作系统的资源管理操作系统是计算机系统中的核心软件,起着资源管理的重要作用。

资源管理是指操作系统对计算机系统中的各种资源的合理配置和调度,以实现对资源的高效利用和协调。

本文将从进程管理、内存管理和文件管理三个方面,探讨操作系统的资源管理。

一、进程管理进程是指计算机中正在运行的程序的实例。

操作系统通过进程管理来实现对计算机中运行的多个进程的协调和控制。

进程管理的主要内容包括进程的创建、撤销、调度和通信等。

进程的创建是指在计算机系统中新建一个进程,为其分配必要的资源,使其能够运行。

进程的撤销则是指在进程运行结束后,将其从系统中移除,释放其占用的资源。

进程的调度是指操作系统对多个进程的优先级、时间片等进行合理安排,以实现对计算机资源的有效利用。

进程间通信则是指不同进程之间的信息交换和共享,让它们能够相互协作完成任务。

二、内存管理内存管理是指操作系统对计算机的内存资源进行分配和调度的过程。

计算机的内存是存储程序和数据的地方,操作系统需要对内存进行合理的组织和利用。

内存管理的主要内容包括内存的分配、回收和保护。

内存的分配是指操作系统将可用的内存划分为多个空闲区域,根据进程的需求,选择合适的空闲区域分配给进程。

内存的回收则是指在进程运行结束后,将其占用的内存释放,归还给系统。

内存的保护是指通过硬件和软件机制,对不同进程和操作系统的内存区域进行保护,防止进程之间的干扰和非法访问。

三、文件管理文件管理是指操作系统对计算机中的文件资源进行管理和控制。

文件是计算机中用于存储和组织数据的重要方式,操作系统需要对文件进行创建、存储、读取和删除等操作。

文件管理的主要内容包括文件的命名、存储和保护。

文件的命名是指为每个文件指定一个唯一的名字,使用户能够方便地访问和操作文件。

文件的存储是指将文件的数据存储在磁盘或其他设备中,根据文件的大小和访问特点进行存储的方式。

文件的保护是指通过权限和密码等机制,对文件进行保护,控制用户对文件的访问和修改。

操作系统第三章作业答案

操作系统第三章作业答案

第三章一、问答题1、某系统采用响应比高者优先的处理机调度算法,某个时刻根据用户要求创建了一个进程P,进程P在其存在过程中依次经历了:进程调度选中了进程P占用处理机运行(就绪—>运行),进程P运行中提出资源申请,要求增加主存使用量,没有得到(运行—>阻塞);进程等待一段时间后得到主存(阻塞—>就绪);进程调度再次选中了进程P占用处理机运行(就绪—>运行);有紧急进程Q进入,系统停止进程P的运行,将处理机分配进程Q(运行—>就绪);进程Q运行完,进程调度再次选中了进程P占用处理机运行(就绪—>运行);进程P运行完。

请分析进程P在其整个生命过程中的状态变化。

2、何谓进程,它与程序有哪些异同点?613、引起创建进程的事件通常有哪些?694、简述时间片轮转调度算的基本思想。

大多数时间片轮转调度算法使用一个固定大小的时间片,请给出选择小时间片的理由。

然后,再给出选择大时间片的理由。

755、进程有哪几种基本状态?试举出使进程状态发生变化的事件并描绘它的状态转换图。

636、进程创建、撤销、唤醒和阻塞原语的流程69、70、717、进程控制块的作用是什么?它主要包括哪几部分内容?658、用户级线程与内核级线程的区别是什么?819、PCB中包含哪些信息?进程状态属于哪类信息?6510、列举引起进程创建和撤销的事件69、7011、试比较进程和线程的区别。

8112、什么是操作系统的内核?6713、简述操作系统的三级调度(简述其各级调度的基本功能即可)。

72二、计算题1、就绪队列中有4个进程P1,P2,P3,P4同时进入就绪队列,它们进入就绪队列2秒之后开始进程调度,它们需要的处理器时间如表所示。

忽略进行调度等所花费的时间,且进程执行过程中不会发生阻塞,请回答下列问题:分别写出采用时间片轮转调度算法(时间片为4秒)、响应比高者优先调度算法选中进程执行的次序。

答:时间片轮转调度算法:P1,P2,P3,P4 ,P1,P2,P4,P1,P2,P2响应比高者优先调度算法:P3,P4,P1,P22、在某计算机系统中,时钟以固定的频率中断CPU,以增加日历计数或控制系统中的一些定时操作,时钟中断处理程序每次执行的时间为2ms(包括进程切换开销)。

操作系统的主要功能有哪些

操作系统的主要功能有哪些

操作系统的主要功能有哪些操作系统是计算机系统中的一个关键组成部分,它具备多种功能,既能保障计算机硬件和软件的正常运行,也能提供方便高效的用户界面。

本文将探讨操作系统的主要功能,包括进程管理、存储管理、文件系统和设备管理。

一、进程管理进程是计算机系统中正在运行的程序的实例。

操作系统负责创建、调度和终止进程,以及处理进程间的通信和同步。

主要功能包括:1. 进程创建和撤销:操作系统负责创建新的进程,并在进程完成任务后撤销。

2. 进程调度:通过合理的进程调度算法,操作系统决定哪个进程在何时执行。

3. 进程同步和互斥:操作系统提供机制,确保多个进程之间的数据访问顺序和互斥性,避免数据竞争和死锁。

4. 进程通信:操作系统提供进程间通信的机制,例如共享内存、管道、消息队列等,以方便进程之间的信息交换。

二、存储管理存储管理是操作系统的核心功能之一,它负责管理计算机的主存储器(RAM)和辅助存储器(硬盘等)。

主要功能包括:1. 内存分配和回收:操作系统负责为进程分配和回收内存空间,以保证每个进程都能正常运行。

2. 虚拟内存管理:操作系统可以通过虚拟内存技术,将主存和辅助存储器结合起来,提供更大的地址空间给每个进程使用。

3. 内存保护:操作系统通过内存保护机制,防止进程越界访问其他进程的内存空间,保护系统的稳定性和安全性。

三、文件系统文件系统是操作系统中用来管理文件和目录的部分。

它提供了一种方便的方式来组织和访问文件,提供数据的长期存储功能。

主要功能包括:1. 文件的创建和删除:操作系统提供创建和删除文件的接口,使用户能够方便地管理文件。

2. 文件的读写和访问控制:操作系统允许用户对文件进行读写操作,同时还支持访问控制,确保只有拥有权限的用户能够访问文件。

3. 文件的组织和管理:操作系统通过目录结构,将文件组织成层次化的结构,便于用户查找和管理文件。

四、设备管理设备管理是操作系统的另一个重要功能,它负责管理和控制计算机的硬件设备,包括输入设备、输出设备和存储设备等。

操作系统基本概念

操作系统基本概念

操作系统基本概念操作系统是指计算机系统中的核心软件,它是一组管理计算机硬件与软件资源、控制程序运行、提供用户接口、实现文件管理和网络通信等功能的程序集合。

操作系统的基本概念主要包括四个方面:进程管理、存储管理、文件系统和设备管理。

1.进程管理:进程是指正在运行的程序的实例,它是计算机系统中最基本的运行单位。

操作系统通过进程管理来控制和分配计算机系统中的资源。

进程管理包括进程的创建与撤销、进程状态的转换(就绪、运行、等待)、进程调度和进程间通信等。

进程调度是操作系统的核心功能之一,它决定了计算机系统中各个进程的运行顺序和调度策略。

常见的调度算法包括先来先服务(FCFS)、短作业优先(SJF)、最高优先级优先(PRIORITY)和时间片轮转(RR)等。

2.存储管理:存储管理是操作系统管理计算机的内存资源,它主要包括内存分配与回收、地址映射和内存保护等。

操作系统通过存储管理来实现程序的加载和运行、保护不同进程的内存空间和实现虚拟内存等功能。

内存分配与回收是存储管理的核心功能之一,它负责为不同的进程分配内存空间,以满足程序的运行需求。

常见的内存分配算法包括首次适应算法(FFA)、最佳适应算法(BFA)和最坏适应算法(WFA)等。

地址映射是操作系统将逻辑地址转换为物理地址的过程,它涉及到页表、分段表等数据结构来实现。

通过地址映射,操作系统能够为进程提供一致性的内存访问,实现虚拟内存等功能。

3.文件系统:文件系统是操作系统管理计算机存储设备上的文件和目录的方法,它通过文件、目录和文件操作来为用户管理和存储数据。

文件系统还提供了对文件的共享、保护和存取控制等功能。

常见的文件系统包括FAT、NTFS(Windows操作系统)、EXT2/3/4(Linux操作系统)等。

文件系统通过将文件组织为目录树的结构,方便用户对文件进行管理和存取。

文件操作是文件系统的核心功能之一,包括文件的创建、删除、读取和写入等。

文件系统通过文件操作接口提供给用户对文件的操作和访问。

与进程控制相关的原语

与进程控制相关的原语

与进程控制相关的原语一、进程控制原语的概念进程控制原语是指在操作系统中,用于管理和控制进程的一系列基本操作。

通过这些原语,我们可以对进程进行创建、撤销、暂停、恢复等操作,以实现进程的有效管理和控制。

二、进程创建原语1. 创建进程(Create):创建新的进程并为其分配资源,包括分配进程控制块(PCB)、分配内存空间、分配唯一的进程标识符(PID)等。

创建进程时,可以指定进程的优先级、初始状态以及父子关系等。

三、进程撤销原语1. 撤销进程(Terminate):终止一个进程的执行,并释放其占用的资源。

撤销进程时,操作系统会回收进程所使用的内存空间、文件描述符等资源,并从系统的进程表中删除该进程的 PCB。

四、进程暂停和恢复原语1. 暂停进程(Suspend):将一个正在执行的进程暂停,暂停后的进程不会继续执行,但其占用的资源仍然保留。

暂停进程的目的是为了让其他优先级更高的进程能够获得执行机会。

2. 恢复进程(Resume):将一个被暂停的进程恢复执行,使其继续执行之前的工作。

恢复进程时,操作系统会重新分配资源,并将进程的状态设置为就绪状态,以便其能够参与到进程调度中。

五、进程同步原语1. 互斥原语(Mutex):用于实现进程之间的互斥访问共享资源。

互斥原语提供了对共享资源的排他性访问,确保同一时间只有一个进程可以访问共享资源,从而避免了资源竞争的问题。

2. 信号量原语(Semaphore):用于实现进程之间的同步和互斥。

信号量原语提供了两种操作:P(proberen)操作和V(verhogen)操作。

P操作用于申请资源,V操作用于释放资源。

通过对信号量进行P和V操作,可以实现对共享资源的互斥访问和进程之间的同步。

六、进程通信原语1. 管道(Pipe):用于实现具有亲缘关系的进程之间的通信。

管道提供了一种半双工的通信方式,其中一个进程负责写入数据,另一个进程负责读取数据。

管道可以用于实现进程间的数据传输和共享。

实验二 进程撤销模拟

实验二 进程撤销模拟

实验二进程撤销模拟一实习内容(一).设计并说明delete(para)函数的功能,并以流程图或文字的形式展现;int deletepc(pnode *pp,pnode *pc) 函数主要用于删除进程,此函数是在主函数找到要删除进程的父进程之后调用,其函数功能流程图如图1-1所示:图1-1deletepc(pnode *pp,pnode *pc)函数功能示意图(二)实习步骤如下:1.在实验一的基础上进行进程的创建,创建出的进程如图2-1所示:图2-1 创建进程的进程总链示意图其在程序中执行显示如下图4-2所示:图2-2 程序显示进程的创建2.进程的撤销过程①撤销进程P12,撤销进程后进程链示意图如图2-3所示:图2-3 撤销进程P12后进程链示意图其在程序中执行显示如下图2-4所示:图2-4 撤销进程P12程序显示图②撤销进程P7,P11,撤销进程后进程链示意图如图2-5所示:图2-5 撤销进程P7,P11后进程链示意图其在程序中执行显示如下图2-6所示:图2-6 撤销进程P7,P11程序显示图③撤销进程P2,P3,P4,撤销进程后进程链示意图如图2-7所示:图2-7 撤销进程P2,P3,P4后进程链示意图其在程序中执行显示如下图2-8所示:图2-8撤销进程P2,P3,P4程序显示图④撤销进程P1,撤销进程后进程链中只有根进程P0,结构示意图如图2-9所示:图2-9 撤销进程P1后进程链示意图其在程序中执行显示如下图2-10所示:图2-10撤销进程P1程序显示图(三)delete(para)函数代码如下://delete processint deletepc(pnode *pp,pnode *pc){if (pc->sub==NULL) //如果要撤销进程无子进程{if(pp->sub==pc){pp->sub=pc->brother;}else{pnode *p;for (p=pp->sub; p->brother!=pc; p=p->brother);p->brother=pc->brother;}pnode *temp;for (temp=plink; temp; temp=temp->next) //删除并释放进程{if (temp->next->node->pid==pc->node->pid){temp->next=temp->next->next;delete pc; //释放进程资源break;}}}else //要删除的进程存在子进程{deletepc(pc,pc->sub);deletepc(pp,pc);}return 0;}在主函数中增加的代码如下:else if(s2){cflag=1;para = (int *)malloc(2);s2 = substr(s2,instr(s2,'(')+1,strlen(s2)-2);para=strtoarray(s2);pnode *pp=plink,*pc=plink;pnode *p,*p1;bool findflag=false;for(p=plink; p; p=p->next){if(p->node->pid==para[0])//找到要删除的进程{for (p1=plink; p1; p1=p1->next){if((p1->node->pid)==p->node->ppid) //找到父进程{pp=p1;//pp 父进程pc=p; //p 当前进程break;}}findflag=true;break;}}if(findflag){if(pp==pc){printf("你不能删除进程号为0的根进程!\n");}else{deletepc(pp,pc);}}elseprintf("你要删除的进程不存在!\n");pflag=1;}二、思考题1)进程撤销的核心内容是什么?答:根据标识符,检索出该进程的PCB,读出状态;若正处于执行状态,应立即终止,置调度标志为真;若该进程还有子孙进程,终止其所有子孙进程;归还全部资源给其父进程或者系统;将被终止进程(它的PCB)从所在队列(或链表)中移出。

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以CREATE()为例如下:
(3)调试与测试:列出你的测试结果,包括输入和输出。
四、实验总结
通过这次试验了解到了进城创建与撤销,并对以前的知识进行了复习,通过使用结构体和指针,实行进程的创建与撤销,我的程序设计能力得到提高,文档收集自网络,仅用于个人学习
五、附录
带注释的源程序。
#include<iostream.h>
int choice;
cout<<"请选择:";
cin>>choice;
switch(choice)
{case 1:create();break;
case 2:kill();break;
case 3:display();break;
case 4:exit();
default :exit();
}
}
#include<string.h>
#include<malloc.h>
#include<stdlib.h>
#define OK 1
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -2
struct PCB //结构体PCB
{char NAME[20];
long ID;
float TIME;
(1)总体设计:
①数据结构定义:
结构体PCB:进程名、ID、运行时间、优先级等,队列的排序按创建时间或优先级排序。PCB空间—结构体PCB数组文档收集自网络,仅用于个人学习
就绪队列指针
空队列指针
②函数
CREATE()—进程创建:从PCB空间申请一个空PCB,填入进程参数,插入就绪队列;
KILL()—进程终止:将指定的就绪进程移出就绪队列,插入空队列;
{p->next =NULL;R.rear =p;N--;cout<<"进程已终止!";break;}p=p->next ;文档收集自网络,仅用于个人学习
}
}
}
if(id==pcb[p->data].ID)
{ if(R.front==R.rear)cout<<endl<<"队列为空!";
while(p!=NULL)
for(int j=i-1;j<=N;j++)
{while(id==pcb[j].ID)
{cout<<"进程ID已存在"<<endl;
cout<<"进程ID:";cin>>id;
}
}
cout<<"进程名:";cin>>name;
cout<<"运行时间:";cin>>time;
cout<<"优先级:";cin>>priority;
N++;//保存当前就绪进程数
strcpy(pcb[N].NAME,name);
pcb[N].ID =id;
pcb[N].TIME =time;
pcb[N].PRIORITY =priority;
p=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));//插入就绪队列
if(!p) exit(OVERFLOW);
}
void display()
{QNode *p;
p=R.front->next;
cout<<"ID"<<" "<<"名字"<<" "<<"运行时间"<<" "<<"优先级"<<endl;文档收集自网络,仅用于个人学习
while(p!=NULL)
{ cout<<pcb[p->data].ID<<""<<pcb[p->data].NAME<<" "<<pcb[p->data].TIME <<" "<<pcb[p->data].PRIORITY<<endl;文档收集自网络,仅用于个人学习
④功能测试:从显示出的就绪队列状态,查看操作的正确与否。
(2)详细设计:
①数据结构定义:
结构体PCB:
struct PCB{
char NAME[10];
long ID;
float TIME;
int PRIORITY;
};PCB pcb[100];
②函数设计
给出CREATE()、KILL()、Display()、Main()的流程图描述;
}
}menu();
}
void kill()//进程终止
{ long id; QNode *p;
cout<<"请输入要终止的进程ID:";
cin>>id;
p=R.front->next;
if(p==NULL) cout<<"就绪进程为空!";
wபைடு நூலகம்ile(p!=NULL)
{if(id==pcb[N].ID)//终止进程是队列最后一个
{if(N==1) //队列中只有一个进程,且是终止进程
{R.front =R.rear;R.front ->next =NULL;N--;cout<<"进程已终止!";break;}文档收集自网络,仅用于个人学习
else //队列中进程多个
{while(p!=NULL)
{if(p->next->next ==NULL)
int PRIORITY;
};PCB pcb[100]; //结构体数组
typedef struct QNode //单链表
{ int data;
struct QNode *next;
}QNode,*QueuePtr;
typedef struct LinkQueue//链队列
{QueuePtr front;
p=p->next ;
}menu();
}
void exit()//退出系统;
{exit(0);}
void main()
{ InitQueue();
pcb[0].ID =0;
menu();
}
void menu()
{cout<<'\n'<<"1.进程创建"<<'\n'<<"2.进程撤销"<<'\n'<<"3.就绪队列显示"<<'\n'<<"4.退出"<<endl;文档收集自网络,仅用于个人学习
E.front=E.rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));
if(!R.front) exit(OVERFLOW);
if(!E.front) exit(OVERFLOW);
R.front->next=NULL;
E.front ->next =NULL;
return OK;
{pcb[p->data]=pcb[p->data+1];//修改PCB数组里的值
if(p->next ->next ==NULL)
{p->next =NULL;R.rear =p;cout<<"进程已终止!";break;}
p=p->next;
} N--; break;
}
p=p->next ;
}menu();
实验一:进程创建与撤消(模拟)
一、实验目的
1、加深对进程概念的理解和进程创建与撤消算法;
2、进一步认识并发执行的实质。
二、实验内容
本实验完成如下三个层次的任务:
(1)系统级—以普通用户身份认识windows的进程管理。通过windows的“任务管理器”观察进程的状态,进行进程的创建、切换和撤销。文档收集自网络,仅用于个人学习
}
void create()//进程创建
{ char name[20];long id;float time; int priority;
int n;QNode *p;
cout<<"请输入要创建进程的数目:";
cin>>n;
for(int i=1;i<=n;i++)
{cout<<"进程ID:";cin>>id;
p->data=N;p->next=NULL;
R.rear->next=p; R.rear=p;
}
for(i=1;i<=N;i++)//按优先级排队
{for(int j=i+1;j<=N;j++)
if(pcb[i].PRIORITY<pcb[j].PRIORITY)
{ pcb[0]=pcb[i];
pcb[i]=pcb[j];pcb[j]=pcb[0];
QueuePtr rear;
}LinkQueue;LinkQueue R,E;
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