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计算机操作系统实验四

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实验三进程与线程

问题：

进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配

和调度的独立单位，具有动态性、并发性、独立性、异步性和交互性。然而程序是静态的，

并且进程与程序的组成不同，进程＝程序＋数据＋ PCB ，进程的存在是暂时的，程序的存在

是永久的；一个程序可以对应多个进程，一个进程可以包含多个程序。当操作系统引入线程

的概念后，进程是操作系统独立分配资源的单位，线程成为系统调度的单位，与同一个进程

中的其他线程共享程序空间。

本次实验主要的目的是：

（ 1）理解进程的独立空间；

（ 2）加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别；

（ 3）进一步认识并发执行的实质；

（ 4）了解红帽子（ Linux ）系统中进程通信的基本原理。

（ 5）理解线程的相关概念。

要求：

1、请查阅资料，掌握进程的概念，同时掌握进程创建和构造的相关知识和线程创建和

构造的相关知识，了解 C 语言程序编写的相关知识；

（1）进程：

进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是

系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。程序是指令、数

据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。进程的概念主要有两点：第一，进

程是一个实体。每一个进程都有它自己的地址空间，一般情况下，包括文本区域

（text region ）、数据区域（ data region ）和堆栈（ stack region ）。文本区域

存储处理器执行的代码；数据区域存储变量和进程执行期间使用的动态分配的内

计算机操作系统实验四

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存；堆栈区域存储着活动过程调用的指令和本地变量。第二，进程是一个“执行

中的程序”。程序是一个没有生命的实体，只有处理器赋予程序生命时（操作系

统执行之），它才能成为一个活动的实体，我们称其为进程。

（2）进程的创建和构造 :

进程简单来说就是在操作系统中运行的程序，它是操作系统资源管理的最小

单位。但是进程是一个动态的实体，它是程序的一次执行过程。进程和程序的区

别在于：进程是动态的，程序是静态的，进程是运行中的程序，而程序是一些保

存在硬盘上的可执行代码。新的进程通过克隆旧的程序（当前进程）而建立。fork()

和 clone() （对于线程）系统调用可用来建立新的进程。

（3）线程的创建和构造：

线程也称做轻量级进程。就像进程一样，线程在程序中是独立的、并发的执

行路径，每个线程有它自己的堆栈、自己的程序计数器和自己的局部变量。但是，

与独立的进程相比，进程中的线程之间的独立程度要小。它们共享内存、文件句

柄和其他每个进程应有的状态。

线程的出现也并不是为了取代进程，而是对进程的功能作了扩展。进程可以

支持多个线程，它们看似同时执行，但相互之间并不同步。一个进程中的多个线

程共享相同的内存地址空间，这就意味着它们可以访问相同的变量和对象，而且

它们从同一堆中分配对象。尽管这让线程之间共享信息变得更容易，但你必须小

心，确保它们不会妨碍同一进程里的其他线程。

线程与进程相似，是一段完成某个特定功能的代码，是程序中单个顺序的流

控制，但与进程不同的是，同类的多个线程是共享同一块内存空间和一组系统资

源的，而线程本身的数据通常只有微处理器的寄存器数据，以及一个供程序执行

时使用的堆栈。所以系统在产生一个线程，或者在各个线程之间切换时，负担要

比进程小得多，正因如此，线程也被称为轻型进程（ light-weight process ）。

一个进程中可以包含多个线程。

2、理解进程的独立空间的实验内容及步骤

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