操作系统实验报告_实验四

1、实验4:流程管理(2)实验内容：1.编写打印以下信息的程序：进程标识符、父进程标识符、实际用户ID、有效用户ID、实际用户组ID和有效用户组ID。分析实际用户ID和有效用户ID之间的区别。源代码和结果：实际用户ID和有效用户ID之间的区别：实际用户ID:牙齿ID是登录UNIX系统时的ID。有效的用户ID:定义操作员的权限。有效的用户ID是确定流程的档案访问权限的流程属性。2.阅读、编译和运行以下程序，分析流程执行流程的时间消耗(总经过时间和CPU经过时间)，并说明执行结果：代替Grep再写一个计算密集型程序，比较两个小时的支出。主节目主门。/*process using time */#inc

2、lude#include#include#include#includeVoid time_print(char *，clock _ t)；Int main(void)/进程获取相关运行时间Clock_t start，endStruct TMS t_start，t _ endstart=times(t _ start)；系统(“grep the/usr/doc/*/*/dev/null 2/dev/null”)；/*command /dev/null用于忽略command命令的标准输出，并将标准错误输出保留在屏幕上。通常，标准输出和标准错误输出是屏幕，因此错误消息将输出到屏幕。/dev/nul

3、l 2 /dev/null标准输出和标准错误输出都将被删除*/0 1 2标准输入标准输出错误输出/将信息放置在档案null中End=时间(t _ end)；Time _ print (elapsed ，end-start)；puts(“parent times”)；Time _ print ( tusercpu ，t _ end . TMS _ utime)；Time _ print ( tsyscpu ，t _ end . TMS _ stime)；puts(“child times”)；Time _ print ( tusercpu ，t _ end . TMS _ cutime)；Tim

4、e _ print ( tsyscpu ，t _ end . TMS _ cs time)；EXIT(EXIT _ SUCCESS)；Void time _ print (char * str，clock _ t时间)long TPS=sys conf(_ SC _ CLK _ TCK)；/*函数sysconf()的作用是将时钟TCK talk转换为秒数，_SC_CLK_TCK是定义每秒tick数的宏*/printf(“% s :% 6.2f secs n”，str，(float)time/TPS)；节目运行结果：牙齿程序由于计算量小，消耗的时间相对较少，CPU消耗时间全部为0.00secs，

5、这不足为奇。进程的运行时间等于用户CPU时间与系统CPU时间硬盘读取数据时间之和。集中节目而不是Grep:改变为计算密集型后，更容易观察消耗时间的差异。3.阅读、编译并多次运行以下程序，观察执行输出顺序，并说明顺序相同(或不同)的原因。观察进程ID并分析进程ID分配规则。总结Fork()的使用方法。主节目主门。/* fork usage */#include#include#includeintermain(void)Pid _ t childif(child=fork()=-1)perror(“fork”)；退出(EXIT(EXIT _ FAILURE)； else if(child=0)p

6、uts(“in child”)；Printf ( t child PID=% d n ，get PID()；Printf ( t child ppid=% d n ，get ppid()；EXIT(EXIT _ SUCCESS)；elseputs(“in parent”)；Printf ( t parent PID=% d n ，get PID()；Printf ( t parent ppid=% d n ，get ppid()；EXIT(EXIT _ SUCCESS)；节目运行结果：(？)创建进程ID时，通常会随机分配内存，但多次运行或创建子进程时，会按顺序分配内存。此外，如果父进程结束，子

7、进程未结束，则子进程的父进程ID将更改为1。Fork()函数(write函数)的本质是创建新进程的系统调用(write)，调用一个进程时，将出现几乎完全相同的两个进程。其中fork()创建的新进程称为子进程，原始进程称为父进程。子进程是父进程的副本。也就是说，子进程必须从父进程中获取数据段和堆栈副本以分配新内存。对于唯读片段，通常以共享内存方式存取。4.阅读、编译和运行以下程序，等待或按C分别观察和分析执行结果，注释节目主要语句。Flag的作用是什么？通过实验说明。/* usage of kill，signal，wait */#include#include#include#includeIn

8、t flagvoid stop()；/自定义函数，flag=0，signal调用Int main(void)Int pid1、pid2信号(3，停止)；/signal()参数3中指定的信号号为该信号设置处理函数while(PID 1=fork()=-1)；/程序等待子进程事件成功生成If(pid10)/当前进程是父进程while(PID 2=fork()=-1)；If(pid20)/当前进程是父进程，父进程发送两个中断信号Kill子进程flag=1；sleep(5)；Kill(pid1，16)；/将指定为16的信号传递给进程ID为pid1的进程Kill(pid2，17)；/将指定为17的信号传

9、递给进程ID为pid2的进程wait(0)；/暂时停止当前进程的执行，直到收到信号或子进程结束wait(0)；printf( n parent is killed n )；EXIT(EXIT _ SUCCESS)；else/如果当前进程是子进程，则发送子进程kill信号以杀死子进程2flag=1；Signal(17，stop)；printf( n child 2 is killed by parent n )；EXIT(EXIT _ SUCCESS)；else/如果当前进程是子进程，则发送子进程kill信号以杀死子进程1flag=1；Signal(16，stop)；printf( n chil

10、d 1 is killed by parent n )；EXIT(EXIT _ SUCCESS)；Void stop()flag=0；节目运行结果：每个进程(父进程、子进程)都有一个用作状态标志的flag，flag=1表示该进程正在运行，flag=0表示该进程结束。5.编写程序，以便父进程和子进程分别在屏幕上输出某些信息，从而在父进程中创建子进程。有关父进程的信息始终显示在有关子进程的信息之后。节目源代码：节目运行结果：6.编写要求父进程创建子进程的程序。子进程执行shell命令find/-name hda*的功能，并打印子进程结束时父进程结束的信息。正在运行的父进程更改子进程的优先级。节目源

11、代码：节目运行结果：7./* *要求父进程在50*50字符数组中分配值，由父进程更改子进程的优先级，并创建子进程以观察其他优先级进程何时使用CPU。*/8.在Linux系统上，查看struct task_struct的定义以说明每个成员的角色。注：搜索in/usr/src/Linux-2.6/include/Linux/sched . h从广义上说，所有进程信息都放置在称为进程控制块的数据结构中，可以理解为进程属性的集合。每个进程都在维护进程相关信息的内核中牙齿有进程控制块(PCB)，Linux内核的进程控制块是task_struct结构。Task_struct是Linux内核的数据结构之一，

12、它装载在RAM上并包含有关进程的信息。每个进程将其信息放在名为task_struct的数据结构中。task_struct包含以下内容：(1)指示符：描述牙齿流程的唯一指示符，用于区分不同的流程。(2)状态：作业状态、退出代码、退出信号等(3)优先级：相对于其他进程的优先级。(4)节目柜台：程序将执行的下一个命令的地址。(5)内存指针：包含节目代码和进程相关数据，以及指向与其他进程共享的内存块的指针。(6)上下文数据：流程运行时处理器的寄存器中的数据。(7) I/o状态信息：包括显示的I/O请求、分配给进程的I/O设备以及进程使用的档案列表。(8)会计信息：可能包括处理器时间合计、使用的时钟总数

13、、时间限制、帐户等。.存储进程信息的数据结构名为task_struct，可以在include/linux/sched.h中找到。系统上运行的所有进程都以task_struct链表的形式存在于内核中。进程信息可通过/proc系统文件夹查看。Task_struct部分字段简介：1.调度数据成员(1)volatile long States；指示进程的当前状态(2)unsigned long flags；进程标志(3)长优先级；进程优先级。可以通过系统调用sys_setpriorty更改优先级。(4)unsigned long rt _ priority；Rt_priority提供实时进程的优先级，

14、rt_priority 1000提供每次进程获取CPU时可用的时间(基于jiffies)。实时进程的优先级可以通过系统调用sys_sched_setscheduler()更改(请参见kernel/sched.c)。(5)长县；使用循环法调度时，指示进程当前还可以运行多长时间。在流程开始时指定为priority的值，随后每个tick(时钟中断)减少1，减少到0，从而产生新的时间表。协调选择run_queue队列中counter值最大的准备进程并授予CPU许可证，因此counter充当进程的动态优先级(priority是静态优先级)。(6)unsigned long policy；可以通过系统调用

15、sys_sched_setscheduler()更改的进程的进程调度策略(请参阅kernel/sched.c)。日程政策是：-嗯？SCHED_OTHER 0郑智薰实时进程，基于优先级的旋转方法。-嗯？SCHED_FIFO 1实时进程，使用先进先出算法。-嗯？SCHED_RR 2实时过程，使用基于优先级的旋转方法。2.信号处理(1)unsigned long signal；进程收到的信号。每个代表32个信号。位置有效。(2)unsigned long blocked；进程可以接受信号的位掩码。位置指示屏蔽，重置指示不指示屏蔽。(3)struct signal _ struct * SIG；Sig

16、nal和blocked都是32位变量，因此Linux最多只能接受32个信号。对于每个信标，每个进程可以选择通过PCB的SIG属性使用定制处理函数或系统的默认处理函数之一。各种信息处理函数分配结构在include/linux/sched.h中定义。信号检查计划在系统调用关闭后和中断服务节目缓慢关闭后进行(IRQ#_interrupt()。3.进程队列指针(1) struct task_struct *next_task，* prev _ task所有进程(PCB格式)构成一个双向链表。Next_task和是链表前后的指针。链表头部和尾部都是init_task(过程0)。(2) struct task_struct *next_run，* pre