计算机操作系统实验四

实验三进程与线程 问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ： 进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的独立单位，具有动态性、并发性、独立性、异步性和交互性。然而程序是静态的，并且进程与程序的组成不同，进程＝程序＋数据＋PCB，进程的存在是暂时的，程序的存在是永久的；一个程序可以对应多个进程，一个进程可以包含多个程序。当操作系统引入线程的概念后，进程是操作系统独立分配资源的单位，线程成为系统调度的单位，与同一个进程中的其他线程共享程序空间。 本次实验主要的目的是： （1） 理解进程的独立空间； （2） 加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别； （3） 进一步认识并发执行的实质； （4） 了解红帽子（Linux）系统中进程通信的基本原理。 （5） 理解线程的相关概念。 要求： 1、 请查阅资料，掌握进程的概念，同时掌握进程创建和构造的相关知识和线程创建和构造的相关知识，了解C语言程序编写的相关知识； （1） 进程： 进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。进程的概念主要有两点：第一，进程是一个实体。每一个进程都有它自己的地址空间，一般情况下，包括文本区域（text region）、数据区域（data region）和堆栈（stack region）。文本区域存储处理器执行的代码；数据区域存储变量和进程执行期间使用的动态分配的内存；堆栈区域存储着活动过程调用的指令和本地变量。第二，进程是一个“执行中的程序”。程序是一个没有生命的实体，只有处理器赋予程序生命时（操作系统执行之），它才能成为一个活动的实体，我们称其为进程。 （2）进程的创建和构造: 进程简单来说就是在操作系统中运行的程序，它是操作系统资源管理的最小单位。但是进程是一个动态的实体，它是程序的一次执行过程。进程和程序的区别在于：进程是动态的，程序是静态的，进程是运行中的程序，而程序是一些保存在硬盘上的可执行代码。新的进程通过克隆旧的程序（当前进程）而建立。fork() 和clone()（对于线程）系统调用可用来建立新的进程。 （3）线程的创建和构造： 线程也称做轻量级进程。就像进程一样，线程在程序中是独立的、并发的执行路径，每个线程有它自己的堆栈、自己的程序计数器和自己的局部变量。但是，与独立的进程相比，进程中的线程之间的独立程度要小。它们共享内存、文件句柄和其他每个进程应有的状态。 线程的出现也并不是为了取代进程，而是对进程的功能作了扩展。进程可以支持多个线程，它们看似同时执行，但相互之间并不同步。一个进程中的多个线程共享相同的内存地址空间，这就意味着它们可以访问相同的变量和对象，而且它们从同一堆中分配对象。尽管这让线程之间共享信息变得更容易，但你必须小心，确保它们不会妨碍同一进程里的其他线程。 线程与进程相似，是一段完成某个特定功能的代码，是程序中单个顺序的流控制，但与进程不同的是，同类的多个线程是共享同一块内存空间和一组系统资源的，而线程本身的数据通常只有微处理器的寄存器数据，以及一个供程序执行时使用的堆栈。所以系统在产生一个线程，或者在各个线程之间切换时，负担要比进程小得多，正因如此，线程也被称为轻型进程（light-weight process）。一个进程中可以包含多个线程。 2、 理解进程的独立空间的实验内容及步骤 Y N Y N Y （1）编写一个程序，在其 main（）函数中定义一个变量 shared，对其进行循环加/减操作，并输出每次操作后的结果； 源程序如下所示: 运行结果如图所示： （2） 使用系统调用 fork（）创建子进程，观察该变量的变化； 在（1）的基础上修改源码，增加多进程部分代码： 结果： 与（1） 的运行结果不同，多进程情况下，子进程拷贝了父进程的内存区，因此父子进程有各自的内存空间，有各自的变量，互不影响。父子进程从fork语句开始分开执行，且一般情况下，父子进程会争夺系统资源，谁先占用资源，谁先执行 （3） 修改程序把 shared变量定义到 main（）函数之外，重复第（2）步操作，观察该变量的变化。 结果截图： 和（2）的运行结果相同； 说明父子进程有各自的内存空间，有各自的变量，独立运行。在多进程情况下，不管是局部变量还是全局变量，父子进程都会有各自的一份拷贝，从而独立运行。 3、 理解线程的实验步骤 流程图如下所示： （1） 编写一个程序，在其main（）函数中创建一个（或多个）线程，观察该线程是如何与主线程并发运行的。输出每次操作后的结果； 代码截图： 结果截图： 多次运行程序，可以看到会有不同的结果出现； 原因：多个线程是并发执行的，相互独立运行的，多次执行结果可能不相同。 （2） 在 main()函数外定义一个变量shared（全局变量），在main()中创建一个线程，在 main()中和新线程shared进行循环加/减操作，观察该变量的变化； 代码截图： 结果截图： 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ：程序中两个进程都对shared变量产生影响，从而使shared的值在重复0和1。 原因:在多个线程中均可使用，说明多个线程共享了一块存储区，从而验证了这多个线程共享了同一进程块。 （3） 修改程序把shared变量定义到 main（）函数之内，重复第（2）步操作，观察该变量的变化。 直接把全局变量shared改成局部定义，其它的保持不变直接编译出现错误； 代码： 当shared为全局变量时，程序可以正常执行，说明了shared在共享的进程块中，而不是某个线程所独占；然而此时，shared只是改为局部变量，编译时出现错误，不能继续进行操作，需要改动程序，通过传递指针变量消除错误，继续运行。 4. 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'和字符'c'。试观察记录屏幕上的显示结果（多次运行，查看结果是否有变化），并分析原因； 多次执行的话，a/b/c的显示顺序不一定，取决于进程的调度时机： P1和父进程执行先后次序随机 1）执行p1进程时，先输出‘b’；执行到语句 2）执行父进程时，当执行到语句P2 = fork ( )时，如果创建新进程成功，则又出现一个新进程，即子进程(记为p2)，父进程仍然存在。P2 = fork ( )语句执行完之后，p2和父进程执行先后次序随机。此时执行p2时，输出‘c’；父进程会输出‘a’。 5、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出现的现象（多次运行，查看结果是否有变化），并分析原因； 结果： 字符串内部字符的数字不会改变; 分析：由于函数printf()输出的字符串之间不会被中断，因此，字符串内部的字符顺序输出时不变。但是 , 由于进程并发执行时的调度顺序和父子进程的抢占处理机问题，输出字符串的顺序和先后随着执行的不同而发生变化。这与打印单字符的结果相同 6、如果在程序中使用调用lockf()来给每一个子进程加锁，可以实现进程之间的互斥，观察并分析出现的现象； 代码： 结果： 分析：lockf ( 1, 1, 0 )锁定 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 输出设备，lockf ( 1, 0, 0 )解锁标准输出设备，在lockf ( 1, 1, 0 )与lockf ( 1, 0, 0 )中间的for循环输出不会被中断，加锁与不加锁效果不相同。 7、分析 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf （1）对于fork()语句的使用还是不够熟练和清楚； （2）注意shared 的全局性和局部性，而且在作为局部变量时，应注意print_thread_id()函数和pthread_create()函数的使用，因为后者的第四个参数是指针型变量，故在传递shared的值时应注意指针的使用； （3）vi操作；