操作系统报告-第4组.ppt

操作系统是计算机系统的核心组成部分，它负责管理系统的硬件资源和软件资源，为用户提供服务。本报告主要探讨了四个关键的系统调用：`fork()`、`exec()`、`wait()`和`lockf()`，以及`exit()`函数在多进程编程中的应用。这四个系统调用在创建、控制和同步进程方面起着重要作用。 `fork()`函数是创建子进程的关键，当父进程调用`fork()`时，操作系统会创建一个与父进程几乎完全相同的副本，即子进程。在成功创建子进程后，`fork()`返回两次，一次在父进程中返回子进程的进程ID，一次在子进程中返回0。如果`fork()`失败，它将返回-1。在实验1中，父进程和子进程各自显示特定的字符串，呈现出并发执行的特性。 `exec()`函数则用于替换当前进程的执行上下文，使得进程执行新的程序。当`exec()`成功执行时，原进程的内存空间被新程序的内容覆盖，原进程的执行流被中断，新程序从其入口点开始执行。在实验2中，子进程使用`exec()`加载并运行新的程序，显示新代码，然后通过`exit()`函数退出，将控制权交还给父进程。 `wait()`系统调用允许父进程暂停执行，等待一个或多个子进程结束。它会阻塞父进程直到有子进程结束，然后返回子进程的退出状态。在实验1和2中，父进程调用`wait()`等待子进程完成，确保在子进程结束后再继续执行。 `lockf()`函数提供了文件锁的功能，用于实现进程间的互斥。它允许进程锁定文件的一部分，防止其他进程在同一时刻访问该部分。在实验3中，通过`lockf()`实现进程间的同步，确保同一时间只有一个进程在执行特定的代码段，避免了输出交错的问题。 在实验3中，父进程和两个子进程（女儿进程和儿子进程）使用`lockf()`进行互斥访问。每个进程在开始执行打印字符串的循环之前加锁，完成后解锁。这样可以确保每次只有一个进程在输出，从而保证屏幕上的输出顺序清晰。 `exit()`函数是进程结束时调用的，它会清理进程的资源，并将退出状态传递给父进程。正常退出时，`exit()`的参数通常为0，表示程序无错误退出；非零参数表示程序异常终止。 这些系统调用是操作系统提供给程序员控制进程行为的重要工具。通过它们，程序员能够创建、管理和同步进程，确保程序的正确执行和资源的有效利用。在实际编程中，理解并熟练运用这些系统调用对于编写高效的多进程程序至关重要。