西北工业大学 操作系统 实验五.docx
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西北工业大学 操作系统 实验五.docx
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西北工业大学操作系统实验五
西北工业大学
《操作系统》实验报告
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西北工业大学
实验五、进程管理
问题:
FreeBSD分时调度程序使用的是一种基于优先级的调度策略,相对于那些长时间运行的批处理任务而言,这种策略更倾向于交互式程序(interactiveprograms),比如文本编辑器。
交互式程序一般都会表现为短暂的爆发式计算之后就是一段时间的静默状态或是I/O操作。
调度策略最初会为每个进程分配一个高的执行优先级,而且允许该进程执行固定的时间片(timeslice)。
将时间片执行完毕之后,进程的优先级就会降低,不过那些主动放弃CPU的进程(通常是由于它们正在进行I/O操作的缘故)则可以保持它们的优先级。
非激活的进程的优先级将会得到提升。
于是,占用大量CPU时间的任务很快就会降为低优先级,而通常处于静默状态的交互式任务却可以保持在高优先级,这样一来,当它们做好运行准备之后,就会抢占到那些长时间运行的低优先级任务的前面去。
像在文本编辑器中查找一个字符串这样的交互式任务会在短时内达到计算量的限度,优先级会因此而降低,不过当再次回到非激活状态而用户又在琢磨结果的时候,它就会返回到高的优先级。
本次实验主要的内容是:
(1)加深对进程概念的理解,明确进程和程序的区别;
(2)进一步认识并发执行的实质;
(3)了解FreeBSD系统中进程通信的基本原理。
要求:
1、掌握进程的概念,明确进程的含义;
已在实验四中系统的学习过,在此不再赘述。
2、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;
实验结果:
实验程序如下:
运行结果如下:
结果表明多次运行的结果可能不相同,其原因作如下解释:
1)、有的时候可能创建进程不成功。
所以造成顺序上的差异。
2)、与系统的进程管理与资源调度策略有关。
总之,这段程序在建立子进程后会分别输出a,b,c,而abc的顺序是不一定的,也就是子进程被创建后,CPU调度各个进程的先后顺序不是一定的,所以每次运行的时候输出的结果不一定是一样的。
3、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;
程序如下:
运行结果如下:
观察输出结果可知,输出的结果也是有可能不一样的。
即输出是有变化的
结果表明多次运行的结果可能不相同,其原因作如下解释:
1)、有的时候可能创建进程不成功。
所以造成顺序上的差异。
2)、与系统的进程管理与资源调度策略有关。
总之,这段程序在建立子进程后会分别输出a,b,c,而abc的顺序是不一定的,也就是子进程被创建后,CPU调度各个进程的先后顺序不是一定的,所以每次运行的时候输出的结果不一定是一样的。
4、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;
程序如下:
由以上结果可知,各个进程的输出顺序也是不确定的。
分析如下:
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。
附录:
1、
#include
main()
{
intp1,p2;
p1=fork();
if(p1==0)
{/*子进程创建成功*/
sleep
(1);/*延长子进程运行时间*/
putchar('b');
}
else
{
p2=fork();
if(p2==0)/*子进程创建成功*/
{
sleep
(1);/*延长子进程运行时间*/
putchar('c');
}
else
{
sleep
(1);/*延长进程运行时间*/
putchar('a');/*父进程执行*/
}
}
}
2、
#include
#include
main()
{
intp1,p2,i;
p1=fork();
if(p1==0)
{
for(i=0;i<10;i++)
printf("parent%d\n",i);
wait(0);/*保证在子进程终止前,父进程不会终止*/
exit(0);
}
else
{
P2=fork();
if(p2==0)
{
for(i=0;i<10;i++)
printf("son%d\n",i);
wait(0);/*保证在子进程终止前,父进程不会终止*/
exit(0);/*向父进程信号0且该进程推出*/
}
else
{
for(i=0;i<10;i++)
printf(“grandchild%d\n",i);
exit(0);
}
}
}
3、
#include
#include
main()
{
intp1,p2,i;
p1=fork();
if(p1==0)
{
lockf(1,1,0);
for(i=0;i<10;i++)
printf("parent%d\n",i);
lockf(1,0,0);
wait(0);/*保证在子进程终止前,父进程不会终止*/
exit(0);
}
else
{
P2=fork();
if(p2==0)
{
lockf(1,1,0);
for(i=0;i<10;i++)
printf("son%d\n",i);
lockf(1,0,0);
wait(0);/*保证在子进程终止前,父进程不会终止*/
exit(0);
}
else
{
lockf(1,1,0);
for(i=0;i<10;i++)
printf("daughter%d\n",i);
lockf(1,0,0);
exit(0);
}
}
}
lockf(1,1,0)锁定标准输出设备,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。
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