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操作系统课程设计——进程管理

以下是课程设计题目：

实验一 进程管理

一、实验目的
1．了解进程与程序的区别，加深对进程概念的理解
2．掌握进程并发执行的原理，及其所引起的同步、互斥问题的方法
3．利用Linux系统提供的进程通信原语，学会解决进程同步、互斥问题的方法
4．Linux 系统中进程通信的基本原理。

二、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.c 源码文件 , 分析进程的创建过程。
3．阅读 Linux 系统的 msg.c 、 sem.c 和 shm.c 等源码文件 , 熟悉 Linux 的三种通信机制。

三、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”和字符“c” 。试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 , 在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 , 可以实现进程之间的互斥 ,观察并分析出现的现象。

3) 程序编写
①编制一段程序 , 使其实现进程的软中断通信。
要求 : 使用系统调用 fork( ) 创建两个子进程 , 再用系统调用 signal ( ) 让父进程捕捉键盘上来的中断信号 (即按 DEL 键 ); 当捕捉到中断信号后 , 父进程用系统调用 Kill( ) 向两个子进程发出信号 , 子进程捕捉到信号后分别输出下列信息后终止 :
Child Processll is Killed by Parent !
Child Process12 is Killed by Parent !

父进程等待两个子进程终止后 , 输出如下的信息后终止 :

Parent Process is Killed !

②在上面的程序中增加语句 signal (SUINT,SIG--IGN) 和 signal (SIGQUIT,SIG-IGN), 观察执行结果 , 并分析原因。

4) 进程的管道通信
编制一段程序 , 实现进程的管道通信。
使用系统调用 pipe() 建立一条管道线 ; 两个子进程 Pl 和 P2 分别向管道各写一句话 :

Child 1 is sending a message !
Child 2 is sending a message !

而父进程则从管道中读出来自于两个子进程的信息 , 显示在屏幕上。要求父进程先接收子进程 Pl 发来的消息 , 然后再接收子进程 P2 发来的消息。

四、思考
(1) 系统是怎样创建流程的 ?
(2) 可执行文件加载时进行了哪些处理 ?
(3)当首次调用新创建进程时 , 其入口在哪里 ?
(4)进程通信有什么特点 ?

以下是程序的一部分，包括具体实例讲解，一个word文档和8个c程序文件：
实验一范例
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”和字符“c” 。试观察记录屏幕上的显示结果 , 并分析原因。

#include ﹤unistd.h﹥ /*fork01.c */
#include ﹤stdio.h﹥
int main()
{
int p1,p2;
while ((p1=fork())= =-1);
if (p1= =0) putchar(’b’);
else
{
while ((p2=fork())= =-1);
if(p2= =0) putchar(’c’);
else putchar(’a’);
}
return 0;
}

注：fork（）函数:
fork(): 创建一个新进程。
int fork()
其中返回 int 取值意义如下 :
0: 创建子进程 , 从子进程返回的 id 值
大于 0: 从父进程返回的子进程 id 值
-1： 创建失败