实验二：多进程 并发执行
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。
操作系统实验二并发与调度
实验二并发与调度一、实验目的在本实验中，通过对事件和互斥体对象的了解，来加深对Windows 2000线程同步的理解。
通过分析实验程序，了解管理事件对象的API。
了解在进程中如何使用事件对象，在进程中如何使用互斥体对象，线程如何通过文件映射对象发送数据。
二、实验环境硬件环境：计算机一台，局域网环境；软件环境：Windows 2000 Professional，Visual C++ 6.0专业版或企业版。
三、实验内容和步骤第一部分：互斥体对象本程序中显示的类CCountUpDown使用了一个互斥体来保证对两个线程间单一数值的访问。
每个线程都企图获得控制权来改变该数值，然后将该数值写入输出流中。
创建者实际上创建的是互斥体对象，计数方法执行等待并释放，为的是共同使用互斥体所需的资源(因而也就是共享资源) 。
1、利用互斥体保护共享资源程序参见实验指导书分析程序的运行结果，可以看到线程(加和减线程) 的交替执行(因为Sleep() API允许Windows切换线程) 。
在每次运行之后，数值应该返回初始值(0) ，因为在每次运行之后写入线程在等待队列中变成最后一个，内核保证它在其他线程工作时不会再运行。
1)请描述运行结果(如果运行不成功，则可能的原因是什么？) ：2) 根据运行输出结果，对照分析程序，可以看出程序运行的流程吗？请简单描述：_____逆向运行__________第二部分线程通过文件对象发送数据Windows 2000提供的线程间通讯类内核对象允许同一进程或跨进程的线程之间互相发送信息，包括文件、文件映射、邮件位和命名管道等，其中最常用的是文件和文件映射。
这类对象允许一个线程很容易地向同一进程或其他进程中的另一线程发送信息。
1、演示线程通过文件对象发送数据程序参见实验指导书运行结果(如果运行不成功，则可能的原因是什么？) ：阅读和分析程序，请回答问题：1) 程序中启动了多少个单独的读写线程？__________100__________________________________________________________2) 使用了哪个系统API函数来创建线程例程？_________ CreateThread（）________________________________3) 文件的读和写操作分别使用了哪个API函数？_______ ReadFile（）______ WriteFile（）_____________ 每次运行进程时，都可看到程序中的每个线程从前面的线程中读取数据并将数据增加，文件中的数值连续增加。
操作系统实验报告模板
操作系统实验报告模板一、实验目的本次操作系统实验的主要目的是通过实际操作和观察，深入理解操作系统的核心概念和功能，包括进程管理、内存管理、文件系统、设备管理等方面。
同时，培养学生的动手能力、问题解决能力和团队合作精神，提高对操作系统原理的掌握程度和实际应用能力。
二、实验环境1、操作系统：＿____（具体操作系统名称及版本）2、开发工具：＿____（如编译器、调试器等）3、硬件环境：＿____（处理器型号、内存大小等）三、实验内容（一）进程管理实验1、进程创建与终止使用系统调用创建多个进程，并观察进程的创建过程和资源分配情况。
实现进程的正常终止和异常终止，观察终止时的系统行为。
2、进程调度研究不同的进程调度算法，如先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、时间片轮转（RR）等。
通过编程模拟实现这些调度算法，并比较它们的性能。
3、进程同步与互斥利用信号量、互斥锁等机制实现进程之间的同步与互斥。
编写多进程程序，模拟生产者消费者问题、读者写者问题等经典同步场景。
（二）内存管理实验1、内存分配与回收实现不同的内存分配算法，如首次适应算法、最佳适应算法、最坏适应算法等。
观察内存分配和回收的过程，分析算法的优缺点。
2、虚拟内存了解虚拟内存的概念和实现原理。
通过设置页表、进行页面置换等操作，模拟虚拟内存的管理过程。
（三）文件系统实验1、文件操作实现文件的创建、打开、读写、关闭等基本操作。
研究文件的属性（如权限、大小、创建时间等）的设置和获取。
2、目录管理创建、删除目录，遍历目录结构。
实现文件和目录的重命名、移动等操作。
（四）设备管理实验1、设备驱动程序了解设备驱动程序的结构和工作原理。
编写简单的设备驱动程序，实现对特定设备的控制和数据传输。
2、设备分配与回收研究设备分配的策略，如独占式分配、共享式分配等。
实现设备的分配和回收过程，观察系统的资源利用情况。
四、实验步骤（一）进程管理实验步骤1、进程创建与终止编写程序，使用系统调用创建指定数量的进程。
程序并发执行实验报告
一、实验目的1. 理解并发执行的概念和原理。
2. 掌握多线程编程的基本方法。
3. 学会使用同步机制解决并发编程中的竞争条件。
4. 分析并发程序的性能和效率。
二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：Java3. 开发工具：Eclipse三、实验内容1. 创建一个简单的并发程序，实现两个线程同时执行。
2. 使用同步机制解决并发程序中的竞争条件。
3. 分析并发程序的性能和效率。
四、实验步骤1. 创建一个简单的并发程序（1）创建一个名为ConcurrentTest的类，该类继承自Thread类。
（2）在ConcurrentTest类的run方法中，打印出当前线程的名字。
（3）在主函数中，创建两个ConcurrentTest对象，分别命名为thread1和thread2。
（4）启动thread1和thread2线程。
（5）等待thread1和thread2线程执行完毕。
2. 使用同步机制解决并发程序中的竞争条件（1）创建一个名为Counter的类，该类包含一个私有变量count和一个静态同步方法add。
（2）在add方法中，增加count变量的值。
（3）在主函数中，创建一个Counter对象counter。
（4）创建两个线程，分别调用counter对象的add方法。
（5）启动两个线程，并等待它们执行完毕。
3. 分析并发程序的性能和效率（1）在主函数中，记录两个线程开始执行的时间。
（2）在主函数中，记录两个线程执行完毕的时间。
（3）计算两个线程执行所需的时间差。
五、实验结果与分析1. 实验结果（1）简单的并发程序在控制台中，可以看到thread1和thread2线程交替打印出它们的名字。
（2）使用同步机制解决竞争条件在控制台中，可以看到Counter对象的count变量值正确地增加了。
（3）分析并发程序的性能和效率thread1和thread2线程执行所需的时间差为0.01秒。
2. 实验分析（1）简单的并发程序通过创建两个线程，实现了两个任务同时执行。
操作系统实验fork（）
并发程序设计【实验目的】：掌握在程序中创建新进程的方法，观察并理解多道程序并发执行的现象。
【实验原理】：fork():建立子进程。
子进程得到父进程地址空间的一个复制。
返回值：成功时，该函数被调用一次，但返回两次，fork（）对子进程返回0，对父进程返回子进程标识符（非0值）。
不成功时对父进程返回-1，没有子进程。
【实验内容】：首先分析一下程序运行时其输出结果有哪几种可能性，然后实际调试该程序观察其实际输出情况，比较两者的差异，分析其中的原因。
void main (void){ int x=5;if( fork(()){x+=30;printf (“%d\n”,x);}elseprintf(“%d\n”,x);printf((“%d\n”,x);}【实验要求】：每个同学必须独立完成本实验、提交实验报告、源程序和可执行程序。
实验报告中必须包含预计的实验结果，关键代码的分析，调试记录，实际的实验结果，实验结果分析等内容。
一．源程序1.1程序．#include<stdio.h>#include<sys/types.h>//pid_t类型的定义#include<unistd.h>//函数fork().getpid()定义void main (void){int x=5;if( fork( ) ){x+=30;printf ("%d\n",x);}elseprintf("%d\n",x);printf("%d\n",x);}1.2预测结果：(1)553535(2)353555(3)535535(4)535355(5)355355(6)355535(7)35351.3实际结果：administrator@ubuntu:~/yanhong$ cc 1.cadministrator@ubuntu:~/yanhong$ ./a.out353555administrator@ubuntu:~/yanhong$ cc 1.cadministrator@ubuntu:~/yanhong$ ./a.out5535351.4结果分析：结果表明，子进程先执行还是父进程先执行是不确定的。
实验二 进程管理(linux)
实验二进程管理（Linux）一、实验类型本实验为设计性实验。
二、实验目的与任务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三、预习要求1）进程的概念2）进程控制的概念及内容3）进程的并发执行4）熟悉互斥的概念5）用到的Linux函数有：fork()，lockf()等。
四、实验基本原理使用fork()系统调用来创建一个子进程，父进程和子进程并发执行，交替输出结果。
使用lockf()系统调用对临界区进行加锁操作，实现对共享资源的互斥使用。
五、实验仪器与设备（或工具软件）实验设备：计算机一台，软件环境要求： Linux操作系统和gcc编译器。
六、实验内容1）进程的创建编写一段程序，使用系统调用fork( ) 创建两个子程序。
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”。
运行程序10次，观察记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，再观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析原因。
如果在程序中使用系统调用lockf()来给每一个进程加锁，可以实现进程间的互斥，观察并分析出现的现象。
(1)进程的创建参考程序如下：#include<stdio.h>main(){int p1,p2;while((p1=fork())==-1); //p父进程p1子进程1if(p1!=0){while(((p2=fork())==-1); //p父进程p2子进程2if(p2==0) putchar('b');else putchar('c');}else putchar('a');}运行结果：略cab bca bac分析：原因：Fork（）函数有三个返回值：1.-1 执行不成功2.0 表示当前正在执行子进程3.其他数值表示当前正在执行父进程，值是子进程的进程标识符PID4.获取当前进程的标识符getpid()5.获取当前进程的父进程的标识符getppid()(2)进程的控制参考程序如下#include<stdio.h>main(){int p1,p2,i;while ((p1=fork())==-1); // 父进程p，子进程p1if(p1==0){for(i=0;i<500;i++)printf("child_p1_ %d\n",i);}else{while((p2=fork())==-1);//父进程p,子进程p2if(p2==0)for(i=0;i<500;i++)printf("chind_p2_ %d\n",i);else for(i=0;i<500;i++)printf("father_p_%d\n",i);}}运行结果：略分析：由于函数printf()输出和字符串之间不会被中断，因此字符串内部的字符顺序输出不变。
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。
进程的调度实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的通过本次实验，加深对操作系统进程调度原理的理解，掌握先来先服务（FCFS）、时间片轮转（RR）和动态优先级（DP）三种常见调度算法的实现，并能够分析这些算法的优缺点，提高程序设计能力。
二、实验环境- 编程语言：C语言- 操作系统：Linux- 编译器：GCC三、实验内容本实验主要实现以下内容：1. 定义进程控制块（PCB）结构体，包含进程名、到达时间、服务时间、优先级、状态等信息。
2. 实现三种调度算法：FCFS、RR和DP。
3. 创建一个进程队列，用于存储所有进程。
4. 实现调度函数，根据所选算法选择下一个执行的进程。
5. 模拟进程执行过程，打印进程执行状态和就绪队列。
四、实验步骤1. 定义PCB结构体：```ctypedef struct PCB {char processName[10];int arrivalTime;int serviceTime;int priority;int usedTime;int state; // 0: 等待，1: 运行，2: 完成} PCB;```2. 创建进程队列：```cPCB processes[MAX_PROCESSES]; // 假设最多有MAX_PROCESSES个进程int processCount = 0; // 实际进程数量```3. 实现三种调度算法：（1）FCFS调度算法：```cvoid fcfsScheduling() {int i, j;for (i = 0; i < processCount; i++) {processes[i].state = 1; // 设置为运行状态printf("正在运行进程：%s\n", processes[i].processName); processes[i].usedTime++;if (processes[i].usedTime == processes[i].serviceTime) { processes[i].state = 2; // 设置为完成状态printf("进程：%s 完成\n", processes[i].processName); }for (j = i + 1; j < processCount; j++) {processes[j].arrivalTime--;}}}```（2）RR调度算法：```cvoid rrScheduling() {int i, j, quantum = 1; // 时间片for (i = 0; i < processCount; i++) {processes[i].state = 1; // 设置为运行状态printf("正在运行进程：%s\n", processes[i].processName); processes[i].usedTime++;processes[i].serviceTime--;if (processes[i].serviceTime <= 0) {processes[i].state = 2; // 设置为完成状态printf("进程：%s 完成\n", processes[i].processName); } else {processes[i].arrivalTime++;}for (j = i + 1; j < processCount; j++) {processes[j].arrivalTime--;}}}```（3）DP调度算法：```cvoid dpScheduling() {int i, j, minPriority = MAX_PRIORITY;int minIndex = -1;for (i = 0; i < processCount; i++) {if (processes[i].arrivalTime <= 0 && processes[i].priority < minPriority) {minPriority = processes[i].priority;minIndex = i;}}if (minIndex != -1) {processes[minIndex].state = 1; // 设置为运行状态printf("正在运行进程：%s\n", processes[minIndex].processName);processes[minIndex].usedTime++;processes[minIndex].priority--;processes[minIndex].serviceTime--;if (processes[minIndex].serviceTime <= 0) {processes[minIndex].state = 2; // 设置为完成状态printf("进程：%s 完成\n", processes[minIndex].processName); }}}```4. 模拟进程执行过程：```cvoid simulateProcess() {printf("请选择调度算法（1：FCFS，2：RR，3：DP）：");int choice;scanf("%d", &choice);switch (choice) {case 1:fcfsScheduling();break;case 2:rrScheduling();break;case 3:dpScheduling();break;default:printf("无效的调度算法选择。
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实验二 多进程 并发执行
实验目的
• 1、对理论课中学习的进程、程序等的概念作进 对理论课中学习的进程、 一步的理解，明确进程和程序的区别； 一步的理解，明确进程和程序的区别； • 2、加深理解进程并发执行的概念，认识多进程 加深理解进程并发执行的概念， 并发执行的实质； 并发执行的实质； • 3、观察进程争夺资源的现象，分析其过程和原 观察进程争夺资源的现象， 学习解决进程互斥的方法； 因，学习解决进程互斥的方法； • 4、了解Linux系统中多进程之间通过管道通信的 了解Linux系统中多进程之间通过管道通信的 基本原理和应用方法； 基本原理和应用方法； • 5、对经典的多用户、多任务的优先级轮转调度 对经典的多用户、 系统Linux有一定的了解 有一定的了解。 系统Linux有一定的了解。
本课程实验中可能用到的函数
• 1、fork（）函数-----进程创建函数。 fork（）函数-----进程创建函数 （）函数 进程创建函数。 • 2、getpid（）函数-----取得目前进程的进程标识 getpid（）函数-----取得目前进程的进程标识 （）函数 码。 • 3、getppid（）函数----取得目前进程的父进程的 getppid（）函数----取得目前进程的父进程的 （）函数 标识码。 标识码。 • 4、exit（）函数----用来正常终结目前进程的执 exit（）函数----用来正常终结目前进程的执 （）函数 行。 • 5、pipe（）函数----建立管道函数， pipe（）函数----建立管道函数 （）函数 建立管道函数， • 6、read（）函数、write（）函数、lockf（）函 read（）函数、write（）函数、lockf（） （）函数 （）函数 （）函 数
阅读/usr/include/sched.h源代码 阅读/usr/include/sched.h源代码
多进程并发实例
结
束
• 7、perror（const char *s）函数----用来将上一个 perror（ *s）函数----用来将上一个 函数发生错误的原因输出到标准错误（stderr）。 函数发生错误的原因输出到标准错误（stderr）。 • 8、isascii（int c）函数---检查c是否为ASCII码字 isascii（ c）函数---检查 是否为ASCII码字 检查c 也就是判断c的范围是否为0 符，也就是判断c的范围是否为0～127. • 9、isupper（）函数----检查参数c是否为大写英 isupper（）函数----检查参数 （）函数 检查参数c 文字母。 文字母。 • 10、islower（）函数----检查参数c是否为小写英 10、islower（）函数----检查参数 （）函数 检查参数c 文字母， 文字母， • 11、toupper（）函数----若参数c为小写字母则将 11、toupper（）函数----若参数 （）函数 若参数c 对应的大写字母返回， 对应的大写字母返回，返回值为转换后的大写字 若不需转换则将参数c值返回。 母，若不需转换则将参数c值返回。