操作系统实验报告

实验二进程管理

(一) 进程的创建实验

思考题:

1. 系统是怎样创建进程的?

解: linux 系统创建进程都是用 fork() 系统调用创建子进程.

2. 当首次调用新创建进时,其入口在哪里?

解: 由 fork() 系统调用创建的新进程被称为子进程。该函数被调用一次，但返回两次。如果 fork(）进程调用成功，两次返回的区别是子进程的返回值是0，而父进程的返回值则是新子进程的进程 .

实验二进程管理

（二）进程的控制实验

思考题：

1. 可执行文件加载时进行了哪些处理？

解：可执行文件加载时首先是创建一个新进程的fork系统调用，然后用于实现进程自我终止的exit系统调用；改变进程原有代码的exec系统调用；用于将调用进程挂起并等待子进程终止的wait系统调用；获得进程标识符的getpid系统调用等处理过程。

2. 什么是进程同步？wait(0)是如何实现进程同步的？

解：进程同步是指对多个相关进程在执行次序上进行协调，以使并发执行的主进程之间有效地共享资源和相互合作，从而使程序的执行具有可在现行。

首先程序在调用fork()机那里了一个子进程后，马上调用wait()，使父进程在子进程调用之前一直处于睡眠状态，这样就使子进程先运行，子进程运行exec()装入命令后，然后调用wait(0),使子进程和父进程并发执行，实现进程同步。

实验三进程间的通信

（一）信号机制实验

一．参考程序

#include<stdio.h>

#include<signal.h>

#include<unistd.h>

Void waiting(),stop();

Int wait_mark;

Main()

{

Int P1,P2,stdout;

While((P1=fork())==-1); /*创建子进程P1*/

If(P1>0)

{

While((p2=fork())==-1); /*创建子进程P2*/

If(P2>0)

{

Wait_mark=1;

Signal(SIGINT,stop); /*接收到^C信号，转stop*/

Waiting();

Kill(P1,16); /*向P1发软中断信号16*/

Kill(P2,17); /*向P2发软中断信号17*/

Wait(0); /*同步*/

Wait(0);

Printf(“Parent process is killed!\n”);

Exit(0);

}

Else

{

Wait_mark=1;

Signal(17,stop); /*接收到软中断信号17，转stop*/

Waiting();

Lockf(stdout,1,0);

Printf(“Child process 2 is killed by parent!\n);

Lockf(stdout,0,0);

Exit(0);

}

Else

{

Wait_mark=1;

Signal(16,stop); /*接收到软中断信号16，转stop*/

Waiting();

Lockf(stdout,1,0);

Printf(“Child process 1 is killed by parent!\n”);

Lockf(stdout,0,0);

Exit(0);

}

Void waiting()

{

While(wait_mark!=0);

}

Void stop()

{

Wait_mark=0;

}

思考题：

1. 该程序段前面部分用了两个wait(0),他们起什么作用？

解：用了两个wait(0)的作用是同时使两个子进程P1和P2发出软中断信号，而不用等待。

2. 该程序段中每个进程退出时都用了语句exit(0),为什么？

解：用exit（0）的作用是使子进程实现自我终止，正常退出此次操作，返回操作系统。

3. 为何预期的结果并未显示出来？

解：因为只执行成功两个子进程，但是并没有调用两个子进程P1,P2。当signal()让父进程捕捉从键盘上来的信号（按下^C或者break键时），只有捕捉到信号后，父进程用系统调用kill（）向两个子进程发出信号。当子进程捕捉到信号后才能输出信息，之后父进程输出信息。

4. 程序该如何修改才能得到正确结果？

#include<stdio.h>

#include<signal.h>

#include<unistd.h>

Void waiting(),stop(),alarming();

Int wait_mark;

Main()

{

Int P1,P2,stdout;

if (P1=fork()); /*创建子进程P1*/

{

If (p2=fork()); /*创建子进程P2*/

{

Wait_mark=1;

Signal(SIGINT,stop); /*接收到^C信号，转stop*/

Signal(SIGALRM,alarming);/*接收SIGALRM*/

Waiting();

Kill(P1,16); /*向P1发软中断信号16*/

Kill(P2,17); /*向P2发软中断信号17*/

Wait(0); /*同步*/

Wait(0);

Printf(“Parent process is killed!\n”);

Exit(0);

}

Else

{

Wait_mark=1;

Signal(17,stop); /*接收到软中断信号17，转stop*/

Signal(17,stop);

Signal(SIGINT,SIG_IGN);/*忽略^C信号*/

While(wait_mark!=0);

Lockf(stdout,1,0);

Printf(“Child process 2 is killed by parent!\n);

Lockf(stdout,0,0);

Exit(0);

}

Else

{

Wait_mark=1;

Signal(16,stop); /*接收到软中断信号16，转stop*/

Signal(SIGINT,SIG_IGN);

While(wait_mark!=0)

Lockf(stdout,1,0);

Printf(“Child process 1 is killed by parent!\n”);

Lockf(stdout,0,0);

Exit(0);

}

Void waiting()

{

Sleep(5);

if(wait_mark!=0);

kill(getpid(),SIGALRM);

}

Void alarming()

{

Wait_mark=0;

}

Void stop();

{

Wait_mark=0

}

5. 不修改程序如何得到期望的输出？

解：不做任何操作等待五秒钟父进程会在子进程先退出后退出，并打印退出顺序。

（二）进程的管道通信实验

思考题：

1. 程序中的sleep(5)起什么作用？

解：sleep（5）是使管道自我阻塞5秒，这样做的目的是令读进程把管道中的已有数据读完后，暂时进入睡眠状态等待，直至写进程又将数据写入管道后，再将读进程唤醒。

2. 子进程1和子进程2为什么也能对管道进行操作？

解：因为他们的读指针和写指针都指向了管道的索引节点。

实验四存储管理

常用页面置换算法模拟实验

思考题：

1.从分析算法的命中率看，OPT最高，其次是NUR相对较高，而FIFO与LRU相差无几，最低的是LFU？

从上述结果可知，在内页面数较少（4~5）时，五种算法的命中率差别不大，都是30%左右，在内页面为7~18个页面之间，五种算法的访内命中率大致在35%~60%之间变化。但是，FIFO算法与OPT算法直接爱你的差别一般在6~10个百分点左右。在内页面为25~32个页面时，由于用户进程的所有指令基本都已装入内存，是命中率增加。因而OPT算法运行有可能出现错误。