山东大学操作系统实验报告.pdf

操作系统是计算机系统的核心组成部分，负责管理和控制系统的硬件资源以及软件环境。在本次山东大学的操作系统实验报告中，重点探讨了进程控制的相关知识，包括进程的生命周期、并发执行、父子进程间的关系以及进程控制的实现方法。 实验的目标在于深化对进程并发执行的理解，实践如何在Linux系统中创建和控制进程，并通过编写程序模拟并发执行。在这个过程中，学生需要掌握`fork()`系统调用来创建子进程，`execve()`来替换子进程的内存空间执行新命令，以及`waitpid()`来等待子进程的结束。通过这种方式，学生可以亲身体验进程的动态特性，如并发执行和状态转换。 实验的示例程序是一个类似于shell子命令的工具，能够启动一个新的子进程并执行指定的命令。在独立实验部分，要求学生编写一个父子协作进程，其中父进程每隔3秒创建一个子进程，子进程则执行显示当前目录文件列表的功能。这一过程涉及到进程间的通信和同步，例如通过`sleep()`函数实现时间间隔，以及`execve()`系统调用来执行`ls`命令。 在思考与分析环节，学生被引导去理解和讨论进程的特征和功能。进程是操作系统中运行程序的实例，具有生命周期，包括创建、执行、暂停、恢复和终止等状态变化。`fork()`创建的新进程是父进程的副本，但可以通过`execve()`执行不同的程序。同时，信号机制在进程间通信中起着关键作用，允许进程响应特定的事件，如异常或用户信号，中断当前执行并转到相应的处理程序。 实验还涉及到了进程调度的概念，Linux操作系统提供了多种调度策略，包括默认的分时调度（SCHED_OTHER）、先进先出调度（SCHED_FIFO）和时间片轮转调度（SCHED_RR）。这些策略决定了进程的执行顺序，尤其是对于实时性和响应速度有高要求的进程。通过`sched_setscheduler()`系统调用，可以设置进程的调度策略和优先级，影响其在系统中的执行顺序。 这份实验报告让学生深入理解了操作系统中进程控制和调度的核心概念，通过实践增强了对并发执行、进程通信和控制的理解。这些知识对于计算机科学与技术专业学生来说至关重要，因为他们将在未来的设计和开发工作中频繁地与操作系统打交道。