广东技术师范学院实验报告
学院：计算机科学学
院
专业：班级：成绩：
姓名：学号：组别：组员：
实验地点：工业中心204 实验日期：指导教师签名：
实验9项目名称：进程管理
1、实验目的
理解进程管理的基本原理方法，掌握在Linux系统中查看进程状态、控制进程以及调整进程优先级等基本方法。
2、实验内容
2.1 进程管理的基本概念
什么是进程管理？要理解这个概念，就必须理解什么是进程。进程是在《操作系统原理》课程中的一个核心概念。进程（Process）是程序的一个执行过程。进程需要占用各种系统资源，包括CPU、内存等，需要读写各类文件，调用各种系统功能。自然，从进程的创建到撤销，操作系统会为它安排一切。不过，操作系统的安排是根据固定的算法所进行，纵使这些算法能根据当前情况不断调整，但不可能预先知道你的需要，然后让某个进程在特定某个时间挂起，让某个进程的优先级升高等等。因此，进程管理是指根据当前实际需求，对进程加以特定的控制。
作为一个管理员，定时查看当前系统中各个进程的具体状态，捕捉各种进程运行的异常，合理分配各类资源，特别是CPU资源给不同的进程，对各类进程有计划地控制等等，都属于进程管理的内容。系统为管理员提供了一系列的工具和命令，以让管理员完成管理工作。
2.2进程管理的基本方法
2.2.1查看进程状态
获知进程状态是进程管理的第一步。UNIX系统为进程留了许多接口、命令和工具。最典型的是/proc文件系统。这是一个特殊的文件系统。在此文件系统中，每个目录对应于一个进程，目录的名称即为进程的PID号。进入某个进程对应的目录，里面有若干文件，这些文件记录了该进程当前运行的各种相关状态信息。应用程序可通过对这些文件打开并读取（部分甚至还能通过写文件控制进程）来获取进程信息。
例子：查看/proc文件系统
#cd /proc/
#ls
0 12294 16392 213144 28686 376918 53274 688280 864256
1 1245238 163974 217238 295118 381008 561308 69666 876674 ……
#cd 1
#ls
#cred lwp psinfo sigact status
对于管理员，更常用的方法是利用ps命令来获知进程的基本状态。请参考以下例子并完成问题。
命令：ps
功能：列出当前活动进程的状态
格式：ps [选项] [参数]
选项：如果不使用任何选项，则列表显示当前工作站的活动进程，并且仅显示部分字段的内容。由于关于ps的选项很多，没必要全部列出并记忆，更常用的做法是记住一些有特定功能的选项组合。常用的选项含义如下：
-f：生成一个长列表（部分字段仍然省略了，但比不加该选项的要多）
-l（list）：显示进程的全部列表字段信息
-e：显示除内核进程外的全部进程
-a：显示用户的全部进程
-u（user）：显示特定用户的进程，
-k（kernel）：显示内核进程
ps命令的一些常见的选项组合示例如下：
（1）仅显示当前工作站的活动进程
# ps
PID TTY TIME CMD
270396 pts/9 0:00 ps
725186 pts/9 0:00 –bash
（2）显示系统中除内核外的所有进程
# ps -e -f
UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD
root 1 0 0 Aug 24 - 0:02 /etc/init
……
Zianed 1343542 741620 0 19:29:52 - 0:00 sshd: Zianed@pts/1
（3）显示关于特定用户的进程
# ps -lu user
F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD
40001 A 85287 421918 905408 0 60 20 1d966400 1012 - 0:00 sshd 240001 A 85287 503876 421918 0 60 20 3b49400 1168 f1000600021e1478 pts/7 0:00 bash
（4）显示系统内核的进程
# ps -k
PID TTY TIME CMD
0 - 0:29 swapper
8196 - 2395:12 wait
12294 - 0:00 sched
（5）查看各个进程占用CPU的情况
#ps aux
USER PID %CPU %MEM SZ RSS TTY STAT STIME TIME COMMAND root 8196 12.1 0.0 384 384 - A Aug 24 3630:51 wait
……
上述每个例子返回结果都是以列表形式出现，列表中主要字段的含义如下，●PID：进程标识号
●PPID：进程的父进程标识号
●UID：进程所属的用户ID
●TTY：进程所属的终端号
●TIME：进程的执行时间总和
●CMD（command）：进程的命令名
●STIME：进程的启动时间
●PRI（priority）：进程的优先级，数字越大优先级越低
●NI（nice）：进程的谦让度
●S（status）：进程的状态，对于一般进程主要状态有：A(活动的)、T(已停止)、
Z(已取消)等。对于内核进程主要状态有：R(正在运行)、S(休眠)、T(已停止)、Z(已取消)等。
2.2.2控制作业的基本操作
除对进程进行控制外，作业（job）是另一个与进程控制密切相关的概念。简单来说，作业是用户向系统提交的一个任务请求，系统根据请求创建相应的进程完成该任务。用户每输入的一个shell命令其实都是一个作业，这个作业经解释后对应于一个到多个进程加以执行。
作业可以在前台执行，这是用户可以跟作业进行交互。当用户并不需要与作业交互，则作业也可以在后台执行。如果用户想作业启动之初就让其在后台运行，就需要在关于该作业的shell命令结尾加上“&”。作业执行时有作业号，用户可根据作业号对作业进行相应的控制，最基本的控制是将作业在终端的前后台之间切换。
命令：jobs
功能：查看当前用户的作业情况
格式：jobs
命令：bg
功能：将前台作业切换到后台执行
格式：bg 作业号
命令：fg
功能：将后台作业切换到前台执行
例子：作业控制的基本命令。
# vi jobtest &
[1] 1110094
# jobs -l
[1]+ 1110094 Stopped vi jobtest
#fg 1 将作业1调出调到前台，按ctrl+z可将其切换到后台
vi jobtest
~
~
……
# bg 1 利用bg命令将作业1调到后台（功能与ctrl+z一样）
[1]+ vi dd &
2.2.3进程与信号量
在UNIX系统中，用户可通过向进程发送相应的信号量来控制进程。AIX中一些常用的信号量如下，信号量旁的括号内标示的是该信号量的编号：
●SIGINT(2)：程序终止(interrupt)信号，用于通知前台进程组终止进程，用
户键入ctrl+c后前台进程终止。
●SIGQUIT（3）：与SIGINT相似，进程终止后会生成文件core，用户键
入ctrl+\后进程终止。
●SIGKILL（9）：该信号不能被忽略，因此常用于强行终止某进程。
●SIGTSTP（18）：终止进程，但该信号可以被处理和忽略. 用户键入ctrl+z
发出这个信号，进程转入后台并挂起。
命令：kill
功能：向特定某个进程发送信号。
格式：kill -信号编号进程PID
例子：利用kill命令向进程发送信号。
#vi test &
[1] 761968
#kill -9 761968
[1]+ Stopped vi test
#ps -a
PID TTY TIME CMD
761976 pts/11 0:00 ps
1032196 pts/15 0:00 ksh
1359972 pts/0 0:00 ksh
[1]+ Killed vi test
例子：利用kill命令列出所有的信号量及其编号
#kill -l
1) SIGHUP 2) SIGINT 3) SIGQUIT 4) SIGILL
5) SIGTRAP 6) SIGABRT 7) SIGEMT 8) SIGFPE
9) SIGKILL 10) SIGBUS 11) SIGSEGV 12) SIGSYS
13) SIGPIPE 14) SIGALRM 15) SIGTERM 16) SIGURG
17) SIGSTOP 18) SIGTSTP 19) SIGCONT 20) SIGCHLD
21) SIGTTIN 22) SIGTTOU 23) SIGIO 24) SIGXCPU
25) SIGXFSZ 27) SIGMSG 28) SIGWINCH 29) SIGPWR
30) SIGUSR1 31) SIGUSR2 32) SIGPROF 33) SIGDANGER
34) SIGVTALRM 35) SIGMIGRATE 36) SIGPRE 37) SIGVIRT
38) SIGALRM1 39) SIGW AITING 60) SIGKAP 61) SIGRETRACT
62) SIGSOUND 63) SIGSAK
2.2.4进程与优先级
进程的优先级是指系统在进程调度时用于判决进程是否能够获取CPU的依据。进程的优先级越高，则越能在竞争中胜出而获得CPU时间。在Linux系统中，进程的优先级以一个整数表达，数值越低，优先级越高。每个普通进程的优先级默认为60。
根据动态优先级原理，操作系统会在调度进程的过程中对进程优先级进行调整。同时，管理员可以根据实际需要自行对某些进程的优先级加以调整。这里涉及到另外一个概念，进程的“nice”值。nice值可翻译为“谦让度”，因为nice
是一个从-20～19的值，nice默认等于0（也即不起作用），进程的nice值为负数时，其优先级升高（也即代表优先级的数值下降），而进程的nice值为正数时，则进程的优先级下降（也即优先级的数值升高了）。在Linux中，普通用户一般只能调高优先级数值，也即让自己的进程“谦让”一点。如果要让某个服务进程能够及时响应请求，可将其nice值提高。
命令：nice
功能：设定要启动的程序的优先级
格式：nice -增量启动的命令及其选项和参数，nice=原nice值+增量，nice默认为0。
命令：renice
功能：调整进程的优先级
格式：renice -n增量进程PID号
例子：nice命令与renice命令的使用，注意进程的优先级（PRI）和nice值（NI）的变化。
# nice -2 vi
~
~
~
~
按ctrl+z将vi程序切换到后台
# ps -al
F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD 200811 T 85287 749588 757858 0 64 22303f1400 876 pts/15 0:00 vi # renice -n 5 749588
# ps -al
F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD 200811 T 85287 749588 757858 0 74 27303f1400 876 pts/15 0:00 vi
2.3 守护进程
Linux在启动时需要启动很多系统服务，提供这些服务的程序是由运行在后台的守护进程（daemons）来执行的。守护进程独立于控制终端，周期性地执行某种任务或等待处理某些发生的事件。守护进程的生存期较长，常常在系统引导装入时启动，在系统关闭时终止。
一些重要的守护进程：
●init：系统的1号进程，主要工作是为系统提供初始化服务。
●kudzu：硬件自动检测程序，会自动检测硬件是否发生变动，并相应进行硬
件的添加、删除工作。
●crond：周期性地运行用户调度的任务。
●syslog：日志记录的守候进程。
●sshd：OpenSSH服务器守护进程。
●smb：Samba文件共享/打印服务守护进程。
●network：激活/关闭启动时的各个网络接口的守护进程。
●httpd：Web服务器Apache守护进程。
●vsftpd：vsftpd服务器的守护进程。
●named：DNS（BIND）服务器守护进程。
●dhcpd：动态主机控制协议(Dynamic Host Control Protocol)的服务守护进程。作业：请完成如下作业，并给出详细的步骤和截图。
（1）启动vi编辑器，并将其调入后台，再调出前台，最后退出vi。
（2）启动vi编辑器，并将其调入后台，再将该作业杀死。
（3）启动两个vi编辑器，均调入后台后，查看当前有那些作业正在执行。
（4）列出你在当前系统中的所有进程。指出你在该系统中最早启动的进程是那个，在什么时候启动？
可以看出，最早启动的进程号是1，启动时间为03:07。（5）列出当前系统中占用CPU时间比例最高的进程。
Root下进程号为3850的进程占用CPU时间比例最高。
（6）系统内核的进程中那个进程的运行时间最长，为什么？
系统内核的进程中进程号为1的进程运行时间最长，因为从系统启动开始它就运行。
（7）获得ls命令的帮助手册后，将其转入后台，在转出到前台，并退出手册。
（8）先后新建文件a和文件b，并相应启动vi对它们进行编辑。一开始要求文件a在前台执行，b在后台执行。对文件a输入一些文字后，将其切换到后台，然后将文件b调到前台，同样输入一些文字。最后打开a文件的
vi进程杀死，b文件保存并退出vi。
（9）列出当前系统中的所有进程（包括普通进程和守护进程），并指出哪些进程的优先级较高，这些进程有什么特点？
从列表中可以看出，进程号为2469，2747，2985的进程优先级较高。这些都是守护进程。
（10）守护进程中那些进程优先级比较高，那些进程的优先级比较低，你能发现优先级比较低是些什么样的进程？优先级比较高的又是什么样的进程？
请找一两个典型的进程加以说明（Google一下这些进程）。
答：守护进程中的内核进程优先级比较高，如init进程（系统的1号进程，主要工作是为系统提供初始化服务）、kudzu进程（硬件自动检测程序，会自动检测硬件是否发生变动，并相应进行硬件的添加、删除工作）等，特定用户进程优先级比较低，因为只有用到某些用户时，才启动特定的用户进程。
（11）利用nice程序启动三个vi程序，其nice分别为5，10，15，观察这三个vi程序的优先级，nice值与进程的优先级呈怎样的数值关系？或者说，nice 值每增加1，优先级的数值是否也增加1，还是增加得更多？（可利用renice 命令不断调整进程的nice值以获得实际规律）。
从中可以看出，nice值越小，进程优先级越高，nice值越大，进程优先级越低。（12）选取三个2.3节中所列的守护进程，列出他们的PID以及nice值。
Init进程：PID为1，nice值为0.
Sshd进程：PID为3221，nice值为0。
Syslog进程：PID为2867，nice值为0.
计算机操作系统进程调度实验研究报告
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
操作系统实验题：设计一若干并发进程的进程调度程序 一、实验目的 无论是批处理系统、分时系统还是实时系统，用户进程数一般都大于处理机数，这将导致用户进程互相争夺处理机。这就要求进程调度程序按一定的策略，动态地把处理及分配给处于就绪队列中的某一进程，以使之执行。进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）和先来先服务算法编写和调试一个简单的进程调度程序。通过本实验可以加深理解有关进程控制块、进程队列的概念。并体会了优先数和先来先服务调度算法的具体实施办法。 二、实验要求 用高级语言编写和调试一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解． 三、实验内容 进程调度算法：采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）和先来先服务算法（将用户作业和就绪进程按提交顺序或变为就绪状态的先后排成队列，并按照先来先服务的方式进行调度处理）。 每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。进程控制块可以包含如下信息：进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。 进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为地指定（也可以由随机数产生）。进程的到达时间为进程输入的时间。 进程的运行时间以时间片为单位进行计算。 每个进程的状态可以是就绪W（Wait）、运行R（Run）、或完成F（Finish）三种状态之一。 就绪进程获得CPU后都只能运行一个时间片。用已占用CPU时间加1来表示。 如果运行一个时间片后，进程的已占用CPU时间已达到所需要的运行时间，则撤消该进程，如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时应将进程的优先数减1（即降低一级），然后把它插入就绪队列等待CPU。 每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的PCB，以便进行检查。重复以上过程，直到所要进程都完成为止。 四、实验算法流程
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: #include
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
实验2过程管理实验报告学生号姓名班级电气工程系过程、过程控制块等基本原理过程的含义：过程是程序运行过程中对数据集的处理，以及由独立单元对系统资源的分配和调度。在不同的数据集上运行程序，甚至在同一数据集上运行多个程序，是一个不同的过程。（2）程序状态：一般来说，一个程序必须有三种基本状态：就绪、执行和阻塞。然而，在许多系统中，过程的状态变化可以更好地描述，并且增加了两种状态：新状态和终端状态。1）就绪状态，当一个进程被分配了除处理器（CPU）以外的所有必要资源时，只要获得了处理器，进程就可以立即执行。此时，进程状态称为就绪状态。在系统中，多个进程可以同时处于就绪状态。通常，这些就绪进程被安排在一个或多个队列中，这些队列称为就绪队列。2）一旦处于就绪状态的进程得到处理器，它就可以运行了。进程的状态称为执行状态。在单处理器系统中，只有一个进程在执行。在多处理器系统中，可能有多个进程在执行中。3）阻塞状态由于某些事件（如请求输入和输出、额外空间等），执行进程被挂起。这称为阻塞状态，也称为等待状态。通常，处于阻塞状态的进程被调度为-？这个队列称为阻塞队列。4）新状态当一个新进程刚刚建立并且还没有放入就绪队列中时，它被称为新状态。5）终止状态是
什么时候-？进程已正常或异常终止，操作系统已将其从系统队列中删除，但尚未取消。这就是所谓的终结状态。（3）过程控制块是过程实体的重要组成部分，是操作系统中最重要的记录数据。控制块PCB记录操作系统描述过程和控制过程操作所需的所有信息。通过PCB，一个不能独立运行的程序可以成为一个可以独立运行的基本单元，并且可以同时执行一个进程。换句话说，在进程的整个生命周期中，操作系统通过进程PCB管理和控制并发进程。过程控制块是系统用于过程控制的数据结构。系统根据进程的PCB来检测进程是否存在。因此，进程控制块是进程存在的唯一标志。当系统创建一个进程时，它需要为它创建一个PCB；当进程结束时，系统回收其PCB，进程结束。过程控制块的内容过程控制块主要包括以下四个方面的信息。过程标识信息过程标识用于对过程进行标识，通常有外部标识和内部标识。外部标识符由流程的创建者命名。通常是一串字母和数字。当用户访问进程时使用。外部标识符很容易记住。内部标识符是为了方便系统而设置的。操作系统为每个进程分配一个唯一的整数作为内部标识符。通常是进程的序列号。描述性信息（process scheduling message）描述性信息是与流程调度相关的一些有关流程状态的信息，包括以下几个方面。流程状态：表
实验报告 课程名称：操作系统 实验项目：windows进程管理 姓名： 专业：计算机科学与技术 班级： 学号：
计算机科学与技术学院 计算机系 2019 年 4 月 23 日
实验项目名称： windows进程管理 一、实验目的 1. 学习windows系统提供的线程创建、线程撤销、线程同步等系统调用； 2. 利用C++实现线程创建、线程撤销、线程同步程序； 3. 完成思考、设计与练习。 二、实验用设备仪器及材料 1. Windows 7或10， VS2010及以上版本。 三、实验内容 1 线程创建与撤销 写一个windows控制台程序（需要MFC），创建子线程，显示Hello, This is a Thread. 然后撤销该线程。 相关系统调用： 线程创建： CreateThread() 线程撤销： ExitThread() 线程终止： ExitThread(0) 线程挂起： Sleep() 关闭句柄： CloseHandle() 参考代码： ; } 运行结果如图所示。 完成以下设计题目： 1. 向线程对应的函数传递参数，如字符串“hello world！”，在线程中显示。 2. 如何创建3个线程A, B, C，并建立先后序执行关系A→B→C。
实验内容2 线程同步 完成父线程和子线程的同步。父线程创建子线程后进入阻塞状态，子线程运行完毕后再唤醒。 相关系统调用： 等待对象 WaitForSingleObject(), WaitForMultipleObjects(); 信号量对象 CreateSemaphore(), OpenSemaphore(), ReleaseSemaphore(); HANDLE WINAPI CreateSemaphore( _In_opt_ LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes _In_ LONG lInitialCount, _In_ LONG lMaximumCount, _In_opt_ LPCTSTR lpName ); 第一个参数：安全属性，如果为NULL则是默认安全属性 第二个参数：信号量的初始值，要>=0且<=第三个参数 第三个参数：信号量的最大值 第四个参数：信号量的名称 返回值：指向信号量的句柄，如果创建的信号量和已有的信号量重名，那么返回已经存在的信号量句柄参考代码： n"); rc=ReleaseSemaphore(hHandle1,1,NULL); err=GetLastError(); printf("Release Semaphore err=%d\n",err); if(rc==0) printf("Semaphore Release Fail.\n"); else printf("Semaphore Release Success. rc=%d\n",rc); } 编译运行，结果如图所示。
实验一进程管理 一、目的 进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求编写和调试一个简单的进程调度程序。通过本实验加深理解有关进程控制块、进程队列的概念，并体会和了解进程调度算法的具体实施办法。 二、实验内容及要求 1、设计进程控制块PCB的结构（PCB结构通常包括以下信息：进程名（进程ID）、进程优先数、轮转时间片、进程所占用的CPU时间、进程的状态、当前队列指针等。可根据实验的不同，PCB结构的内容可以作适当的增删）。为了便于处理，程序中的某进程运行时间以时间片为单位计算。各进程的轮转时间数以及进程需运行的时间片数的初始值均由用户给定。 2、系统资源(r1…r w),共有w类，每类数目为r1…r w。随机产生n进程P i(id,s(j,k)，t),0<=i<=n,0<=j<=m,0<=k<=dt为总运行时间，在运行过程中，会随机申请新的资源。 3、每个进程可有三个状态（即就绪状态W、运行状态R、等待或阻塞状态B），并假设初始状态为就绪状态。建立进程就绪队列。 4、编制进程调度算法：时间片轮转调度算法 本程序用该算法对n个进程进行调度，进程每执行一次，CPU时间片数加1，进程还需要的时间片数减1。在调度算法中，采用固定时间片（即：每执行一次进程，该进程的执行时间片数为已执行了1个单位），这时，CPU时间片数加1，进程还需要的时间片数减1，并排列到就绪队列的尾上。 三、实验环境 操作系统环境：Windows系统。 编程语言：C#。 四、实验思路和设计 1、程序流程图
2、主要程序代码 //PCB结构体 struct pcb { public int id; //进程ID public int ra; //所需资源A的数量 public int rb; //所需资源B的数量 public int rc; //所需资源C的数量 public int ntime; //所需的时间片个数 public int rtime; //已经运行的时间片个数 public char state; //进程状态，W（等待）、R（运行）、B（阻塞） //public int next; } ArrayList hready = new ArrayList(); ArrayList hblock = new ArrayList(); Random random = new Random(); //ArrayList p = new ArrayList(); int m, n, r, a,a1, b,b1, c,c1, h = 0, i = 1, time1Inteval;//m为要模拟的进程个数，n为初始化进程个数 //r为可随机产生的进程数（r=m-n） //a，b，c分别为A，B，C三类资源的总量 //i为进城计数，i=1…n //h为运行的时间片次数，time1Inteval为时间片大小（毫秒） //对进程进行初始化，建立就绪数组、阻塞数组。 public void input()//对进程进行初始化，建立就绪队列、阻塞队列 { m = int.Parse(textBox4.Text); n = int.Parse(textBox5.Text); a = int.Parse(textBox6.Text); b = int.Parse(textBox7.Text); c = int.Parse(textBox8.Text); a1 = a; b1 = b; c1 = c; r = m - n; time1Inteval = int.Parse(textBox9.Text); timer1.Interval = time1Inteval; for (i = 1; i <= n; i++) { pcb jincheng = new pcb(); jincheng.id = i; jincheng.ra = (random.Next(a) + 1); jincheng.rb = (random.Next(b) + 1); jincheng.rc = (random.Next(c) + 1); jincheng.ntime = (random.Next(1, 5)); jincheng.rtime = 0;
第二章操作系统进程(练习题答案)
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2
第二章进程管理 1.操作系统主要是对计算机系统全部 (1) 进行管理，以方便用户、提高计算机使 用效率的一种系统软件。它的主要功能有：处理机管理、存储管理、文件管理、 (2) 管 理和设备管理等。Windows和Unix是最常用的两类操作系统。前者是一个具有图形界面的 窗口式的 (3) 系统软件，后者是一个基本上采用 (4) 语言编制而成的 的系统软件。在 (5) 操作系统控制下，计算机能及时处理由过程控制反馈的信息 并作出响应。 供选答案： (1): A. 应用软件 B. 系统软硬件 C. 资源 D. 设备 (2): A. 数据 B. 作业 C. 中断 D. I/O (3): A. 分时 B. 多任务 C. 多用户 D. 实时 (4): A. PASCAL B. 宏 C. 汇编 D. C (5): A. 网络 B. 分时 C. 批处理 D. 实时 答案：CBBDD 2.操作系统是对计算机资源进行的 (1) 系统软件，是 (2) 的接口。 在处理机管理中，进程是一个重要的概念，它由程序块、 (3) 和数据块三部 分组成，它有3种基本状态，不可能发生的状态转换是 (4) 。 虚拟存储器的作用是允许程序直接访问比内存更大的地址空间，它通常使用 (5) 作为它的一个主要组成部分。 供选答案： (1): A. 输入和输出 B. 键盘操作 C. 管理和控制 D. 汇编和执行 (2): A. 软件和硬件 B. 主机和外设 C. 高级语言和机器语言 D. 用户和计算机 (3): A. 进程控制块 B. 作业控制块 C. 文件控制块 D. 设备控制块 (4): A. 运行态转换为就绪态 B. 就绪态转换为运行态 C. 运行态转换为等待态 D. 等待态转换为运行态 (5): A. 软盘 B. 硬盘 C. CDROM D. 寄存器 答案：CDADB 3.在计算机系统中，允许多个程序同时进入内存并运行，这种方法称为 D。 A. Spodling技术 B. 虚拟存储技术 C. 缓冲技术 D. 多道程序设计技术 4.分时系统追求的目标是 C。 A. 高吞吐率 B. 充分利用内存 C. 快速响应 D. 减少系统开销 5.引入多道程序的目的是 D。
实验二进程管理 （一）实验目的或实验原理 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．分析进程竞争资源现象，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。 （二）实验内容 1．进程的创建。 2．进程的控制。 3．①编写一段程序，使其现实进程的软中断通信。 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 Processl2 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 (SIGNAL, 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，实现进程的管理通信。 使用系统调用pipe()建立一条管道线；两个子进程P1和P2分别向管道中写一句话： 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P1发来的消息，然后再接收子进程P2发来的消息。 实验2 指导 [实验内容] 1．进程的创建 〈任务〉 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。 〈程序〉 #include<> main() { int p1,p2; if(p1=fork()) /*子进程创建成功*/ p utchar('b'); else { if(p2=fork()) /*子进程创建成功*/
进程的控制 1 ．实验目的 通过进程的创建、撤消和运行加深对进程概念和进程并发执行的理解，明确进程与程序之间的区别。 【答：进程概念和程序概念最大的不同之处在于： (1)进程是动态的，而程序是静态的。 (2)进程有一定的生命期，而程序是指令的集合，本身无“运动”的含义。没有建立进程的程序不能作为1个独立单位得到操作系统的认可。 (3)1个程序可以对应多个进程，但1个进程只能对应1个程序。进程和程序的关系犹如演出和剧本的关系。 (4)进程和程序的组成不同。从静态角度看，进程由程序、数据和进程控制块（PCB）三部分组成。而程序是一组有序的指令集合。】2 ．实验内容 (1) 了解系统调用fork()、execvp()和wait()的功能和实现过程。 (2) 编写一段程序，使用系统调用fork()来创建两个子进程，并由父进程重复显示字符串“parent:”和自己的标识数，而子进程则重复显示字符串“child:”和自己的标识数。 (3) 编写一段程序，使用系统调用fork()来创建一个子进程。子进程通过系统调用execvp()更换自己的执行代码，新的代码显示“new
program.”。而父进程则调用wait()等待子进程结束，并在子进程结束后显示子进程的标识符，然后正常结束。 3 ．实验步骤 （1）gedit创建进程1.c （2）使用gcc 1.c -o 1编译并./1运行程序1.c #include
第二章进程管理 1.操作系统主要是对计算机系统全部 (1) 进行管理，以方便用户、提高计算机使 用效率的一种系统软件。它的主要功能有：处理机管理、存储管理、文件管理、 (2) 管 理和设备管理等。Windows和Unix是最常用的两类操作系统。前者是一个具有图形界面的 窗口式的 (3) 系统软件，后者是一个基本上采用 (4) 语言编制而成的 的系统软件。在 (5) 操作系统控制下，计算机能及时处理由过程控制反馈的信息 并作出响应。 供选答案： (1): A. 应用软件 B. 系统软硬件 C. 资源 D. 设备 (2): A. 数据 B. 作业 C. 中断 D. I/O (3): A. 分时 B. 多任务 C. 多用户 D. 实时 (4): A. PASCAL B. 宏 C. 汇编 D. C (5): A. 网络 B. 分时 C. 批处理 D. 实时 答案：CBBDD 2.操作系统是对计算机资源进行的 (1) 系统软件，是 (2) 的接口。 在处理机管理中，进程是一个重要的概念，它由程序块、 (3) 和数据块三部 分组成，它有3种基本状态，不可能发生的状态转换是 (4) 。 虚拟存储器的作用是允许程序直接访问比内存更大的地址空间，它通常使用 (5) 作为它的一个主要组成部分。 供选答案： (1): A. 输入和输出 B. 键盘操作 C. 管理和控制 D. 汇编和执行 (2): A. 软件和硬件 B. 主机和外设 C. 高级语言和机器语言 D. 用户和计算机 (3): A. 进程控制块 B. 作业控制块 C. 文件控制块 D. 设备控制块 (4): A. 运行态转换为就绪态 B. 就绪态转换为运行态 C. 运行态转换为等待态 D. 等待态转换为运行态 (5): A. 软盘 B. 硬盘 C. CDROM D. 寄存器 答案：CDADB 3.在计算机系统中，允许多个程序同时进入内存并运行，这种方法称为 D。 A. Spodling技术 B. 虚拟存储技术 C. 缓冲技术 D. 多道程序设计技术 4.分时系统追求的目标是 C。 A. 高吞吐率 B. 充分利用内存 C. 快速响应 D. 减少系统开销 5.引入多道程序的目的是 D。
操作系统进程管理实验 实验题目： （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。 （3）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，父进程调用系统调用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 process 1 is killed by parent! Child process 2 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! 在上面的程序中增加语句signal(SIGINT, 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；两个进程P1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P1发来的消息，然后再接收子进程P2发来的消息。 实验源程序及报告： （1）、进程的创建 #include
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，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。 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
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(); 操作系统创建一个新的进程（子进程），并且在进程表中相应为它建立一个新的表项。新进程和原有进程的可执行程序是同一个程序；上下文和数据，绝大部分就是原进程（父进程）的拷贝，但它们是两个相互独立的进程！因此，这三个进程哪个先执行，哪个后执行，完全取决于操作系统的调度，没有固定的顺序。 （2）进程的控制 修改已经编写的程序，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。 将父进程的输出改为father process completed 2/11
操作系统实验实验二进程管理 学号 1215108019 姓名克帆 学院信息学院 班级 12电子2
实验目的 1、理解进程的概念，明确进程和程序的区别。 2、理解并发执行的实质。 3、掌握进程的创建、睡眠、撤销等进程控制方法。 实验容与要求 基本要求：用C语言编写程序，模拟实现创建新的进程；查看运行进程；换出某个进程；杀死进程等功能。 实验报告容 1、进程、进程控制块等的基本原理。 进程是现代操作系统中的一个最基本也是最重要的概念，掌握这个概念对于理解操作系统实质，分析、设计操作系统都有其非常重要的意义。为了强调进程的并发性和动态性，可以给进程作如下定义：进程是可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。 进程又就绪、执行、阻塞三种基本状态，三者的变迁图如下： 由于多个程序并发执行，各程序需要轮流使用CPU，当某程序不在CPU上运行时，必须保留其被中断的程序的现场，包括：断点地址、程序状态字、通用寄存器的容、堆栈容、程序当前状态、程序的大小、运行时间等信息，以便程序再次获得CPU时，能够正确执行。为了保存这些容，需要建立—个专用数据结构，我们称这个数据结构为进程控制块PCB （Process Control Block）。 进程控制块是进程存在的惟一标志，它跟踪程序执行的情况，表明了进程在当前时刻的状态以及与其它进程和资源的关系。当创建一个进程时，实际上就是为其建立一个进程控制块。 在通常的操作系统中，PCB应包含如下一些信息： ①进程标识信息。为了标识系统中的各个进程，每个进程必须有惟一的标识名或标 识数。 ②位置信息。指出进程的程序和数据部分在存或外存中的物理位置。 ③状态信息。指出进程当前所处的状态，作为进程调度、分配CPU的依据。 ④进程的优先级。一般根据进程的轻重缓急其它信息。 这里给出的只是一般操作系统中PCB所应具有的容，不同操作系统的PCB结构是不同的，我们将在2.8节介绍Linux系统的PCB结构。
习题集 - 2 - 进程管理 1. 在优先级调度中，__________类进程可能被“饿死”，即长时间得不到调度。 A．短进程 B．长进程 C．低优先级进程 D．大内存进程 解： C。优先级调度算法（PRI）的基本思想是：内核为每个进程赋予一个优先级，进程按照优先级的大小顺序在就绪队列中排队，内核将CPU分配给就绪队列头部的第一个进程——优先级最大的进程。因此，进程的优先级越低，在就绪队列中的排队位置就越靠近队列尾，获得运行之前的等待时间就越长。低优先级的进程必须等待所有高优先级进程运行结束后才会被调度运行。如果不断有高优先级的进程加入就绪队列，那么低优先级进程就会一直等待下去。这就是所谓的“饿死”现象。 2. 在下面的系统调用中，__________不会导致进程阻塞。 A．读/写文件 B．获得进程PID C．申请内存 D．发送消息 解： B。当正在执行的进程需要使用某种资源或等待某个事件时，如果资源已被其他进程占用或事件尚未出现，该进程不能获得所需的资源而无法继续运行，于是，进程将被阻塞。进程在阻塞状态中等待资源被释放，或等待事件的发生。所以，进程在执行系统调用时，如果需要使用某种资源，就可能导致进程阻塞。“读/写文件”需要使用设备和文件缓冲区；“申请内存”需要分配内存资源；“发送消息”需要使用消息缓冲区。 3. 下面关于临界区的叙述中，正确的是__________ A．临界区可以允许规定数目的多个进程同时执行 B．临界区只包含一个程序段 C．临界区是必须互斥地执行的程序段 D．临界区的执行不能被中断 解： C。临界段（临界区）的概念包括两个部分：①临界资源：必须互斥访问的资源。例如，需要独占使用的硬件资源，多个进程共享的变量、结构、队列、栈、文件等软件资源。②临界区：访问临界资源的、必须互斥地执行的程序段。即，当一个进程在某个临界段中执行时，其他进程不能进入相同临界资源的任何临界段。
实验五进程管理命令 一、实验目的 （1）了解如何监视系统运行状态 （2）掌握查看、删除进程的正确方法 （3）掌握命令在后台运行的用法 （4）掌握进程手工、调度启动的方法 二、常用命令 who 查看当前在线用户 top 监视系统状态 ps 查看进程 kill 向进程发信号 bg 把进程变成后台运行 & 把进程变成后台运行 fg 把后台进程变成前台运行 jobs 显示处于后台的进程。 at 在指定的时刻执行指定的命令或命令序列 batch 在系统负载较低、资源较空闲时执行命令或命令序列以上命令的具体用法请参阅教材、课件和man手册 三、实验内容 1、用top命令察看当前系统的状态，并识别各进程的有关栏目。 2、用ps命令察看系统当前的进程，并把系统当前的进程保存到文件 process中。
3、用ps命令察看系统当前有没有init进程。 4、输入“cat <回车>” 按
进程管理实验报告 1 ．实验目的 通过进程的创建、撤消和运行加深对进程概念和进程并发执行的理解，明确进程与程序之间的区别。 【答：进程概念和程序概念最大的不同之处在于： (1)进程是动态的，而程序是静态的。 (2)进程有一定的生命期，而程序是指令的集合，本身无“运动”的含义。没有建立进程的程序不能作为1个独立单位得到操作系统的认可。 (3)1个程序可以对应多个进程，但1个进程只能对应1个程序。进程和程序的关系犹如演出和剧本的关系。 (4)进程和程序的组成不同。从静态角度看，进程由程序、数据和进程控制块（PCB）三部分组成。而程序是一组有序的指令集合。】2 ．实验内容 (1) 了解系统调用fork()、execvp()和wait()的功能和实现过程。 (2) 编写一段程序，使用系统调用fork()来创建两个子进程，并由父进程重复显示字符串“parent:”和自己的标识数，而子进程则重复显示字符串“child:”和自己的标识数。 (3) 编写一段程序，使用系统调用fork()来创建一个子进程。子进程通过系统调用execvp()更换自己的执行代码，新的代码显示“new program.”。而父进程则调用wait()等待子进程结束，并在子进程结束后显示子进程的标识符，然后正常结束。
（3）运行并查看结果 child’s pid=2894 child’s pid=2994 parent’s pid=2849 child’s pid=2897 child’s pid=2897 parent’s pid=2849 child’s pid=2894 child’s pid=2994 parent’s pid=2849 （4）gedit创建进程2.c 使用gcc 2.c -o 2编译并./2运行程序2.c#include
实验一、进程调度实验报告
广东技术师范学院实验报告 学院：计算机科学学 院 专业： 计算机科学与 技术（师范） 班级：成绩： 姓名：学号：组别：组员： 实验地点：实验日期：指导教师签名： 实验名称：实验一、进程调度实验 一、实验目的 用高级语言编写和调试一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解 二、实验类别 综合性实验。综合高级语言编程、进程调度模型、进程调度算法及数据结构等多方面的知识 三、实验内容和步骤 1．编写并调试一个模拟的进程调度程序，采用“最高优先数优先”调度算法对五个进程进行调度。 “最高优先数优先”调度算法的基本思想是把CPU分配给就绪队列中优先数最高的进程。 静态优先数是在创建进程时确定的，并在整个进程运行期间不再改变。 动态优先数是指进程的优先数在创建进程时可以给定一个初始值，并且可以按一定原则修改优先数。例如：在进程获得一次CPU后就将其优先数减少1。或者，进程等待的时间超过某一时限时增加其优先数的值，等等 该题根据老师给的代码用Visual C++运行，结果以及分析如下： 预习情况操作情况考勤情况数据处理情况
结果分析：根据上述输入的三个进程的信息可以得到：优先级最高的是进程cc 最先调度进程cc的状态为运行态，需要执行的时间为10当前就绪队列状态为：进程aa先级比较高，处于就绪队列前面，而进程bb先级是三者中最低的，所以处于就绪队列的最后。而此时这两个进程的状态都为就绪态。
结果分析：当进程cc了一个时间片之后而它已占用CPU时间已达到所需要的运行时间，则将它的优先级减1之后，再将三个进程按优先级的大小排列，从中选择优先级大的进程进入运行状态，则该次进入运行态的是进程aa 按照这种方式一直运行下去： 直到:
实验三操作系统进程管理 一、实验目的 1) 掌握系统进程的概念，加深对Linux / UNIX进程管理的理解。 2) 学会使用ps命令和选项。 3) 列出当前shell中的进程。 4) 列出运行在系统中的所有进程。 5) 根据命令名搜索特定的进程。 6) 使用kill命令终止进程。 7) 根据用户名查找和终止进程。 二、实验内容和相应的答案截图，三、实验结果分析 步骤1：创建一个普通用户（参见实验二），以普通用户身份登录进入GNOME。 步骤2：打开一个“终端”窗口（参见实验二）。 步骤3：回顾系统进程概念，完成以下填空： 1) Linux系统中，几乎每一个启动的进程，都会由内核分配一个唯一的__PID__进程标识符，用于跟踪从进程启动到进程结束。 2) 当启动新进程的时候，内核也给它们分配系统资源，如__内存_和__CPU_。 3) 永远不向父进程返回输出的进程叫做__僵进程__。 4) 由父进程派生出来的进程叫做____子___进程。 5) ___父_进程是一个派生另一个进程的进程。 6) 运行用于提供服务的Linux系统进程是_______________。 7) 如果父进程在子进程之前结束，它创建了一个______________进程。 步骤4：回顾ps命令和信息。基本的ps命令显示当前shell中的进程信息，用户只能够查看当前终端窗口中初始化的进程。输入ps命令，将结果填入表3-3中。 表3-3 实验记录 下面，在当前终端窗口中，练习使用给出的每个选项的ps命令。
输入ps -f 命令，显示运行在系统中的某个进程的完全信息，填入表3-4中。 表3-4 实验记录 步骤5：列出系统中运行的所有进程。 输入ps -ef 命令，显示运行在系统中的各个进程的完全信息。执行该命令，并与ps –f 命令的输出结果对照，一致吗？有何不同？ 答：不一致，后者显示了所有进程的完全可用信息，多了很多。 分析当前终端窗口中的输出结果，记录下来用于写实验报告。 a. 显示了多少个进程？答：59 b. 进程ID的PID是什么？ c. 启动进程的命令(CMD) 是什么？答：sched d. 请观察，什么命令的PID号是1？答：init[5] e. 执行ps –ef >aaa命令，将ps命令的输出送到文本文件aaa。再次运行cat aaa | wc命令，计算进程的数目。其中，cat是显示文本文件命令。“|”是管道命令，就是将前一个命令的输出作为后一个命令的输入。wc 命令用来计算文本的行数，第一个数字显示的是行的数目，可以用来计算进程的数目。计算出进程数目并做记录。 执行man ps命令，可以打开Linux用户命令手册。了解ps命令的用法。输入wq命令可退出用户手册的阅读。man命令可以执行吗？结果如何？ 答：Man ps时出现
作业题： 1.有一个充分大的池子，两个人分别向池中扔球，甲扔红球，乙扔蓝球，一次扔一个，开始时池中有红、蓝球各一个，要求池中球满足条件： 红球数 1≤———≤ 2 蓝球数 用P、V操作描述两个进程。 Semaphore red =1; Semaphore blue =0; Void p1 ( ) { While(true) { Semwait (red ); 扔入一个红球； Semsignal(blue); } } Void p2( ) { While(true) { Semwait(blue); 扔入一个蓝球； Semsignal(red); Semsignal(red); } } Void main() {parbegin(p1(),p2());} 2.有三个进程，进程get从输入设备上不断读数据，并存入buffer1;进程copy不断将buffer1的内容复制到缓冲区buffer2，进程put则不断将buffer2的内容在打印机上输出。三个进程并发执行，协调工作。写出该三个进程并发执行的同步模型。 Semaphore empty1=empty2=1; Semaphore full1 =full2= 0; Void get( ) { While(true) {
Semwait(empty1); 将数据存入buffer1； Semsignal(full1); } } Void copy( ) { While(true) { Semwait(full1); 从buffer1里面读数据； Semsignal(empty1); Semwait(empty2); 把数据存入buffer2； Semsignal(full2); } } Void put( ) { While(true) { Semwait(full2); 从buffer2读数据；Semsignal(empty2); } } Void main( ) { Parbegin(get(),copy(),put()); }