实验三 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。
操作系统实验,实验3, 进程管理 (1)
在图形界面上利用终端通过命令“su - ”切换到超级用户，编辑文件 “job”； 按组合键[Ctrl+Alt+F2]切换到第二个虚拟终端（超级用户）； 输入命令“at –f job now+1 minute”，设置1分钟后执行at调度内容； 稍等后观察at调度的执行效果，再切换到第一个虚拟终端观察at调度 的执行效果；
切换到第一个虚拟终端观察at调度的执行效果（5分钟后系统将执行重 启调度任务）。
[操作要求2] 设置一个调度，要求1分钟后执行文件job中的作业。 文件job的内容为： find /home/jkx/ -name “*.c” > /home/jkx/fdresult wall user jkx, all code files have been searched out! Please check out. [操作步骤]
续表
守 护 进 程 innd Usenet新闻服务器 功 能 说 明
linuxconf
lpd named netfs network
允许使用本地WEB服务器作为用户接口来配置机器
打印服务器 DNS服务器 安装NFS、Samba和NetWare网络文件系统 激活已配置网络接口的脚本程序
nfsd
portmap postgresql routed sendmail
事件（例如xinetd和lpd）
启动守护进程有如下几种方法
在引导系统时启动 人工手动从shell提示符启动
系统启动script的执行期间 被启动（/etc/rc.d） 任何具有相应执行 权限的用户
使用crond守护进程启动
执行at命令启动
守护进程一般由系统在开机时通过脚本或root
实验三-进程管理
实验三进程管理一、实验目的1．熟悉和理解进程和进程树的概念，掌握有关进程的管理机制2．通过进程的创建、撤销和运行加深对进程并发执行的理解3．明确进程与程序、并行与串行执行的区别4．掌握用C 程序实现进程控制的方法二、实验学时2学时三、实验背景知识所涉及的系统调用1、exec( )系列（exec替换进程映像）系统调用exec( )系列，也可用于新程序的运行。
fork( )只是将父进程的用户级上下文拷贝到新进程中，而exec( )系列可以将一个可执行的二进制文件覆盖在新进程的用户级上下文的存储空间上，以更改新进程的用户级上下文。
exec( )系列中的系统调用都完成相同的功能，它们把一个新程序装入内存，来改变调用进程的执行代码，从而形成新进程。
如果exec( )调用成功，调用进程将被覆盖，然后从新程序的入口开始执行，这样就产生了一个新进程，新进程的进程标识符id 与调用进程相同。
exec( )没有建立一个与调用进程并发的子进程，而是用新进程取代了原来进程。
所以exec( )调用成功后，没有任何数据返回，这与fork( )不同。
exec( )系列系统调用在UNIX系统库unistd.h中，共有execl、execlp、execle、execv、execvp五个，其基本功能相同，只是以不同的方式来给出参数。
#include<unistd.h>int execl(const cha r *pathname, const char *arg, …);int execlp(const char *, const char *arg, …);int execle(const char *pathname, const char *arg, …, const char *envp[ ]);int execv(const char *pathname, char *const argv[ ]);int execvp(const char *, char *const argv[ ]);参数：path参数表示你要启动程序的名称包括路径名。
操作系统实验3-进程控制
WORD wMajorReq=(WORD)(dwVerReq>16);
WORD wMinorReq=(WORD)(dwVerReq&0xffff);
::cout<<"Process ID:"<<dwIdThis<<",requires OS:"<<wMajorReq<<wMinorReq<<::endl;
{
//改变优先级
::SetPriorityClass(
::GetCurrentProcess(), //利用这一进程
HIGH_PRIORITY_CLASS); //改变为high
//报告给用户
::cout<<"Task Manager should indicate this "
"process is high priority."<<::endl;
//设置版本信息的数据结构，以便保存操作系统的版本信息
OSVERSIONINFOEX osvix;
::ZeroMemory(&osvix,sizeof(osvix));
osvix.dwOSVersionInfoSize=sizeof(osvix);
//提取版本信息和报告
::GetVersionEx(reinterpret_cast<LPOSVERSIONINFO>(&osvix));
Parent();
}
return 0;
}
分析：程序4-3.cpp说明了一个进程从“生”到“死”的整个一生，第一次执行时，它创建一个子进程，其行为如同“父亲”。在创建子进程之前，先创建一个互斥的内核对象，其行为对于子进程来说，如同一个“自杀弹”。当创建子进程时，就打开了互斥体并在其他线程中进行别的处理工作，同时等待着父进程使用ReleaseMutex（）API发出“死亡”信号。然后用Sleep（）API调用来模拟父进程处理其他工作，等完成时，指令子进程终止。
操作系统原理实验3-进程管理
《操作系统原理》实验报告
实验序号：3 实验项目名称：进程管理
一、实验目的及要求
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. 掌握Linux操作系统下的进程的创建与撤销。
二、实验设备（环境）及要求
1.虚拟机VMware Workstation、Ubuntu操作系统和C语言编程。
2.创建多个父进程与子进程，并撤销这些进程。
3.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和字符c。
试观察记录屏幕上的显示结果并分析原因。
三、实验内容与步骤
1.创建多个父进程与子进程
2.撤销这些进程
kill命令
3.编写程序
4.运行
四、实验结果与数据处理
分析：从进程并发执行来看，输出bca或abc的任意排列
原因：fork()创建进程所需要的时间要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，所以会出现多种可能结果。
五、分析与讨论
fork函数的原理是:一个现有进程可以调用fork函数创建一个新进程。
由fork 创建的新进程被称为子进程(child process)。
fork 函数被调用一次但返回两次。
两次返回的唯一区别是子进程中返回0值而父进程中返回子进程ID。
六、教师评语
成绩
签名：
日期：。
电大操作系统实验报告3_ 进程管理实验
电大操作系统实验报告3_ 进程管理实验电大操作系统实验报告 3 进程管理实验一、实验目的进程管理是操作系统的核心功能之一，本次实验的目的是通过实际操作和观察，深入理解进程的概念、状态转换、进程调度以及进程间的通信机制，掌握操作系统中进程管理的基本原理和方法，提高对操作系统的整体认识和实践能力。
二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10，编程语言为 C 语言，开发工具为 Visual Studio 2019。
三、实验内容及步骤（一）进程的创建与终止1、编写一个 C 程序，使用系统调用创建一个子进程。
2、在父进程和子进程中分别输出各自的进程 ID 和父进程 ID。
3、子进程执行一段简单的计算任务，父进程等待子进程结束后输出结束信息。
以下是实现上述功能的 C 程序代码：｀｀｀cinclude ＜stdioh>include ＜stdlibh>include ＜unistdh>int main(）｛pid_t pid;pid ＝ fork(）；if （pid ＜ 0) ｛printf(＂创建子进程失败\n"）；return 1;｝ else if （pid ＝＝ 0) ｛printf(＂子进程：我的进程 ID 是％d，父进程 ID 是％d\n"，getpid(）， getppid(））；int result ＝ 2 ＋ 3;printf(＂子进程计算结果：2 ＋ 3 ＝％d\n"， result)；exit(0)；｝ else ｛printf(＂父进程：我的进程 ID 是％d，子进程 ID 是％d\n"，getpid(）， pid)；wait(NULL)；printf(＂子进程已结束\n"）；｝return 0;｝｀｀｀编译并运行上述程序，可以观察到父进程和子进程的输出信息，验证了进程的创建和终止过程。
（二）进程的状态转换1、编写一个 C 程序，创建一个子进程，子进程进入睡眠状态一段时间，然后被唤醒并输出状态转换信息。
操作系统实验3进程的创建控制实验
操作系统实验3进程的创建控制实验实验三的目标是通过实现一个进程控制程序，来加深我们对进程创建和控制机制的理解，并通过实践来熟悉和掌握相关的编程技巧。
在进行实验之前，我们需要先了解进程的一些基本概念和相关知识。
首先，进程的创建是通过操作系统中的系统调用来完成的。
在Linux系统中，常用的创建进程的系统调用有fork(和exec(。
fork(系统调用可以创建一个新的进程，该进程与调用fork(的进程几乎完全相同；而exec(系统调用则在新创建的进程中执行一个新的程序。
另外，进程的控制机制主要是通过进程的状态来实现的。
进程可以处于就绪状态、运行状态和阻塞状态。
就绪状态的进程可以被调度器选择后立即运行，而阻塞状态的进程则需要等待一些条件满足后才能被唤醒并变为就绪状态。
实验三的具体内容包括：1. 编写一个程序，通过调用fork(创建多个子进程。
子进程和父进程可以并行执行，共享程序的代码和数据段。
2. 子进程通过调用exec(系统调用执行不同的程序。
可以通过调用不同的exec(函数或者传入不同的参数来执行不同的程序。
3. 子进程执行的程序可能会产生不同的结果，比如输出不同的字符串或者产生不同的返回值。
我们可以通过wait(系统调用等待子进程退出，并获取子进程的返回值。
4. 父进程可以通过调用waitpid(系统调用来选择等待一些特定的子进程，以及获取特定子进程的返回值。
通过实验三的实践，我将更加深入地了解进程的创建和控制机制。
实验三的实验结果将让我熟悉和掌握相关的编程技巧，为我今后更加熟练地编写和控制进程打下坚实的基础。
总之，实验三是一个非常有意义的实验，将帮助我更加深入地理解进程的创建和控制机制，并通过实践获得相关的编程技巧。
这将对我今后的学习和实践有很大的帮助。
进程管理实验报告源代码(3篇)
第1篇---进程管理实验报告一、实验目的1. 理解进程的概念和进程管理的基本原理。
2. 掌握进程的创建、调度、同步和通信等操作。
3. 通过编程实现简单的进程管理功能。
二、实验环境1. 操作系统：Windows/Linux2. 编程语言：C/C++3. 开发环境：Visual Studio/Code::Blocks三、实验内容1. 进程的创建与终止2. 进程的同步与互斥3. 进程的通信4. 进程调度算法四、实验步骤1. 进程的创建与终止```cinclude <stdio.h>include <sys/types.h>include <unistd.h>int main() {pid_t pid;// 创建子进程pid = fork();if (pid < 0) {// 创建进程失败perror("fork failed");return 1;} else if (pid == 0) {// 子进程printf("Child process, PID: %d\n", getpid()); // 执行子进程的任务...sleep(5); // 子进程暂停5秒_exit(0); // 子进程退出} else {// 父进程printf("Parent process, PID: %d\n", getpid()); wait(NULL); // 等待子进程结束printf("Child process has terminated.\n");}return 0;}```2. 进程的同步与互斥```cinclude <stdio.h>include <pthread.h>pthread_mutex_t mutex;void thread_func(void arg) {pthread_mutex_lock(&mutex); // 加锁printf("Thread %ld is running\n", (long)arg);sleep(1); // 模拟任务执行pthread_mutex_unlock(&mutex); // 解锁return NULL;}int main() {pthread_t thread1, thread2;// 初始化互斥锁pthread_mutex_init(&mutex, NULL);// 创建线程pthread_create(&thread1, NULL, thread_func, (void )1); pthread_create(&thread2, NULL, thread_func, (void )2); // 等待线程结束pthread_join(thread1, NULL);pthread_join(thread2, NULL);// 销毁互斥锁pthread_mutex_destroy(&mutex);return 0;}```3. 进程的通信```cinclude <stdio.h>include <stdlib.h>include <sys/ipc.h>include <sys/shm.h>int main() {key_t key;int shmid;int data;// 生成共享内存标识符key = ftok("shmfile", 65);// 创建共享内存段shmid = shmget(key, sizeof(int), 0666 | IPC_CREAT); if (shmid == -1) {perror("shmget failed");exit(1);}// 连接到共享内存段data = (int )shmat(shmid, (void )0, 0);if (data == (int )(-1)) {perror("shmat failed");exit(1);}// 使用共享内存data = 100;printf("Data in shared memory: %d\n", data); // 分离共享内存段if (shmdt(data) == -1) {perror("shmdt failed");exit(1);}// 删除共享内存段if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1) { perror("shmctl failed");exit(1);}return 0;}```4. 进程调度算法```cinclude <stdio.h>include <stdlib.h>include <sys/time.h>typedef struct {int pid;int arrival_time;int burst_time;int waiting_time;int turnaround_time;} Process;int main() {Process processes[] = {{1, 0, 5, 0, 0},{2, 1, 3, 0, 0},{3, 4, 8, 0, 0}};int n = sizeof(processes) / sizeof(processes[0]);// 计算等待时间和周转时间int total_waiting_time = 0, total_turnaround_time = 0;for (int i = 0; i < n; i++) {if (i == 0) {processes[i].waiting_time = 0;} else {processes[i].waiting_time = processes[i - 1].turnaround_time;}processes[i].turnaround_time = processes[i].burst_time + processes[i].waiting_time;total_waiting_time += processes[i].waiting_time;total_turnaround_time += processes[i].turnaround_time;}printf("Average Waiting Time: %f\n", (float)total_waiting_time / n);printf("Average Turnaround Time: %f\n", (float)total_turnaround_time / n);return 0;}```五、实验结果与分析（此处应填写实验结果，包括运行程序输出、图表等，以及对实验结果的分析。
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实验三进程管理背景知识Windows所创建的每个进程都从调用CreateProcess() API函数开始，该函数的任务是在对象管理器子系统内初始化进程对象。
每一进程都以调用ExitProcess() 或TerminateProcess() API函数终止。
通常应用程序的框架负责调用ExitProcess() 函数。
对于C++ 运行库来说，这一调用发生在应用程序的main() 函数返回之后。
1. 创建进程CreateProcess() 调用的核心参数是可执行文件运行时的文件名及其命令行。
表3-4详细地列出了每个参数的类型和名称。
可以指定第一个参数，即应用程序的名称，其中包括相对于当前进程的当前目录的全路径或者利用搜索方法找到的路径；lpCommandLine参数允许调用者向新应用程序发送数据；接下来的三个参数与进程和它的主线程以及返回的指向该对象的句柄的安全性有关。
然后是标志参数，用以在dwCreationFlags参数中指明系统应该给予新进程什么行为。
经常使用的标志是CREA TE_SUSPNDED，告诉主线程立刻暂停。
当准备好时，应该使用ResumeThread() API来启动进程。
另一个常用的标志是CREATE_NEW_CONSOLE，告诉新进程启动自己的控制台窗口，而不是利用父窗口。
这一参数还允许设置进程的优先级，用以向系统指明，相对于系统中所有其他的活动进程来说，给此进程多少CPU时间。
接着是CreateProcess() 函数调用所需要的三个通常使用缺省值的参数。
第一个参数是lpEnvironment参数，指明为新进程提供的环境；第二个参数是lpCurrentDirectory，可用于向主创进程发送与缺省目录不同的新进程使用的特殊的当前目录；第三个参数是STARTUPINFO数据结构所必需的，用于在必要时指明新应用程序的主窗口的外观。
CreateProcess() 的最后一个参数是用于新进程对象及其主线程的句柄和ID的返回值缓冲区。
以PROCESS_INFORMA TION结构中返回的句柄调用CloseHandle() API函数是重要的，因为如果不将这些句柄关闭的话，有可能危及主创进程终止之前的任何未释放的资源。
2. 正在运行的进程如果一个进程拥有至少一个执行线程，则为正在系统中运行的进程。
通常，这种进程使用主线程来指示它的存在。
当主线程结束时，调用ExitProcess() API函数，通知系统终止它所拥有的所有正在运行、准备运行或正在挂起的其他线程。
当进程正在运行时，可以查看它的许多特性，其中少数特性也允许加以修改。
首先可查看的进程特性是系统进程标识符(PID) ，可利用GetCurrentProcessId() API函数来查看，与GetCurrentProcess() 相似，对该函数的调用不能失败，但返回的PID在整个系统中都可使用。
其他的可显示当前进程信息的API函数还有GetStartupInfo()和GetProcessShutdownParameters() ，可给出进程存活期内的配置详情。
通常，一个进程需要它的运行期环境的信息。
例如API函数GetModuleFileName() 和GetCommandLine() ，可以给出用在CreateProcess() 中的参数以启动应用程序。
在创建应用程序时可使用的另一个API函数是IsDebuggerPresent() 。
可利用API函数GetGuiResources() 来查看进程的GUI资源。
此函数既可返回指定进程中的打开的GUI对象的数目，也可返回指定进程中打开的USER对象的数目。
进程的其他性能信息可通过GetProcessIoCounters()、GetProcessPriorityBoost() 、GetProcessTimes() 和GetProcessWorkingSetSize() API得到。
以上这几个API函数都只需要具有PROCESS_QUERY_INFORMA TION访问权限的指向所感兴趣进程的句柄。
另一个可用于进程信息查询的API函数是GetProcessVersion() 。
此函数只需感兴趣进程的PID (进程标识号) 。
本实验程序清单3-6中列出了这一API函数与GetVersionEx() 的共同作用，可确定运行进程的系统的版本号。
3. 终止进程所有进程都是以调用ExitProcess() 或者TerminateProcess() 函数结束的。
但最好使用前者而不要使用后者，因为进程是在完成了它的所有的关闭“职责”之后以正常的终止方式来调用前者的。
而外部进程通常调用后者即突然终止进程的进行，由于关闭时的途径不太正常，有可能引起错误的行为。
TerminateProcess() API函数只要打开带有PROCESS_TERMINATE访问权的进程对象，就可以终止进程，并向系统返回指定的代码。
这是一种“野蛮”的终止进程的方式，但是有时却是需要的。
如果开发人员确实有机会来设计“谋杀”(终止别的进程的进程) 和“受害”进程(被终止的进程) 时，应该创建一个进程间通讯的内核对象——如一个互斥程序——这样一来，“受害”进程只在等待或周期性地测试它是否应该终止。
4.进程同步Windows 2000/XP提供的常用对象可分成三类：核心应用服务、线程同步和线程间通讯。
其中，开发人员可以使用线程同步对象来协调线程和进程的工作，以使其共享信息并执行任务。
此类对象包括互锁数据、临界段、事件、互斥体和信号等。
多线程编程中关键的一步是保护所有的共享资源，工具主要有互锁函数、临界段和互斥体等；另一个实质性部分是协调线程使其完成应用程序的任务，为此，可利用内核中的事件对象和信号。
在进程内或进程间实现线程同步的最方便的方法是使用事件对象，这一组内核对象允许一个线程对其受信状态进行直接控制(见表2-1) 。
而互斥体则是另一个可命名且安全的内核对象，其主要目的是引导对共享资源的访问。
拥有单一访问资源的线程创建互斥体，所有想要访问该资源的线程应该在实际执行操作之前获得互斥体，而在访问结束时立即释放互斥体，以允许下一个等待线程获得互斥体，然后接着进行下去。
与事件对象类似，互斥体容易创建、打开、使用并清除。
利用CreateMutex() API可创建互斥体，创建时还可以指定一个初始的拥有权标志，通过使用这个标志，只有当线程完成了资源的所有的初始化工作时，才允许创建线程释放互斥体。
为了获得互斥体，首先，想要访问调用的线程可使用OpenMutex() API来获得指向对象的句柄；然后，线程将这个句柄提供给一个等待函数。
当内核将互斥体对象发送给等待线程时，就表明该线程获得了互斥体的拥有权。
当线程获得拥有权时，线程控制了对共享资源的访问——必须设法尽快地放弃互斥体。
放弃共享资源时需要在该对象上调用ReleaseMute() API。
然后系统负责将互斥体拥有权传递给下一个等待着的线程(由到达时间决定顺序) 。
1、实验目的1) 通过创建进程、观察正在运行的进程和终止进程的程序设计和调试操作，进一步熟悉操作系统的进程概念，理解Windows进程的“一生”。
2) 通过阅读和分析实验程序，学习创建进程、观察进程、终止进程以及父子进程同步的基本程序设计方法。
2、实验内容和步骤（1）. 创建进程本实验显示了创建子进程的基本框架。
该程序只是再一次地启动自身，显示它的系统进程ID和它在进程列表中的位置。
步骤1：创建一个“Win32 Consol Application”工程，然后拷贝清单2-1中的程序，编译成可执行文件。
步骤2：在“命令提示符”窗口运行步骤1中生成的可执行文件。
运行结果：范例：E:\课程\os课\os实验\程序\os11\debug>os21(假设编译生成的可执行文件是os21.exe)_________E:\q\w\debug\w.exe________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________按下ctrl+alt+del，调用windows的任务管理器，记录进程相关的行为属性：_____步骤3：在“命令提示符”窗口加入参数重新运行生成的可执行文件。
运行结果：范例：E:\课程\os课\os实验\程序\os11\debug>os21 3(假设编译生成的可执行文件是os21.exe)_______________________按下ctrl+alt+del，调用windows的任务管理器，记录进程相关的行为属性：________步骤4：修改清单2-1中的程序，将nClone的定义和初始化方法按程序注释中的修改方法进行修改，编译成可执行文件（执行前请先保存已经完成的工作）。
再按步骤2中的方式运行，看看结果会有什么不一样。
运行结果：_________第一次修改___第二次修改_____________________________________________________________________________________ __________________________________________从中你可以得出什么结论：nClone的作用：____设置进程的起始ID号。
__________________________________________________________________________________________________________________________________ 变量的定义和初始化方法（位置）对程序的执行结果有影响吗？为什么？________________ ____答：有影响。
因为变量的定义和初始化的不同可能导致进程的克隆的次数及克隆进程的ID号不同。
（2）. 父子进程的简单通信及终止进程步骤1：创建一个“Win32 Consol Application”工程，然后拷贝清单2-2中的程序，编译成可执行文件。
步骤2：在VC的工具栏单击“Execute Program”(执行程序) 按钮，或者按Ctrl + F5键，或者在“命令提示符”窗口运行步骤1中生成的可执行文件。
运行结果：范例：E:\课程\os课\os实验\程序\os11\debug>os22(假设编译生成的可执行文件是os22.exe)_____________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________步骤3：按源程序中注释中的提示，修改源程序2-2，编译执行（执行前请先保存已经完成的工作）。