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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。
操作系统第⼆章进程的描述与控制题⽬1-1. 下⾯对进程的描述中，错误的是。
A.进程是动态的概念B. 进程执⾏需要处理机C.进程是有⽣命周期的D. 进程是指令的集合【答案】D动态的，有⽣命周期的。
【解析】【解析】程序是指令的集合。
⽽进程是程序的⼀次执⾏，是动态的，有⽣命周期的。
1-2. 分配到必要的资源并获得处理机时的进程状态是 ()A. 就绪状态B. 执⾏状态C. 阻塞状态D. 撤消状态【答案】B【解析】分配到必要地资源获得处理机时的进程状态是执⾏状态。
1-3.程序的顺序执⾏通常在①的⼯作环境中，具有以下特征②。
程序的并发执⾏在③的⼯作环境中，具有如下特征④。
A. 单道程序B.多道程序C. 程序的可再现性D. 资源共享【答案】①A ②C ③B ④D。
【解析】程序的顺序执⾏通常在单道程序的⼯作环境中，具有程序结果的可再现性特征；程序的并发执⾏在多道程序的⼯作环境中，具有共享资源的特征。
1-4. 下列进程状态变化中，变化是不可能发⽣的A. 运⾏——就绪B.运⾏—— 等待C. 等待——运⾏D. 等待——就绪【答案】C【解析】当调度程序为某就绪状态的进程分配了处理机时，该进程便由就绪状态变为执⾏状态；正在执⾏的进程因等待发⽣某事件⽽⽆法执⾏时，该进程由执⾏状态变为等待状态；当处于等待状态的进程所等待的事件发⽣时，该进程由等待状态变为就绪状态；正在执⾏的进程如因时间⽚⽤完⽽暂停执⾏，该进程由执⾏状态变为就绪状态。
等待——运⾏不可能发⽣，就绪—— 等待不可能发⽣。
运⾏不可能发⽣，就绪唯⼀的双向箭头是运⾏运⾏——就绪，就绪——运⾏唯⼀的双向箭头是1-5. 当时，进程从执⾏状态转变为就绪状态。
A. 进程被调度程序选中B. 时间⽚到C. 等待某⼀事件D.等待的事件发⽣【答案】B。
【解析】正在执⾏的进程，如因时间⽚⽤完⽽暂停执⾏，则该进程由执⾏状态转变为就绪状态。
就绪——运⾏ C. 等待某⼀事件运⾏—— 阻塞 D.等待的事件发⽣等待——就绪A. 进程被调度程序选中，进程被调度程序选中，就绪1-6. 如果系统中有n个进程，则就绪队列中进程的个数最多为。
操作系统-进程管理操作系统-进程管理1.简介进程管理是操作系统中的核心功能之一，负责管理计算机系统中的各个进程。
进程是指正在执行的程序实例，它包含了程序的代码、数据和执行状态等信息。
进程管理涉及创建、调度、同步、通信、终止等一系列操作，旨在协调和控制多个进程的执行。
2.进程的创建与终止2.1 进程创建进程的创建是指由操作系统创建新的进程。
主要步骤包括：①分配空间：为新进程分配内存空间。
②初始化：将新进程的状态设置为就绪态，并初始化进程控制块（PCB）。
③指定执行代码：将新进程指向要执行的代码。
④设置执行环境：为新进程设置执行所需的环境变量和资源参数。
2.2 进程终止进程终止是指进程执行完毕或被强制终止。
主要步骤包括：①保存状态：将进程的状态保存到进程控制块中。
②释放资源：释放进程所占用的系统资源。
③给予父进程处理机：将CPU控制权交还给父进程。
3.进程调度进程调度是指选择就绪态进程中的一个进程分配CPU资源。
调度算法的选择和实现会直接影响操作系统的性能和效率。
常见的调度算法有：3.1 先来先服务（FCFS）：按照进程到达的先后顺序进行调度。
3.2 短作业优先（SJF）：根据进程的执行时间进行调度，执行时间短的进程优先。
3.3 时间片轮转（RR）：每个进程被分配一个时间片，在时间片用完后，切换到下一个进程。
3.4 优先级调度：根据进程的优先级进行调度，优先级高的进程先执行。
4.进程同步与通信4.1 进程同步为了保证多个进程之间的操作按照一定的顺序进行，需要进行进程同步。
常见的同步机制有：①互斥锁：只允许一个进程访问共享资源。
②信号量：用于进程之间的互斥与同步。
③条件变量：用于线程之间的等待与通知。
4.2 进程通信进程通信是指进程之间相互传递信息的过程。
常见的通信机制有：①管道：一种半双工的通信方式，可以在具有亲缘关系的进程之间进行通信。
②消息队列：进程可以通过读写消息队列来进行通信。
③共享内存：多个进程可以访问同一块共享内存区域，将其用作通信媒介。
进程控制的基本原理和方法进程控制是操作系统中的一个重要概念，它涉及到操作系统如何管理和控制正在运行的进程。
进程控制的基本原理和方法是操作系统中的核心内容之一。
我们来了解一下进程的基本概念。
在操作系统中，进程是指正在执行的程序的实例。
每个进程都有自己的地址空间、寄存器和堆栈等资源，它们可以独立地运行和管理自己的资源。
进程可以被创建、调度、暂停、恢复和终止等。
进程控制的基本原理之一是进程的创建和终止。
进程的创建是通过调用操作系统提供的系统调用来实现的。
当一个进程需要创建新的进程时，它会调用系统调用创建一个新的进程，并为其分配资源。
进程的终止是指进程执行完成或者被强制终止的过程。
当一个进程执行完成时，它会释放占用的资源，并通知操作系统将其从进程表中删除。
进程控制的另一个重要原理是进程的调度和切换。
调度是指操作系统根据一定的策略从就绪队列中选择一个进程分配给CPU执行的过程。
调度的目的是实现CPU的高效利用和公平分配。
调度算法有多种，如先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、时间片轮转等。
进程切换是指操作系统在进程调度时，将一个进程的执行状态保存起来，并将CPU的控制权转移到另一个进程的过程。
进程切换需要保存和恢复寄存器、堆栈等进程的上下文信息。
进程控制的方法之一是进程同步和互斥。
在多进程环境下，进程之间需要共享资源或者相互合作完成任务。
为了保证数据的一致性和正确性，操作系统提供了各种同步机制，如信号量、互斥锁、条件变量等。
进程同步的目的是协调各个进程之间的执行顺序，避免竞争条件的发生。
进程互斥则是为了保护共享资源，防止多个进程同时访问和修改资源，从而导致数据的不一致。
进程控制还涉及进程通信和进程间的协作。
进程通信是指不同进程之间交换数据或者信息的过程。
进程通信可以通过共享内存、管道、消息队列、套接字等方式实现。
进程间的协作是指多个进程之间相互合作，共同完成某个任务的过程。
操作系统提供了各种机制来实现进程间的协作，如进程间信号的发送和接收、事件的等待和通知等。
操作系统工作原理操作系统是计算机系统的核心软件，负责协调和管理计算机硬件、软件和用户之间的交互。
操作系统的工作原理主要包括以下几个方面：1.进程管理：操作系统通过进程管理来实现对计算机中运行的各个程序的控制和调度。
操作系统为每个程序创建一个进程，并分配资源给进程。
它通过调度算法来决定进程的执行顺序，保证资源的合理利用和进程的公平竞争。
2.内存管理：操作系统负责管理计算机的内存资源。
它通过内存管理单元（MMU）将物理地址转换为逻辑地址，并进行地址映射和页表管理。
操作系统还负责内存的分配和回收，保证进程之间的内存隔离和互不干扰。
3.文件系统：操作系统提供文件系统来管理计算机中的文件和文件夹。
文件系统通过文件描述符和目录结构来组织文件，并提供文件的创建、读取、写入、删除等操作。
它还负责文件的保护和安全性管理，实现对文件的共享和访问控制。
4.设备驱动程序：操作系统通过设备驱动程序来管理计算机中的硬件设备。
设备驱动程序负责与硬件之间的交互，并提供统一的接口供应用程序进行访问。
操作系统通过设备驱动程序对硬件进行控制和管理，保证硬件的正常运行。
5.用户界面：操作系统提供用户界面供用户与计算机进行交互。
用户界面可以分为命令行界面和图形用户界面两种形式，用户可以通过输入命令或者操作图形界面来进行与计算机的交互。
操作系统负责解析用户的输入，并将指令传递给相应的模块进行处理。
6.系统调用：操作系统通过系统调用来提供一系列的服务供应用程序调用。
系统调用是操作系统与应用程序之间的纽带，它提供了一组接口，供应用程序进行文件操作、进程控制、内存管理等操作。
应用程序通过系统调用请求操作系统提供的服务，从而完成各种功能。
7.中断处理：操作系统通过中断处理来响应外部硬件的请求。
中断是一种特殊的事件，例如硬件故障、时钟中断等，当发生这些事件时，操作系统会立即响应并进行相应的处理。
中断处理程序会保存当前进程的状态，切换到中断服务例程进行处理，然后恢复中断之前的状态。
操作系统的进程管理随着计算机技术的不断发展，操作系统作为计算机系统的核心部件，已经发挥了越来越重要的作用。
在操作系统中，进程管理是其中的一个重要的部分，它对计算机系统的性能和稳定运行起着至关重要的作用。
进程是指正在运行的程序。
在计算机中，进程可以分为操作系统进程和用户进程。
操作系统会为每个进程分配运行所需的资源，并实现对进程的调度、控制和同步等管理功能。
下面我们来详细了解一下操作系统的进程管理。
一、进程的概念与属性进程是指正在运行的程序在操作系统中的抽象，是计算机上的基本执行单位。
每个进程都有独立的内存空间和运行环境，包括CPU时间、内存空间、文件和设备等资源。
进程之间相互独立，不能相互干扰和共享内存。
进程有以下几种属性：1.进程标识：每个进程都有一个唯一的进程标识符PID，用于唯一标识该进程。
2.进程状态：进程可以有三种状态：就绪状态、阻塞状态和运行状态。
其中，就绪状态是指进程已经准备好运行，只需等待CPU调度即可；阻塞状态是指进程正在等待某个事件的完成，例如等待IO操作完成；运行状态是指进程正在执行。
3.进程控制块：每个进程都有一个进程控制块PCB，它是操作系统管理进程的重要数据结构，用于存储进程的运行状态、进程标识、程序计数器、寄存器等信息。
二、进程的状态转换进程可以经历三种状态的转换：就绪状态、阻塞状态和运行状态。
进程状态转换图如下：当一个进程在运行时，如果需要等待某个事件的发生，例如等待IO操作完成，它就会进入阻塞状态。
当阻塞事件完成后，它就会进入就绪状态，等待操作系统调度。
当操作系统调度到该进程并执行时，该进程就会进入运行状态。
三、进程的创建与终止进程的创建是指通过操作系统创建一个新进程的过程。
一般来说，进程的创建需要经过以下几个步骤：1.数据结构初始化：操作系统需要为新进程分配一个唯一的PID，并创建一个对应的进程控制块PCB。
2.程序加载：操作系统需要将新进程的代码和数据从磁盘加载到内存中。
操作系统课程设计实验报告
实验名称：进程控制
姓名/学号：xx 20091758
一、实验目的
设计并实现Unix的“time”命令。
“mytime”命令通过命令行参数接受要运行的程序，创建一个独立的进程来运行该程序，并记录程序运行的时间。
二、实验内容
一、在Windows下实现:
∙使用CreateProcess()来创建进程
∙使用WaitForSingleObject()在“mytime”命令和新创建的进程之间同步
∙调用GetSystemTime()来获取时间
在Linux下实现:
∙使用fork()/execv()来创建进程运行程序
∙使用wait()等待新创建的进程结束
∙调用gettimeofday()来获取时间
mytime的用法：
$ mytime.exe program1
三、实验环境
操作系统：Windows7旗舰版
处理器：Intel Core2 Duo p7450 2.13GHz
内存：2.00GB 32位操作系统
LINUX版本信息：Linux ubuntu 2.6.32-21-generic #32-Ubuntu
SMP Fri Apr 16 08:10:02 UTC 2010 i686 GNU/Linux
四、程序设计与实现
一.windows下的实验
1、创建进程之前先用系统函数getsystemtime获取当前时间。
SYSTEMTIME systime;
GetSystemTime(&systime);
2、调用createprocess函数创建进程：
BOOL bRet = CreateProcess(
NULL, //不在此指定可执行文件的文件名
argv[1], //命令行参数
NULL, //默认进程安全性
NULL, //默认线程安全性
FALSE, //当前进程内的句柄不可以被子进程继承
CREATE_NEW_CONSOLE, //为新进程创建一个新的控制台窗口
NULL, //使用本进程的环境变量
NULL, //使用本进程的驱动器和目录
&si, //父进程传给子进程的一些信息
&pi); //保存新进程信息的结构
由于要使用命令行来创建进程，，所以我的createprocess函数第一个参数设置为NULL，通过第二个参数在命令行里实现创建进程。
3、使用等待函数来等待所创建进程的死亡。
WaitForSingleObject(pi.hProcess,INFINITE);
4、再次取得系统当前时间，与上次取得时间作差，得到进程运行时间。
具体做法是：将两次时间对应位作差，然后换算成相应秒数。
t=(systime.wHour-h)*3600+(systime.wMinute-m)*60+systime.wSecond-s+(systime.w Milliseconds-ms)/1000;
二．Linux下的实验
1、创建进程之前先得到系统时间
struct timeval start;
struct timeval end;
gettimeofday(&start,NULL);
2、用fork函数创建进程，这时函数会返回两个值，需要通过返回值来判断是子进程还
是父进程。
pc = fork();
if ( pc < 0 ) /* 如果出错*/
{
exit(1);
}
else if ( pc == 0) /* 如果是子进程*/
{……}
else /* 如果是父进程*/
{……}
3、如果是子进程运行，则在子进程中调用execv函数在命令行中来运行一个程序。
execv(argv[1],&argv[1]);
4、如果是父进程在运行，则先等待子进程结束，然后获取时间。
pr = wait(NULL);/* 等待子进程结束*/
gettimeofday(&end,NULL);
5、计算程序运行时间。
time =__sec;
printf("programm running %ld 秒\n",time);
五、实验结果和分析
一、windows下实验结果
程序运行时
程序运行结束：
实验结果分析：程序正确运行，显示出程序开始和结束时间，并计算出程序运行时间。
Linux系统下实验：
一、调用扫雷程序
二、关闭扫雷程序，计算运行时间：
实验结果分析：程序正确运行，调用一个游戏程序，并计算程序运行时间。
五、讨论、心得
在windows、linux系统下分别调用相应的API函数进行进程创建、进程同步并获取时间，正确地利用可执行程序实现通过命令行来创建进程，加深了对一些API函数的理解和对操作系统编程的认识。
