LINUX 操作系统 第3章 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。

实验报告：Linux进程管理1. 引言本实验报告将详细介绍Linux系统中进程管理的相关知识和操作。

进程管理是操作系统中的一个重要组成部分，它负责控制和调度系统中运行的各个进程，确保系统资源的合理分配和进程的正常运行。

在本实验中，我们将通过一系列步骤来了解Linux系统中进程的创建、监控和控制。

2. 实验环境为了完成本实验，我们需要在一台运行Linux操作系统的计算机上进行操作。

本实验报告基于Ubuntu 20.04 LTS操作系统进行撰写，但是适用于大多数Linux 发行版。

3. 实验步骤步骤一：创建新进程在Linux系统中，可以通过fork()系统调用来创建新的进程。

以下是一个简单的示例代码：#include <stdio.h>#include <unistd.h>int main() {pid_t pid = fork();if (pid == 0) {// 子进程逻辑printf("这是子进程\n");} else if (pid > 0) {// 父进程逻辑printf("这是父进程\n");} else {// 进程创建失败printf("进程创建失败\n");}return0;}步骤二：查看进程信息Linux系统提供了多种命令来查看系统中运行的进程信息。

以下是一些常用的命令：•ps：显示当前终端下的进程列表。

•top：实时显示进程的CPU、内存等资源占用情况。

•pstree：以树状结构显示进程的层次关系。

步骤三：杀死进程有时候我们需要终止一个运行中的进程，可以使用kill命令来发送终止信号给目标进程。

以下是一个示例：kill <PID>请将<PID>替换为目标进程的进程ID。

步骤四：进程优先级调整通过调整进程的优先级，可以影响进程在系统中的调度顺序。

在Linux系统中，可以使用nice命令来调整进程的优先级。

操作系统的进程管理机制
操作系统的进程管理机制是指操作系统对进程的创建、调度、同步、通信和终
止等各种操作的管理方式。

进程是程序的执行实例，每个进程都有自己的地址空间、数据和代码段，以及执行时的状态信息。

首先，操作系统的进程管理机制包括进程的创建。

当用户启动程序时，操作系
统会创建一个新的进程来执行这个程序。

进程的创建包括为进程分配资源、初始化进程控制块等步骤。

其次，操作系统的进程管理机制涉及进程的调度。

进程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来执行。

常见的调度算法包括先来先服务、短作业优先、优先级调度、时间片轮转等。

此外，操作系统的进程管理机制还包括进程的同步与互斥。

在多进程环境下，
进程之间需要进行同步和互斥操作，以确保数据的一致性和正确性。

常用的同步机制有信号量、互斥锁、条件变量等。

进程的通信也是操作系统的进程管理机制的重要部分。

进程之间需要进行信息
交换和共享数据，常用的通信方式包括管道、消息队列、共享内存和信号量等。

通过这些通信方式，进程可以实现协作工作和数据传输。

最后，操作系统的进程管理机制也包括进程的终止。

当进程完成任务或发生错
误时，操作系统会终止该进程，并释放其占用的资源。

进程终止时，操作系统会清理进程控制块、关闭文件描述符和释放内存等。

总的来说，操作系统的进程管理机制是确保多个进程能够有序地执行、协作工
作和共享资源的重要手段。

通过合理的进程管理机制，操作系统可以提高系统的性能和可靠性，提升用户体验。

linux的进程管理实验总结Linux的进程管理实验总结1. 引言Linux中的进程管理是操作系统的核心功能之一，在实际的系统运行中起着重要的作用。

进程管理能够有效地分配系统资源、管理进程的运行状态和优先级，以及监控进程的行为。

本文将以Linux的进程管理实验为主题，分步骤介绍实验过程及总结。

2. 实验目的本次实验的目的是理解Linux中进程的概念，掌握进程的创建、运行和终止的基本操作，以及进程的状态转换过程。

3. 实验环境本次实验使用的是Linux操作系统，可以选择使用虚拟机安装Linux或者使用Linux主机进行实验。

4. 实验步骤4.1 进程的创建在Linux中，可以使用系统调用fork()来创建一个新的子进程。

在实验中，可以编写一个简单的C程序来调用fork()系统调用，实现进程的创建。

具体步骤如下：（1）创建一个新的C程序文件，例如"process_create.c"。

（2）在C程序文件中，包含必要的头文件，如<stdio.h>和<unistd.h>。

（3）在C程序文件中，编写main()函数，调用fork()函数进行进程的创建。

（4）编译并运行该C程序文件，观察控制台输出结果。

实验中，可以通过观察控制台输出结果，判断新的子进程是否被成功创建。

4.2 进程的运行在Linux中，通过调用系统调用exec()可以用一个新的程序替换当前进程的执行。

可以使用exec()函数来实现进程的运行。

具体步骤如下：（1）创建一个新的C程序文件，例如"process_run.c"。

（2）在C程序文件中，包含必要的头文件和函数声明，如<stdio.h>和<unistd.h>。

（3）在C程序文件中，编写main()函数，调用execl()函数来执行一个可执行程序。

（4）编译并运行该C程序文件，观察控制台输出结果。

实验中，可以通过观察控制台输出结果，判断新的程序是否被成功执行。

实验内容：进程管理一、实验目的1、掌握Linux中进程的创建方法及执行情况；2、加深对进程、进程树等概念的理解；3、掌握Linux中如何加载子进程自己的程序；4、掌握父进程通过创建子进程完成某项任务的方法；5.、掌握系统调用exit()和_exit()调用的使用。

6、分析进程竞争资源的现象，学习解决进程互斥的方法；进一步认识并发执行的实质二、实验内容（一）进程的创建1、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。

#include<stdio.h>main(){int p,x;p=fork();if(p>0){x=fork();if(x>0)printf("father\n");elseprintf("child2");}elseprintf("child1");}输出结果：child1child2father2、运行以下程序，分析程序执行过程中产生的进程情况。

#include <stdio.h>main(){int p,x;p=fork();if (p>0)fork();else{fork();fork();}sleep(15);}实验步骤：编译连接gcc –o forktree forktree.c后台运行./forktree &使用pstree –h 查看进程树运行结果：├─gnom e-terminal─┬─bash─┬─forktree─┬─forktree─┬─forkt ree───forktree││││└─forktree│││└─forktree││└─pstree 分析：程序运行，系统首先创建一个进程forktree,执行到p=fork()创建一个子进程forktree，子进程获得处理机优先执行，父进程等待；执行else，当执行到第一个fork()函数时，子进程创建了一个进程forktree，称之为孙进程，孙进程获得处理机往下执行，子进程等待；执行到第二个fork()函数时，孙进程又创建一个进程forktree，称之为重孙进程，重孙进程很快执行完，将处理机还给孙进程，孙进程很快执行完，将处理机还给子进程；子进程继续往下执行，执行到第二个fork()函数，又创建一个进程forktree，称之为第二孙进程，并获得处理机执行，此进程很快执行完，将处理机还给子进程，子进程也很快执行完，将处理机还给父进程，父进程P>0执行if语句，运行fork()函数，又创建一个进程forktree，称之为第二子进程，此进程获得处理机执行很快运行完，将处理机还给父进程，父进程运行sleep(15)语句，休眠15秒，用pstree命令查询进程树。

操作系统中进程管理的原理操作系统是计算机系统中最为重要的软件之一，其作用是管理计算机的硬件和软件资源，为用户提供一个良好的使用环境。

进程管理是操作系统中的一个重要功能，其原理涉及到多个方面，包括进程的创建、退出、调度、通信等，具有重要的学习价值和实际应用价值。

本文将从进程的定义、特征和组成等方面入手，介绍操作系统中进程管理的原理。

一、进程的定义、特征和组成进程是指正在运行中的程序的一个实例，它是计算机系统中最基本的执行单元。

进程具有以下几个特征：1. 动态性：进程是动态的实体，可以被创建、终止或挂起。

2. 独立性：每个进程都有自己的虚拟地址空间和资源管理机制，能够独立地执行各自的任务。

3. 并发性：多个进程可以在同一时间内执行，实现系统的并发处理。

4. 同步性：进程之间可以通过共享内存、消息传递等方式进行通信和协作，实现数据的交换和同步。

进程由程序代码、数据、堆栈和系统资源等组成。

程序代码是进程的核心，它被存放在内存中，由CPU执行。

数据是进程运行时使用的变量、数组和结构等，它们保存在进程的堆和栈中。

堆是指程序运行时使用的动态分配内存，栈是指程序调用函数时使用的内存空间。

系统资源包括CPU、内存、输入输出设备等。

二、进程的创建和退出进程的创建包括进程控制块（PCB）的分配和初始化、地址空间的分配和初始化、程序代码的装入、系统资源的分配等步骤。

进程的退出则是相反的过程，包括系统资源的回收、地址空间的释放、PCB的回收等。

操作系统中进程的创建和退出通常通过系统调用实现。

在Linux中，创建进程的系统调用是fork()，退出进程的系统调用是exit()。

在Windows中，创建进程的系统调用是CreateProcess()，退出进程的系统调用是ExitProcess()。

三、进程的调度进程的调度是指进程在CPU上的分配和切换。

操作系统中使用多种调度算法对进程进行调度，如先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、时间片轮转等。

第三章进程管理第三章进程管理引言：在所有采用微内核结构的操作系统中，都涉及到了“进程”的概念。

“进程”犹如操作系统的灵魂伴随操作系统始终，对进程进行控制、调度、完成进程间通信，以及解决进程死锁问题等就构成了进程管理的主要内容。

进程还是操作系统中独立运行的基本单位，只有深刻理解了进程的概念，才能够更好地理解操作系统其他各部分的功能和工作流程。

§3.1 为什么要引入进程的概念§3.1.1 从顺序程序设计谈起（1）什么是顺序程序在计算机上运行的程序是众多指令有序的集合，每一个程序只能完成预先规定的任务和操作。

在早期的计算机系统中，只有单道程序执行的功能，也就是说，每次只允许一道程序独立运行。

在这个程序的运行过程中，将占用整个计算机系统资源，而且系统将按照程序步骤顺序执行，其他程序只能处于等待状态。

因此，从宏观上看，各个程序是以线性状态排列并顺序执行的。

（2）顺序程序的特征a. 顺序性CPU单步顺序地执行程序，无论程序下一步操作是否需要等待上一步操作的结果都必须等待上一步操作结束后才能开始，无法实现并发执行。

b. 封闭性资源独占：只有正在执行的程序本身所规定的动作才能改变当前资源状态。

结果封闭：一旦程序开始运行后，其输出结果就不受外因的干扰。

c. 可再现性程序不受外部条件的影响，只要系统资源充足，在给定相同初始条件的情况下，无论程序执行多少次，总能得到相同的执行结果。

§3.1.2 程序的并发执行和资源共享由于单道程序执行过程中浪费了很多系统资源，因此，人们设法在只有一个处理器的系统中让多个程序同时执行。

这里应注意并发执行和多个程序在多个处理器环境下的并行执行。

（1）程序并发执行的定义多道程序在计算机中交替执行，当一道程序不占用处理器时，另一道程序马上接管CPU处理权，大大提高了处理器的使用率。

尽管在每一时刻或者说某一时刻CPU中仍然只有一道程序在执行，但是由于主存中同时存放了多道程序，在同一时间间隔内，这些程序可以交替的进行，从而提高CPU的使用率。

linux进程管理的实验报告Linux进程管理的实验报告引言：Linux操作系统是一种开源的操作系统，以其稳定性和高度可定制性而受到广泛使用。

在Linux系统中，进程管理是一个重要的组成部分，它负责控制和管理系统中运行的进程。

本实验报告旨在探讨Linux进程管理的相关概念和实践。

一、进程的基本概念进程是指在计算机系统中正在运行的一个程序实例。

每个进程都有自己的内存空间、寄存器和状态。

在Linux系统中，每个进程都有一个唯一的进程标识符（PID），用于标识和管理进程。

二、进程的创建和终止在Linux系统中，进程的创建是通过fork()系统调用来实现的。

fork()系统调用会创建一个新的进程，新进程是原进程的一个副本，包括代码、数据和堆栈等。

新进程和原进程共享相同的代码段，但是拥有独立的数据和堆栈。

进程的终止可以通过exit()系统调用来实现。

当一个进程调用exit()系统调用时，它会释放所有的资源，并通知操作系统该进程已经终止。

此外，父进程可以通过wait()系统调用来等待子进程的终止，并获取子进程的退出状态。

三、进程的调度和优先级在Linux系统中，进程的调度是由调度器负责的。

调度器根据进程的优先级和调度策略来确定下一个要运行的进程。

Linux系统中有多种调度策略，如先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、轮转调度（Round Robin）等。

进程的优先级用一个数字表示，范围从-20到19，其中-20表示最高优先级，19表示最低优先级。

较高优先级的进程会被优先调度，以保证其能够及时响应用户的请求。

四、进程的状态转换在Linux系统中，进程可以处于不同的状态，如运行态、就绪态和阻塞态等。

进程的状态转换是由操作系统根据进程的行为和外部事件来控制的。

当一个进程被创建时，它处于就绪态，等待被调度执行。

当进程获得CPU资源并开始执行时，它进入运行态。

当进程需要等待某个事件发生时，如等待用户输入或等待某个文件读写完成，它会进入阻塞态。

第3章—进程管理内核把进程存放在叫做任务队列（task list）的双向循环链表中，每一项为进程描述符结构(task struct----linux/sched.h)(task struct存在于1所有struct task_struct *next_task, *prev_task连接,支持ps,killLinux将task中所有的空槽位用一个链表tarray_freelist连接了起来3pidhash- struct task_struct *pidhash_next, **pidhash_pprev;0号进程系统内核swaper 1号进程initSlab分配器分配task struct写时拷贝—代码复制只有在需要写入时才进行，最开始父子共享一个拷贝实现fork---do_fork()<kernel/fork.c>为进程分配一个task_struct注意新进程的很多成员要初始化拷贝文件、信号、进程地址空间等信息把进程加入运行队列Fork时创建thread_info，thread_info包含task_struct指针linux/fs/exec.c do_execve(char * filename, char ** argv, char ** envp, struct pt_regs * regs) 打开文件，获取文件的file结构计算exec后的UID/GID，读入文件头读入命令名，环境变量，起动参数二进制文件操作函数内核有个formats的队列，队列上每个元素只识别一种可执行文件，负责进一步处理ELF格式的处理代码：load_elf_binaryVfork—不拷贝叶表项？线程：有自己task struct，进程操作，只是与其它进程共享某些资源（地址空间）Windows设定专门处理内核机制，所以平时用进程就好，开销也不是很大Exit结束进程：对继承来的资源做释放do_exit使用exit_notify函数向父进程发送SIGCHLD信号。

实验3 进程管理一、实验目的1.加深对进程概念的理解，尤其是进程的动态性，并发性；2.了解父进程和子进程之间的关系；3.查看进程管理命令；二、实验内容1.练习进程管理有关命令ps (察看进程状态)ps命令提供了当前运行进程的快照，示例如下：$ psPID TTY TIME CMD3884 pts/1 00:00:00 bash3955 pts/2 00:00:00 more3956 pts/3 00:00:00 sqlplus其中，PID是进程的标识号；TTY是进程所属的终端控制台；TIME列是进程所使用的总的CPU时间；CMD列列出正在执行的命令行。

ps命令还有其它参数，可得到更完整的进程列表，大家可以通过man试验一下。

2.练习在shell环境下编译执行程序(注意：①父子进程关系的程序在/mnt/share目录下,是sanple1.c②利用cp把源程序例子复制到自己的目录下;③或在vi 编辑器中重写名为sample1.c的c语言源程序；④用linux自带的编译器gcc编译程序，例如：gcc –o test test.c⑤编译后生成名为test.out的可执行文件；⑥最后执行分析结果；命令为：./test)注意：linux自带的编译程序gcc的语法是：gcc –o 目标程序名源程序名，例如：gcc –o sample1 sample1.c，然后利用命令：./sample 来执行。

如果仅用“gcc 源程序名”，将会把任何名字的源程序都编译成名为a.out的目标程序，这样新编译的程序会覆盖原来的程序，所以最好给每个源程序都起个新目标程序名。

3.进程的创建仿照例子自己编写一段程序，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“a”，子进程分别显示字符“b”和“c”。

观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。

4.分析程序实验内容要在给出的例子程序基础上，根据要求进行修改，对执行结果进行分析。