实验一 进程与线程

实验一 进程与线程
实验一 进程与线程

实验:进程与线程

一、实验目的

通过函数调用掌握进程之间的通信。

体会线程的存在,了解线程与进程的关系。

二、实验环境

PC+Win7操作系统

三、实验方法和实验步骤

1.准备工作

打开VC++6.0环境。

2.在程序编辑区内输入程序,实现两个数互换。

3. 在VC环境下建立一个控制台应用程序P1。系统启动一个进程(因为支持线程,OS会在进程中主动创建一个主线程)来运行该程序。输出该进程的ID号、以及该进程下面主线程的ID号。多运行几次,观察结果。

四、实验结果

补充:在VC环境下建立一个控制台应用程序P1。系统启动一个进程(因为支持线程,OS会在进程中主动创建一个主线程)来运行该程序。

在进程中,我们自己再创建一个子线程(子线程1),该子线程做的事情很简单,就是让它不停地输出如下信息:

子线程1正在运行第1次,其进程的ID号=~, 子线程1的ID号=~

子线程1正在运行第2次,其进程的ID号=~, 子线程1的ID号=~

。。。。。。

。。。。。。

子线程1正在运行第20次,其进程的ID号=~, 子线程1的ID号=~

只要启动了一个子线程,实际上系统中是主线程和子线程1在并发执行。

主线程的功能是输出这样形式的内容:

主线程正在运行第1次,其进程的ID号=~,主线程的ID号=~

主线程正在运行第2次,其进程ID号=~, 主线程的ID号=~

。。。。。。

。。。。。。

主线程正在运行第20次,其进程ID号=~, 主线程的ID号=~

多运行几次,观察主线程和子线程并发调动的次序。每次调度都一样吗?为什么?进程ID、主线程ID和子线程ID每次都一样吗?

体会操作系统中并发的异步性。

程序代码如下:

#include

#include

DWORD WINAPI Thread1(LPVOID lpparameter){

int i;

for(i=1;i<=20;i++){

printf("子线程1在运行中,它正在运行第%d times,所属进程的ID号=%ld, 本线程的ID号=%ld\n",i,GetCurrentProcessId(),GetCurrentThreadId());}

return 0;}

int main(){

int j;

printf("一个进程在运行中\n");

printf("主线程在运行中\n");

HANDLE hThread1=CreateThread(NULL,0,Thread1,NULL,0,NULL);

for(j=1;j<=20;j++){

printf("主线程正在运行第%d次;进程的ID号=%ld,线程ID号=%ld\n", j,GetCurrentProcessId(),GetCurrentThreadId());

Sleep(500); }

return 0; }

多次运行的结果显示,每次调度是不一样的,因为操作系统中程序并发运行时的异步性原则,进程ID、主线程ID和子线程ID每次也都是不一样的。

在上面实验的基础上,再创建一个子线程2,子线程2也如线程1一样输出,只是线程1改为线程2而已。

即,此时在计算机系统中形成主线程、线程1、线程2一起并发的阵势。多运行几次,观察线程的调度情况,看看每次调度执行的结果一样不一样?

体会计算机系统中线程并发的异步性。

代码如下所示:

#include

#include

DWORD WINAPI Thread1(LPVOID lpparameter){

int i;

for(i=1;i<=10;i++){

printf("子线程1在运行中,它正在运行第%d times,所属进程的ID 号=%ld,本线程的ID号=%ld\n",i,GetCurrentProcessId(),GetCurrentThreadId());

}

return 0;

}

DWORD WINAPI Thread2(LPVOID lpparameter){

int i;

for(i=1;i<=10;i++){

printf("子线程2在运行中,它正在运行第%d times,所属进程的ID 号=%ld,本线程的ID号=%ld\n",i,GetCurrentProcessId(),GetCurrentThreadId());

}

return 0;

}

int main(){

int j;

printf("一个进程在运行中\n");

printf("主线程在运行中\n");

HANDLE hThread1=CreateThread(NULL,0,Thread1,NULL,0,NULL);

HANDLE hThread2=CreateThread(NULL,0,Thread2,NULL,0,NULL);

for(j=1;j<=10;j++){

printf("主线程正在运行第%d次;进程的ID号=%ld,线程ID号=%ld\n", j,GetCurrentProcessId(),GetCurrentThreadId());

Sleep(500);

}

return 0;

}

多次运行的结果显示,每次调度执行是不一样的,因为计算机系统中线程运行时并发的异步性原则。

一个主线程一个子线程时,程序运行一次时,进程ID相同,主线程ID和子线程ID不相同,但是主线程无论允许多少次,主线程的ID都是一样的,子线程也是一样。多运行几次程序时,每次的进程ID不相同。一个主线程两

个子线程时,程序运行一次时,进程ID相同,主线程ID和子线程ID不相同,但是主线程无论允许多少次,主线程的ID都是一样的,两个子线程ID却不是一样的。多运行几次程序时,每次的进程ID不相同。

进程与线程的区别 进程的通信方式 线程的通信方式

进程与线程的区别进程的通信方式线 程的通信方式 进程与线程的区别进程的通信方式线程的通信方式2011-03-15 01:04 进程与线程的区别: 通俗的解释 一个系统运行着很多进程,可以比喻为一条马路上有很多马车 不同的进程可以理解为不同的马车 而同一辆马车可以有很多匹马来拉--这些马就是线程 假设道路的宽度恰好可以通过一辆马车 道路可以认为是临界资源 那么马车成为分配资源的最小单位(进程) 而同一个马车被很多匹马驱动(线程)--即最小的运行单位 每辆马车马匹数=1 所以马匹数=1的时候进程和线程没有严格界限,只存在一个概念上的区分度 马匹数1的时候才可以严格区分进程和线程 专业的解释: 简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.

线程的划分尺度小于进程,使得多线程程序的并发性高。另外,进程在执 行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存,从而极大地提高了程序 的运行效率。 线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行 的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行,必须依存在 应用程序中,由应用程序提供多个线程执行控制。 从逻辑角度来看,多线程的意义在于一个应用程序中,有多个执行部分可 以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用,来实现进程 的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。 进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位. 线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的 能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中 必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的 其他的线程共享进程所拥有的全部资源. 一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以 并发执行 进程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。进程有 独立的地址空间,一个进程崩溃后,在保护模式下不会对其它进程产生影响, 而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量,但线 程之间没有单独的地址空间,一个线程死掉就等于整个进程死掉,所以多进程 的程序要比多线程的程序健壮,但在进程切换时,耗费资源较大,效率要差一些。但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作,只能用线程,不能用进程。如果有兴趣深入的话,我建议你们看看《现代操作系统》或者 《操作系统的设计与实现》。对就个问题说得比较清楚。 +++ 进程概念

Linux进程间通信(2)实验报告

实验六:Linux进程间通信(2)(4课时) 实验目的: 理解进程通信原理;掌握进程中信号量、共享内存、消息队列相关的函数的使用。实验原理: Linux下进程通信相关函数除上次实验所用的几个还有: 信号量 信号量又称为信号灯,它是用来协调不同进程间的数据对象的,而最主要的应用是前一节的共享内存方式的进程间通信。要调用的第一个函数是semget,用以获得一个信号量ID。 int semget(key_t key, int nsems, int flag); key是IPC结构的关键字,flag将来决定是创建新的信号量集合,还是引用一个现有的信号量集合。nsems是该集合中的信号量数。如果是创建新集合(一般在服务器中),则必须指定nsems;如果是引用一个现有的信号量集合(一般在客户机中)则将nsems指定为0。 semctl函数用来对信号量进行操作。 int semctl(int semid, int semnum, int cmd, union semun arg); 不同的操作是通过cmd参数来实现的,在头文件sem.h中定义了7种不同的操作,实际编程时可以参照使用。 semop函数自动执行信号量集合上的操作数组。 int semop(int semid, struct sembuf semoparray[], size_t nops); semoparray是一个指针,它指向一个信号量操作数组。nops规定该数组中操作的数量。 ftok原型如下: key_t ftok( char * fname, int id ) fname就是指定的文件名(该文件必须是存在而且可以访问的),id是子序号,虽然为int,但是只有8个比特被使用(0-255)。 当成功执行的时候,一个key_t值将会被返回,否则-1 被返回。 共享内存 共享内存是运行在同一台机器上的进程间通信最快的方式,因为数据不需要在不同的进程间复制。通常由一个进程创建一块共享内存区,其余进程对这块内存区进行读写。首先要用的函数是shmget,它获得一个共享存储标识符。 #include #include #include int shmget(key_t key, int size, int flag); 当共享内存创建后,其余进程可以调用shmat()将其连接到自身的地址空间中。 void *shmat(int shmid, void *addr, int flag); shmid为shmget函数返回的共享存储标识符,addr和flag参数决定了以什么方式来确定连接的地址,函数的返回值即是该进程数据段所连接的实际地

操作系统进程同步实验报告

实验三:进程同步实验 一、实验任务: (1)掌握操作系统的进程同步原理; (2)熟悉linux的进程同步原语; (3 )设计程序,实现经典进程同步问题。 二、实验原理: (1)P、V操作 PV操作由P操作原语和V操作原语组成(原语是不可中断的过程) ,对信号量进行操作,具体定义如下: P( S):①将信- 号量S的值减1,即S=S-1; ②如果S30,则该进程继续执行;否则该进程置为等待状态,排入等待队列。 V( S):①将信号量S的值加1,即S=S+1 ; ②如果S>0,则该进程继续执行;否则释放队列中第一个等待信号量的进程。 (2)信号量 信号量(semaphore )的数据结构为一个值和一个指针,指针指向等待该信号量的下一个进程。信号量的值与相应资源的使用情况有关。当它的值大于0时,表示当前可用资源的数量;当它的值小于0时,其绝对值表示等待使用该资源的进程个数。注意,信号量的 值仅能由PV操作来改变。 一般来说,信号量S30时,S表示可用资源的数量。执行一次P操作意味着请求分配一 个单位资源,因此S的值减1;当S<0时,表示已经没有可用资源,请求者必须等待别的进程释放该类资源,它才能运行下去。而执行一个V操作意味着释放一个单位资源,因此S 的值加1;若S均,表示有某些进程正在等待该资源,因此要唤醒一个等待状态的进程,使之运行下去。 (3)linux的进程同步原语 ①wait();阻塞父进程,子进程执行; ②#in clude #in clude key_t ftok (char*path name, char proj) ;它返回与路径path name 相对应的一个键值。 ③int semget(key_t key, int n sems, int semflg) 参数key是一个键值,由ftok获得,唯一标识一个信号灯集,用法与msgget()中的key 相同;参数nsems指定打开或者新创建的信号灯集中将包含信号灯的数目;semflg参数是一些标志位。参数key和semflg的取值,以及何时打开已有信号灯集或者创建一个新的信号灯集与msgget()中的对应部分相同。该调用返回与健值key相对应的信号灯集描述字。调用返回:成功返回信号灯集描述字,否则返回-1。 ④int semop(i nt semid, struct sembuf *sops, un sig ned n sops); semid是信号灯集ID , sops指向数组的每一个sembuf结构都刻画一个在特定信号灯上的操作。nsops为sops指向数组的大小。 ⑤int semctl(int semid , int semnum , int cmd , union semun arg) 该系统调用实现对信号灯的各种控制操作,参数semid指定信号灯集,参数cmd指定 具体的操作类型;参数semnum指定对哪个信号灯操作,只对几个特殊的cmd操作有意义;

实验七:Linux多线程编程(实验分析报告)

实验七:Linux多线程编程(实验报告)

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实验七:Linux多线程编程(4课时) 实验目的:掌握线程的概念;熟悉Linux下线程程序编译的过程;掌握多线程程序编写方法。 实验原理:为什么有了进程的概念后,还要再引入线程呢?使用多线程到底有哪些好处?什么的系统应该选用多线程?我们首先必须回答这些问题。 1 多线程概念 使用多线程的理由之一是和进程相比,它是一种非常"节俭"的多任务操作方式。运行于一个进程中的多个线程,它们彼此之间使用相同的地址空间,共享大部分数据,启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间。 使用多线程的理由之二是线程间方便的通信机制。同一进程下的线程之间共享数据空间,所以一个线程的数据可以直接为其它线程所用,这不仅快捷,而且方便。2多线程编程函数 Linux系统下的多线程遵循POSIX线程接口,称为pthread。编写Linux下的多线程程序,需要使用头文件pthread.h,连接时需要使用库libpthread.a。pthread_t在头文件/usr/include/bits/pthreadtypes.h中定义: typedef unsigned long int pthread_t; 它是一个线程的标识符。 函数pthread_create用来创建一个线程,它的原型为: extern int pthread_create((pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg)); 第一个参数为指向线程标识符的指针,第二个参数用来设置线程属性,第三个参数是线程运行函数的起始地址,最后一个参数是运行函数的参数。 函数pthread_join用来等待一个线程的结束。函数原型为: extern int pthread_join(pthread_t th, void **thread_return); 第一个参数为被等待的线程标识符,第二个参数为一个用户定义的指针,它可以用来存储被等待线程的返回值。 函数pthread_exit的函数原型为: extern void pthread_exit(void *retval); 唯一的参数是函数的返回代码,只要pthread_join中的第二个参数thread_return不是NULL,这个值将被传递给thread_return。 3 修改线程的属性 线程属性结构为pthread_attr_t,它在头文件/usr/include/pthread.h中定义。属性值不能直接设置,须使用相关函数进行操作,初始化的函数为pthread_attr_init,这个函数必须在pthread_create函数之前调用。 设置线程绑定状态的函数为pthread_attr_setscope,它有两个参数,第一个是指向属性结构的指针,第二个是绑定类型,它有两个取值:PTHREAD_SCOPE_SYSTEM(绑定的)和PTHREAD_SCOPE_PROCESS(非绑定的)。 另外一个可能常用的属性是线程的优先级,它存放在结构sched_param中。用函数pthread_attr_getschedparam和函数pthread_attr_setschedparam进行存放,一般说来,我们总是先取优先级,对取得的值修改后再存放回去。 4 线程的数据处理

操作系统第二章进程和线程复习题

第二章练习题 一、单项选择题 1.某进程在运行过程中需要等待从磁盘上读入数据,此时该进程的状态将( C )。 A. 从就绪变为运行; B.从运行变为就绪; C.从运行变为阻塞; D.从阻塞变为就绪2.进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构,一个进程( D )。 A.可以有多个进程控制块; B.可以和其他进程共用一个进程控制块; C.可以没有进程控制块; D.只能有惟一的进程控制块。 3.临界区是指并发进程中访问共享变量的(D)段。 A、管理信息 B、信息存储 C、数据 D、 程序 4. 当__ B__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 5. 信箱通信是一种( B )通信方式。 A. 直接通信 B. 高级通信

C. 低级通信 D. 信号量 6. 原语是(B)。 A、一条机器指令 B、若干条机器指令组成 C、一条特定指令 D、中途能打断的指令 7. 进程和程序的一个本质区别是(A)。 A.前者为动态的,后者为静态的; B.前者存储在内存,后者存储在外存; C.前者在一个文件中,后者在多个文件中; D.前者分时使用CPU,后者独占CPU。 8. 任何两个并发进程之间存在着(D)的关系。 A.各自完全独立B.拥有共享变量 C.必须互斥D.可能相互制约 9. 进程从运行态变为等待态可能由于(B )。 A.执行了V操作 B.执行了P 操作 C.时间片用完 D.有高优先级进程就绪 10. 用PV操作管理互斥使用的资源时,信号量的初值应定义为(B)。 A.任意整数 B.1 C.0 D.-1

操作系统实验报告--实验一--进程管理

实验一进程管理 一、目的 进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求编写和调试一个简单的进程调度程序。通过本实验加深理解有关进程控制块、进程队列的概念,并体会和了解进程调度算法的具体实施办法。 二、实验内容及要求 1、设计进程控制块PCB的结构(PCB结构通常包括以下信息:进程名(进程ID)、进程优先数、轮转时间片、进程所占用的CPU时间、进程的状态、当前队列指针等。可根据实验的不同,PCB结构的内容可以作适当的增删)。为了便于处理,程序中的某进程运行时间以时间片为单位计算。各进程的轮转时间数以及进程需运行的时间片数的初始值均由用户给定。 2、系统资源(r1…r w),共有w类,每类数目为r1…r w。随机产生n进程P i(id,s(j,k),t),0<=i<=n,0<=j<=m,0<=k<=dt为总运行时间,在运行过程中,会随机申请新的资源。 3、每个进程可有三个状态(即就绪状态W、运行状态R、等待或阻塞状态B),并假设初始状态为就绪状态。建立进程就绪队列。 4、编制进程调度算法:时间片轮转调度算法 本程序用该算法对n个进程进行调度,进程每执行一次,CPU时间片数加1,进程还需要的时间片数减1。在调度算法中,采用固定时间片(即:每执行一次进程,该进程的执行时间片数为已执行了1个单位),这时,CPU时间片数加1,进程还需要的时间片数减1,并排列到就绪队列的尾上。 三、实验环境 操作系统环境:Windows系统。 编程语言:C#。 四、实验思路和设计 1、程序流程图

2、主要程序代码 //PCB结构体 struct pcb { public int id; //进程ID public int ra; //所需资源A的数量 public int rb; //所需资源B的数量 public int rc; //所需资源C的数量 public int ntime; //所需的时间片个数 public int rtime; //已经运行的时间片个数 public char state; //进程状态,W(等待)、R(运行)、B(阻塞) //public int next; } ArrayList hready = new ArrayList(); ArrayList hblock = new ArrayList(); Random random = new Random(); //ArrayList p = new ArrayList(); int m, n, r, a,a1, b,b1, c,c1, h = 0, i = 1, time1Inteval;//m为要模拟的进程个数,n为初始化进程个数 //r为可随机产生的进程数(r=m-n) //a,b,c分别为A,B,C三类资源的总量 //i为进城计数,i=1…n //h为运行的时间片次数,time1Inteval为时间片大小(毫秒) //对进程进行初始化,建立就绪数组、阻塞数组。 public void input()//对进程进行初始化,建立就绪队列、阻塞队列 { m = int.Parse(textBox4.Text); n = int.Parse(textBox5.Text); a = int.Parse(textBox6.Text); b = int.Parse(textBox7.Text); c = int.Parse(textBox8.Text); a1 = a; b1 = b; c1 = c; r = m - n; time1Inteval = int.Parse(textBox9.Text); timer1.Interval = time1Inteval; for (i = 1; i <= n; i++) { pcb jincheng = new pcb(); jincheng.id = i; jincheng.ra = (random.Next(a) + 1); jincheng.rb = (random.Next(b) + 1); jincheng.rc = (random.Next(c) + 1); jincheng.ntime = (random.Next(1, 5)); jincheng.rtime = 0;

实验一 进程与线程

实验:进程与线程 一、实验目的 通过函数调用掌握进程之间的通信。 体会线程的存在,了解线程与进程的关系。 二、实验环境 PC+Win7操作系统 三、实验方法和实验步骤 1.准备工作 打开VC++6.0环境。 2.在程序编辑区内输入程序,实现两个数互换。 3. 在VC环境下建立一个控制台应用程序P1。系统启动一个进程(因为支持线程,OS会在进程中主动创建一个主线程)来运行该程序。输出该进程的ID号、以及该进程下面主线程的ID号。多运行几次,观察结果。 四、实验结果

补充:在VC环境下建立一个控制台应用程序P1。系统启动一个进程(因为支持线程,OS会在进程中主动创建一个主线程)来运行该程序。 在进程中,我们自己再创建一个子线程(子线程1),该子线程做的事情很简单,就是让它不停地输出如下信息: 子线程1正在运行第1次,其进程的ID号=~, 子线程1的ID号=~ 子线程1正在运行第2次,其进程的ID号=~, 子线程1的ID号=~ 。。。。。。 。。。。。。 子线程1正在运行第20次,其进程的ID号=~, 子线程1的ID号=~ 只要启动了一个子线程,实际上系统中是主线程和子线程1在并发执行。 主线程的功能是输出这样形式的内容: 主线程正在运行第1次,其进程的ID号=~,主线程的ID号=~ 主线程正在运行第2次,其进程ID号=~, 主线程的ID号=~ 。。。。。。 。。。。。。 主线程正在运行第20次,其进程ID号=~, 主线程的ID号=~ 多运行几次,观察主线程和子线程并发调动的次序。每次调度都一样吗?为什么?进程ID、主线程ID和子线程ID每次都一样吗? 体会操作系统中并发的异步性。 程序代码如下: #include #include DWORD WINAPI Thread1(LPVOID lpparameter){ int i; for(i=1;i<=20;i++){ printf("子线程1在运行中,它正在运行第%d times,所属进程的ID号=%ld, 本线程的ID号=%ld\n",i,GetCurrentProcessId(),GetCurrentThreadId());} return 0;} int main(){ int j; printf("一个进程在运行中\n"); printf("主线程在运行中\n"); HANDLE hThread1=CreateThread(NULL,0,Thread1,NULL,0,NULL); for(j=1;j<=20;j++){ printf("主线程正在运行第%d次;进程的ID号=%ld,线程ID号=%ld\n", j,GetCurrentProcessId(),GetCurrentThreadId()); Sleep(500); } return 0; } 多次运行的结果显示,每次调度是不一样的,因为操作系统中程序并发运行时的异步性原则,进程ID、主线程ID和子线程ID每次也都是不一样的。

查看程序的进程和线程实验报告

查看程序的进程和线程实验报告 篇一:程序实验2:11-多线程编程---实验报告 程序实验二:11-多线程编程实验 专业班级实验日期 5.21 姓名学号实验一(p284:11-thread.c) 1、软件功能描述 创建3个线程,让3个线程重用同一个执行函数,每个线程都有5次循环,可以看成5个小任务,每次循环之间会有随即等待时间(1-10s)意义在于模拟每个任务到达的时间是随机的没有任何的特定规律。 2、程序流程设计 3.部分程序代码注释(关键函数或代码) #include #include #include #define T_NUMBER 3 #define P_NUMBER 5 #define TIME 10.0

void *thrd_func(void *arg ) { (本文来自:https://www.360docs.net/doc/085802955.html, 小草范文网:查看程序的进程和线程实验报告) int thrd_num=(int)arg; int delay_time =0; int count =0; printf("Thread %d is staraing\n",thrd_num); for(count=0;count { delay_time =(int)(rand()*TIME/(RAND_MAX))+1; sleep(delay_time); printf("\tTH%d:job%d delay =%d\n",thrd_num,count,delay_time); } printf("%d finished\n",thrd_num); pthread_exit(NULL); } int main()

操作系统实验报告(进程的创建)(DOC)

实验题目进程的创建小组合作否姓名班级学号 一、实验目的 1、了解进程的创建。 2、了解进程间的调用以及实现。 3、分析进程竞争资源的现象,学习解决互斥的方法。 4、加深对进程概念的理解,认识并发执行的本质。 二.实验环境 Windows 系统的计算机一台,安装了Linux虚拟机 三、实验内容与步骤 1、fork()系统调用的使用例子 程序代码: #include #include #include int glob=3; int main(void) { pid_t pid;int loc=3; printf("before fork();glod=%d,loc=%d.\n",glob,loc); if((pid=fork())<0) { printf("fork() error. \n"); exit(0); } else if(pid==0) { glob++; loc--; printf("child process changes glob and loc: \n"); } else

wait(0); printf("parent process doesn't change the glob and loc:\n"); printf("glob=%d,loc=%d\n",glob,loc); exit(0); } 运行结果: 2、理解vofork()调用: 程序代码: #include #include #include int glob=3; int main(void) { pid_t pid; int loc=3; if((pid=vfork())<0) { printf("vfork() error\n"); exit(0); } else if(pid==0) { glob++; loc--; printf("child process changes the glob and loc\n"); exit(0); } else printf ("parent process doesn't change the glob and loc\n"); printf("glob=%d,val=%d\n",glob,loc);

实验一 和实验二

实验一熟悉Windows2000/XP中的进程和线程 一、实验目的 1、熟悉Windows2000/XP中任务管理器的使用。 2、通过任务管理器识别操作系统中的进程和线程的相关信息。 3、掌握利用spy++.exe来察看Windows中各个任务的更详细信息。 二、实验理论基础 1、实验理论基础: (1)操作系统中的进程和线程的概念; (2)进程PCB的各项指标含意; (3)操作系统中的进程和线程的概念; (4)进程的各种控制; 三、实验内容与步骤 1、启动操作系统自带的任务管理器: 方法:直接按组合键Ctrl+Alt+Del,或者是在点击任务条上的“开始”“运行”,并输入“taskmgr.exe”。如下图所示:

2、调整任务管理器的“查看”中的相关设置,显示关于进程的以下各项信息, 并完成下表(填满即可): 表一:统计进程的各项主要信息

3、从桌面启动办公软件“Word”,在任务管理器中找到该软件的登记,并将其结 束掉。再从任务管理器中分别找到下列程序:winlogon.exe、lsass.exe、csrss.exe、smss.exe,试着结束它们,观察到的反应是无法中止进程,原因是该程序为关键系统进程,任务管理器无法结束进程。 4、在任务管理器中找到进程“explorer.exe”,将之结束掉,并将桌面上你打开 的所有窗口最小化,看看你的计算机系统起来什么样的变化桌面所有的快捷图标消失,任务栏消失、得到的结论是这个进程用于显示桌面上的图标和开始菜单(说出explorer.exe进程的作用)。 5、运行“spy++.exe”应用软件,点击按钮“”,切换到进程显示栏上,查看进程“explorer.exe”的各项信息,并填写下表: 表二:统计线程的各项信息 进程:explorer.exe 中的各个线程

进程间通信实验报告

进程间通信实验报告 班级:10网工三班学生姓名:谢昊天学号:1215134046 实验目的和要求: Linux系统的进程通信机构 (IPC) 允许在任意进程间大批量地交换数据。本实验的目的是了解和熟悉Linux支持的消息通讯机制及信息量机制。 实验内容与分析设计: (1)消息的创建,发送和接收。 ①使用系统调用msgget (), msgsnd (), msgrev (), 及msgctl () 编制一长度为1k 的消息的发送和接收程序。 ②观察上面的程序,说明控制消息队列系统调用msgctl () 在此起什么作用? (2)共享存储区的创建、附接和段接。 使用系统调用shmget(),shmat(),sgmdt(),shmctl(),编制一个与上述功能相同的程序。(3)比较上述(1),(2)两种消息通信机制中数据传输的时间。 实验步骤与调试过程: 1.消息的创建,发送和接收: (1)先后通过fork( )两个子进程,SERVER和CLIENT进行通信。 (2)在SERVER端建立一个Key为75的消息队列,等待其他进程发来的消息。当遇到类型为1的消息,则作为结束信号,取消该队列,并退出SERVER 。SERVER每接收到一个消息后显示一句“(server)received”。 (3)CLIENT端使用Key为75的消息队列,先后发送类型从10到1的消息,然后退出。最后的一个消息,既是 SERVER端需要的结束信号。CLIENT每发送一条消息后显示一句“(client)sent”。 (4)父进程在 SERVER和 CLIENT均退出后结束。 2.共享存储区的创建,附接和断接: (1)先后通过fork( )两个子进程,SERVER和CLIENT进行通信。 (2)SERVER端建立一个KEY为75的共享区,并将第一个字节置为-1。作为数据空的标志.等待其他进程发来的消息.当该字节的值发生变化时,表示收到了该消息,进行处理.然后再次把它的值设为-1.如果遇到的值为0,则视为结束信号,取消该队列,并退出SERVER.SERVER 每接收到一次数据后显示”(server)received”. (3)CLIENT端建立一个为75的共享区,当共享取得第一个字节为-1时, Server端空闲,可发送请求. CLIENT 随即填入9到0.期间等待Server端再次空闲.进行完这些操作后, CLIENT退出. CLIENT每发送一次数据后显示”(client)sent”. (4)父进程在SERVER和CLIENT均退出后结束。 实验结果: 1.消息的创建,发送和接收: 由 Client 发送两条消息,然后Server接收一条消息。此后Client Server交替发送和接收消息。最后一次接收两条消息。Client 和Server 分别发送和接收了10条消息。message 的传送和控制并不保证完全同步,当一个程序不再激活状态的时候,它完全可能继续睡眠,造成上面现象。在多次send message 后才 receive message.这一点有助于理解消息转送的实现机理。

任务、进程和线程的区别

任务、进程和线程的区别 推荐 摘: 任务(task)是最抽象的,是一个一般性的术语,指由软件完成的一个活动。一个任务既可以是一个进程,也可以是一个线程。简而言之,它指的是一系列共同达到某一目的的操作。例如,读取数据并将数据放入内存中。这个任务可以作为一个进程来实现,也可以作为一个线程(或作为一个中断任务)来实现。 进程(process)常常被定义为程序的执行。可以把一个进程看成是一个独立的程序,在内存中有其完备的数据空间和代码空间。一个进程所拥有的数据和变量只属于它自己。 线程(thread)则是某一进程中一路单独运行的程序。也就是说,线程存在于进程之中。一个进程由一个或多个线程构成,各线程共享相同的代码和全局数据,但各有其自己的堆栈。由于堆栈是每个线程一个,所以局部变量对每一线程来说是私有的。由于所有线程共享同样的代码和全局数据,它们比进程更紧密,比单独的进程间更趋向于相互作用,线程间的相互作用更容易些,因为它们本身就有某些供通信用的共享内存:进程的全局数据。 一个进程和一个线程最显著的区别是:线程有自己的全局数据。线程存在于进程中,因此一个进程的全局变量由所有的线程共享。由于线程共享同样的系统区域,操作系统分配给一个进程的资源对该进程的所有线程都是可用的,正如全局数据可供所有线程使用一样。 简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程。线程的划分尺度小于进程,使得多线程程序的并发性高。另外,进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存,从而极大地提高了程序的运行效率。线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行,必须依存在应用程序中,由应用程序提供多个线程执行控制。从逻辑角度来看,多线程的意义在于一个应用程序中,由多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用,来实现进程的调度和管理以及资源分配,这就是进程和线程的重要区别。 一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行。 进程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。进程有独立的地址空间,一个进程崩溃后,在保护模式下不会对其它进程产生影响,而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量,但线程之间没有单独的地址空间,一个线程死掉就等于整个进程死掉,所以多进程的程序要比多线程的程序健壮,但在进程切换时,耗费资源较大,效率要差一些。但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作,只能用线程,不能用进程。 进程概念

进程的同步实验报告

操作系统 实验报告 哈尔滨工程大学 计算机科学与技术学院

一、实验概述 1. 实验名称 进程的同步 2. 实验目的 ⑴使用EOS的信号量,编程解决生产者 消费者问题,理解进程同步的意义。 ⑵调试跟踪EOS信号量的工作过程,理解进程同步的原理。 ⑶修改EOS的信号量算法,使之支持等待超时唤醒功能(有限等待),加深理解进程同步的原理。 3. 实验类型 验证+设计 4. 实验内容 ⑴准备实验 ⑵使用EOS的信号量解决生产者-消费者问题 ⑶调试EOS信号量的工作过程 ①创建信号量 ②等待释放信号量 ③等待信号量(不阻塞) ④释放信号量(不唤醒) ⑤等待信号量(阻塞) ⑥释放信号量(唤醒) ⑷修改EOS的信号量算法 二、实验环境 WindowsXP + EOS集成实验环境 三、实验过程 1. 设计思路和流程图

图4-1.整体试验流程图

图4-2.Main 函数流程图、生产者消费、消费者流程图 2. 算法实现 3. 需要解决的问题及解答 (1). 思考在ps/semaphore.c 文件内的PsWaitForSemaphore 和PsReleaseSemaphore 函数中,为什么要使用原子操作?

答:在执行等待信号量和释放信号量的时候,是不允许cpu响应外部中断的,如果此时cpu响应了外部中断,会产生不可预料的结果,无法正常完成原子操作。 (2). 绘制ps/semaphore.c文件内PsWaitForSemaphore和PsReleaseSemaphore函数的流程图。 (3).P143生产者在生产了13号产品后本来要继续生产14号产品,可此时生产者为什么必须等待消费者消费了4号产品后,才能生产14号产品呢?生产者和消费者是怎样使用同步对象来实现该同步过程的呢? 答:这是因为临界资源的限制。临界资源就像产品仓库,只有“产品仓库”空闲生产者才能生产东西,有权向里面放东西。所以它必须等到消费者,取走产品,“产品空间”(临界资源)空闲时,才继续生产14号产品。 (4). 根据本实验3.3.2节中设置断点和调试的方法,自己设计一个类似的调试方案来验证消费者线程在消费24号产品时会被阻塞,直到生产者线程生产了24号产品后,消费者线程才被唤醒并继续执行的过程。 答:可以按照下面的步骤进行调试 (1) 删除所有的断点。 (2) 按F5启动调试。OS Lab会首先弹出一个调试异常对话框。 (3) 在调试异常对话框中选择“是”,调试会中断。 (4) 在Consumer函数中等待Full信号量的代码行(第173行)WaitForSingleObject(FullSemaphoreHandle, INFINITE); 添加一个断点。 (5) 在“断点”窗口(按Alt+F9打开)中此断点的名称上点击右键。 (6) 在弹出的快捷菜单中选择“条件”。 (7) 在“断点条件”对话框(按F1获得帮助)的表达式编辑框中,输入表达式“i == 24”。 (8) 点击“断点条件”对话框中的“确定”按钮。 (9) 按F5继续调试。只有当消费者线程尝试消费24号产品时才会在该条件断点处中断。 4. 主要数据结构、实现代码及其说明 修改PsWaitForSemaphore函数 if (Semaphore->Count>0){ Semaphore->Count--; flag=STATUS_SUCCESS; }//如果信号量大于零,说明尚有资源,可以为线程分配 else flag=PspWait(&Semaphore->WaitListHead, Milliseconds); KeEnableInterrupts(IntState); // 原子操作完成,恢复中断。 return flag; }//否则,说明资源数量不够,不能再为线程分配资源,因此要使线程等待 修改PsReleaseSemaphore函数 if (Semaphore->Count + ReleaseCount > Semaphore->MaximumCount) {

进程同步实验报告

实验三进程的同步 一、实验目的 1、了解进程同步和互斥的概念及实现方法; 2、更深一步的了解fork()的系统调用方式。 二、实验内容 1、预习操作系统进程同步的概念及实现方法。 2、编写一段源程序,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:父进程显示字符“a”;子进程分别显示字符“b”和字符“c”。程序的输出是什么?分析原因。 3、阅读模拟火车站售票系统和实现进程的管道通信源代码,查阅有关进程创建、进程互斥、进程同步的系统功能调用或API,简要解释例程中用到的系统功能或API的用法,并编辑、编译、运行程序,记录程序的运行结果,尝试给出合理的解释。 4、(选做)修改问题2的代码,使得父子按顺序显示字符“a”;“b”、“c”编辑、编译、运行。记录程序运行结果。 三、设计思想 1、程序框架 (1)创建两个子进程:(2)售票系统:

(3)管道通信: 先创建子进程,然后对内容加锁,将输出语句存入缓存,并让子进程自己进入睡眠,等待别的进程将其唤醒,最后解锁;第二个子进程也执行这样的过程。父进程等待子进程后读内容并输出。 (4)修改程序(1):在子进程的输出语句前加上sleep()语句,即等待父进程执行完以后再输出。 2、用到的文件系统调用函数 (1)创建两个子进程:fork() (2)售票系统:DWORD WINAPI Fun1Proc(LPVOID lpPartameter); CreateThread(NULL,0,Fun1Proc,NULL,0,NULL); CloseHandle(hThread1); (HANDLE)CreateMutex(NULL,FALSE,NULL); Sleep(4000)(sleep调用进程进入睡眠状态(封锁), 直到被唤醒); WaitForSingleObject(hMutex,INFINITE); ReleaseMutex(hMutex); (3)管道通信:pipe(fd),fd: int fd[2],其中: fd[0] 、fd[1]文件描述符(读、写); lockf( fd,function,byte)(fd: 文件描述符;function: 1: 锁定 0:解锁;byte: 锁定的字节数,0: 从当前位置到文件尾); write(fd,buf,byte)、read(fd,buf,byte) (fd: 文件描述符;buf : 信息传送的源(目标)地址;byte: 传送的字节数); sleep(5); exit(0); read(fd[0],s,50) (4)修改程序(1):fork(); sleep(); 四、调试过程 1、测试数据设计 (1)创建两个子进程:

实验二-Linux进程、线程及编程

实验二Linux进程、线程及编程实验 一、实验目的 1、通过编写一个完整的守护进程,掌握守护进程编写和调试的方法 2、进一步熟悉如何编写多进程程序 二、实验环境 硬件:PC机一台,JXARM9-2410教学实验平台。 软件:Windows98/XP/2000系统,虚拟机环境下的Linux系统。 三、预备知识 1、fork() fork()函数用于从已存在的进程中创建一个新进程。新进程称为子进程,而原进程称为父进程。使用fork()函数得到的子进程是父进程的一个复制品,它从父进程处继承了整个进程的地址空间,包括进程上下文、代码段、进程堆栈、存信息、打开的文件描述符、信号控制设定、进程优先级、进程组号、当前工作目录、根目录、资源限制和控制终端等,而子进程所独有的只有它的进程号、资源使用和计时器等 2、exit()和_exit()的区别 _exit()函数的作用最为简单:直接使进程停止运行,清除其使用的存空间,并销毁其在核中的各种数据结构; exit()函数则在这些基础上作了一些包装,在执行退出之前加了若干道工序。 exit()函数在调用exit系统调用之前要检查文件的打开情况,把文件缓冲区中的容写回文件,就是图中的"清理I/O缓冲"一项。 3、wait()和waitpid() wait()函数是用于使父进程(也就是调用wait()的进程)阻塞,直到一个子进程结束或者该进程接到了一个指定的信号为止。如果该父进程没有子进程或者他的子进程已经结束,则wait()就会立即返回。 四、实验容 在该实验中,读者首先创建一个子进程1(守护进程),然后在该子进程中新建一个子进程2,该子进程2暂停10s,然后自动退出,并由子进程1收集子线程退出的消息。在这里,子进程1和子进程2的消息都在系统日志文件(例如“/var/log/messages”,日志文件的全路径名因版本的不同可能会有所不同)中输出。在向日志文件写入消息之后,守护进程(子进程1)循环暂停,其间隔时间为10s。 五、实验步骤

操作系统进程创建及通信实验报告

武汉工程大学计算机科学与工程学院 《操作系统》实验报告[Ⅰ]

一、实验目的 创建进程,实现进程消息通信和共享内存通信,了解进程的创建、退出和获取进程信。了解什么是映像文件、管道通信及其作用,掌握通过内存映像文件和管道技术实现进程通信。 二、实验内容 本例用三种方法实现进程通信,仅用于示例目的,没有进行功能优化。 1、创建进程A和B后,在进程A中输入一些字符,点“利用 SendMessage发送消息”按钮可将消息发到进程B。 2、在进程A中输入一些字符,点“写数据到内存映像文件”按钮, 然后在进程B中点“从内存映像文件读数据”按钮可收到消息。其中在点“写数据到内存映像文件”时,要求创建映像文件,B进程在印象文件中读取数据。 3、先在进程B中点“创建管道并接收数据”按钮,然后在进程A 中输入一些字符,点“写数据到管道文件”按钮可将消息发到进程B。管道是连接读/写进程使他们进行通信的一个共享文件,目的是更好地实现进程间的通信。 三、实验思想 这次试验最主要的内容和核心思想就是学会创建进程并实现进程间的简单通信、创建映像文件和创建管道文件来通信,后两者是实现进程通信的高级通信机制中的两种。. 创建一个程序A和程序B,其中程序A和B各有一个主窗体,A主窗体上要求可以实现创建进程B(即调用函数B)、结束进程B、关闭进程A、向进程B发送数据、创建映像文件、创建管道文件等功能,进程B要求有从映像文件读取数据、创建管道并接收数据、结束进程B功能。最终让A、B进程相互通信。

四、设计分析: 首先设得设计A、B两个程序的操作界面,然后编写各个功能模块。对于A 程序窗体,在“利用SendMessage发送消息”按钮的消息响应函数中,主要是利用Windows API函数CWnd::FindWindow来找到接收消息的窗体,即进程B,找到进程B后,利用这个函数返回的窗体指针的SendMessage函数来发送消息。在“写数据到内存印象文件”按钮的消息响应函数中,主要是利用函数CreateFileMapping来创建一个印象文件,这个函数返回的是这个印象文件的句柄,然后将这个句柄和要发送的消息字符串传递到函数sprintf中,就可以所要发送的消息写入印象文件,在B程序窗体中有个“从内存印象文件读数据”按钮,在这个按钮的消息响应函数中读取父进程所创建的印象文件中的数据就可以实现通信了。在B程序窗体按钮“写数据到管道文件”的消息响应函数中,不能直接将要发送的消息发送到管道文件,因为管道必须先由子进程通过函数CreateNamedPipe创建,只有待子进程创建好管道后父进程才能根据管道创建管道文件,将消息写入管道文件并及时发送给子进程。而且这个管道只能使用一次,即每次发送完消息后那个管道不能在使用了,必须再由子进程创建一个管道,A 进程才能再次创建管道文件并向其中写入消息。这个程序也不一定要MFC实现,还可以用其他的技术和语言实现,比如说Java、VB等,外表构架可以不一样,但核心技术都是一样的,只是不同的调用形式和调用方法,比如说在VB中,实现进程间的一般通信就是使用动态数据交换DDE,实现起来就比较简单,但是要创建映像文件和管道文件就比较繁琐,可以根据不同的需求采用不同的语言。 五、程序部分源代码: 1.“利用SendMessage发送消息”按钮中的主要代码 //找到接收消息的窗口(窗口名为Receiver) CString str="进程B"; CWnd *pWnd=CWnd::FindWindow(NULL,str); if(pWnd) { COPYDATASTRUCT buf; char * s=new char[m_Msg1.GetLength()]; //m_Msg1为CString类型的变量 s=m_Msg1.GetBuffer(0);

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