操作系统实验报告(全)
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操作系统实验报告书
院系名称:电子工程学院电子指导教师:
班级:
学号:
学生姓名:
实验题目一:进程
一、实验目的
通过观察、分析实验现象,深入理解进程及进程在调度执行和内存空间等方面的特点,
掌握在POSIX 规范中fork和kill系统调用的功能和使用。
二、实验内容
(1)补充POSIX 下进程控制的残缺版实验程序
(2)回答下列问题:
1. 你最初认为运行结果会怎么样?
2. 实际的结果什么样?有什么特点?试对产生该现象的原因进行分析。
3. proc_number 这个全局变量在各个子进程里的值相同吗?为什么?
4. kill 命令在程序中使用了几次?每次的作用是什么?执行后的现象是什么?
5. 使用kill 命令可以在进程的外部杀死进程。进程怎样能主动退出?这两种退
出方式哪种更好一些?
三、实验步骤
1.根据题意进入DOC环境中编写程序。
2.编译,链接,运行程序,进行调试。
3.分析实验结果及回答问题。
四、调试情况,回答问题及体会
1、对自己设计进行评价,指出合理和不足之处,提出改进的方案。
2、在设计过程中的感受。
调试情况:
回答上述实验内容中的问题
1.预期结果:
会持续输出0-9号进程,直到输入数字键+回车,则会杀死该进程,接下来的输出将不会有该进程号,当输入q+回车,则退出程序。
2.实际结果:
与预期差不多,因输入进程总数20大于设定的最大进程数,因此按进程数10来处理。随机输出0-9号进程,sleep(SLEEP_INTERV AL),循环输出,直到输入数字键,则会杀死该数字对应的进程,直到输入q退出循环,然后杀死本组所有进程。
分析:每创建一个子进程时,将其pid存储在pid[i]中,i存储在proc_number,然后调用死循环函数do_something(),输出该进程的代号proc_number;
当输入数字键时,主进程会执行kill(pid[ch-'0'],SIGTERM),从而杀死(ch-‘0’)号进程。当输入q时循环退出,kill(0,SIGTERM),杀死本组所有进程。程序退出。
3. proc_number这个全局变量在各个子进程里的值相同,因为子进程相互独立,资源互不影响。
4.kill命令在程序中使用了2次:kill(pid[ch-'0'],SIGTERM); kill(0,SIGTERM);
第一次是杀死该进程号pid[ch-‘0’],执行后接下来的结果中不会有该进程号,用另一个终端打开,使用命令ps aux | grep process,因为子进程先于父进程退出,则被杀死的进程为僵死状态,但我加了行代码wait(&pid[ch-'0']),就会使该子进程真正结束。
第二次是杀死本组所有进程。即主进程以及它创建的所有子进程。执行后程序退出,进程结束。
5.进程在main函数中return,或调用exit()函数都可以正常退出。
而使用kill命令则是异常退出。
当然是正常退出比较好,若在子进程退出前使用kill命令杀死其父进程,则系统会让init进程接管子进程。当用kill命令使得子进程先于父进程退出时,而父进程又没有调用wait函数等待子进程结束,子进程处于僵死状态,并且会一直保持下去,直到系统重启。子进程处于僵死状态时,内核只保存该进程的必要信息以被父进程所需,此时子进程始终占着资源,同时减少了系统可以创建的最大进程数。
体会:通过这次试验,深入理解进程及进程在调度执行和内存空间等方面的特点,
掌握在POSIX 规范中fork和kill系统调用的功能和使用。同时也认识到自己在理论知识上的缺陷,从操作实践中更加了解了进程。
五、源代码(略,详见电子版)
实验题目二:线程管理
一、实验目的
通过观察、分析实验现象,深入理解线程及线程在调度执行和内存空间等方面的特点,并掌握线程与进程的区别。掌握在POSIX 规范中pthread_create() 函数的功能和使用方法。二、实验内容
(1)补充POSIX 下进程控制的残缺版实验程序
(2).回答下列问题:
1. 你最初认为前三列数会相等吗?最后一列斜杠两边的数字是相等,还是大于或者
小于关系?
2. 最后的结果如你所料吗?有什么特点?试对原因进行分析。
3. thread 的CPU 占用率是多少?为什么会这样?
4. thread_worker()内是死循环,它是怎么退出的?你认为这样退出好吗?
三、实验步骤
1.根据题意进入DOC环境中编写程序。
2.编译,链接,运行程序,进行调试。
3.分析实验结果及回答问题。
四、调试情况,回答问题及体会
1、对自己设计进行评价,指出合理和不足之处,提出改进的方案。
2、在设计过程中的感受。
回答上述实验内容中的问题
1.试验运行前我认为前三列数不会相等,因为三个线程运行次数是随机的,结果不可预料,当然counter[i]值不会一定相等。而我认为main_counter与sum值应该是相等的。因为都是三个线程的counter之和。
2.而实验结果是前三列数确实不相等。不过main_counter与sum的值也不相等,main_counter < sum,经分析讨论得出解释:因为三个线程在共同争取运行thread_worker()函数,比如main_counter初值为0,pthread_id[0]执行之后main_counter+1,此时还未来得及将值赋给main_counter,这时的main_counter还是0;pthread_id[1]也执行这个函数,main_counter+1,若此时在1号线程将main_counter+1的值还未赋给main_counter,即这时的main_counter 还是0,pthread_id[2]也来执行这个函数,main_counter+1,此时三个线程才将加完之后的值赋给main_counter,则main_counter=0+1=1,而真正执行次数sum=0+1+1+1=3。
main_counter < sum。
3.thread的CPU占用率在我的机子上执行结果是181,因为三个线程是无限循环的运行,使得cpu占用率很高。
4.thread_worker()函数内是死循环,退出时因为主函数中设置的输入q时循环退出。输入q 时主进程执行退出,return 退出程序,则子线程也强制退出。
这样退出不好。
体会:通过这次试验,深入理解线程及线程在调度执行和内存空间等方面的特点,并掌握线程与进程的区别。掌握在POSIX 规范中pthread_create() 函数的功能和使用方法。将理论和实践结合起来,更加理解了线程。
五、源代码(略,详见电子版)
实验题目三:互斥
一、实验目的
通过观察、分析实验现象,深入理解理解互斥锁的原理及特点;