实验1：熟悉- Linux系统演示课件.ppt

内容及要求 调试、运行给出的程序，从操作系统原理的角度验证程序的正确性； 发现并修改程序中的原理性错误或不完善的地方； 鼓励在程序中增加新的功能。完成基本功能的，得基本分；添加新功能的加分； 在程序中适当地加入注释； 认真进行预习，阅读原程序，发现其中的原理性错误，完成预习报告； 实验完成后，要认真总结，完成实验报告。 程序说明 所给程序模拟两个进程，即生产者（producer）进程和消费者(Consumer)进程工作； 生产者每次产生一个数据，送入缓冲区中； 消费者每次从缓冲区中取走一个数据。 共享缓冲区 生产指针 消费指针 Producer Consumer 满 空 指针移动方向 程序说明 缓冲区可以容纳8个数据； 因为缓冲区是有限的，因此当其满了时生产者进程应该等待；当消费者取走一个数据后，应唤醒正在等待的生产者进程； 当缓冲区空时，消费者进程应该等待；当生产者向缓冲区放入了一个数据时，应唤醒正在等待的消费者进程。 这就是生产者和消费者之间的同步 程序说明（续） 每次写入和读出数据时，都将读和写指针加一。当指针到达缓冲区尾，重新将指针退回起点； 为简单起见，每次产生的数据为0-99的整数，从0开始，顺序递增； 两个进程的调度是通过运行者使用键盘来实现的。 程序使用的数据结构 进程控制块：包括进程名，进程状态和执行次数。 缓冲区：一个整数数组 缓冲区说明块：包括类型，读指针，写指针，读等待指针和写等待指针。 程序使用说明 启动程序后，如果使用‘p’键则运行一次生产者进程； 使用‘c’键则运行一次消费者进程； 使用‘e’键则退出程序； 通过屏幕可以观察到两个进程的状态和缓冲区变化的情况。 预习报告要求 题目，目的，要求 初步理解的程序流程图 拟修改、补充的源程序，指出原来程序错误所在，并说明程序中拟加入的功能。 新加功能预期运行结果的说明 实验报告要求 题目，目的，要求 程序流程图 最终运行的源程序及修改、补充的说明 运行结果及其说明 实验4：进程的管道通信 编程实现进程的管道通信程序 目的 加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别； 学习进程创建的过程，进一步认识并发执行的实质； 分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法； 学习解决进程同步的方法； 掌握Linux系统进程间通过管道通信的具体实现方法。 相关知识 基本概念 进程的概念 进程与程序的区别 并发执行的概念 进程互斥的概念 进程通信的基本原理 系统调用 设置系统调用号：设置多条系统调用命令，并赋予每条系统调用命令一个唯一的系统调用号 相关知识 系统调用 处理系统调用：OS中有一张系统调用入口表，表中每个表目对应一条系统调用命令，包含该系统调用自带参数的数目、系统调用命令处理程序的入口地址等。OS内核便是根据所输入的系统调用号在该表中查找到相应的系统调用，进而转入它的入口地址去执行系统调用程序。 Linux的系统调用机制：通过中断机制实现。 相关知识 相关函数 Fork()：创建一个新进程 调用格式 int fork(); 正确返回：=0，创建子进程，从子进程返回的ID 0，从父进程返回的子进程的ID 错误返回：=-1，创建失败 由于父进程和子进程分别独立地进入就绪队列等待调度，所以谁首先得到调度是不确定的，因此，谁首先从fork()返回、继续执行后面的语句也是不确定的。 相关知识 相关函数 wait()：控制父进程与子进程的同步 父进程调用该函数，则父进程被阻塞，进入等待队列，等待子进程结束。子进程结束时，产生一个终止状态字，系统向父进程发出SIGCHILD信号。当接到信号后，父进程提取子进程的终止状态字，从wait()函数返回继续执行原来的程序。 调用格式：#include sys/type.h #include sys/wait.h (pid_t) wait (int *statloc); 正确返回：0：子进程的ID；=0：其它 错误返回：=-1，调用失败 相关知识 相关函数 exit()：结束进程 正常终止时，该函数返回进程结束状态。 调用格式：#include stdio.h void exit (int status); 其中，status为进程结束状态 Kill()：删除执行中的进程 调用格式：kill (int PID, int IID); 其中，PID为要被杀死的进程号，IID为向被杀死的进程发送的中断号 相关知识 相关函数 signal()：允许调用进程控制软