兰州大学操作系统实验五进程管理实验报告

【操作系统进程管理】\n\n操作系统中的进程管理是操作系统核心功能之一，主要涉及进程的创建、同步、通信、调度及终止等操作。本实验报告主要围绕兰州大学操作系统实验五——进程管理进行阐述，旨在深入理解并实践进程管理的相关概念和技术。\n\n1. **进程属性**\n - **进程ID (PID)**: `getpid()` 是获取当前进程ID的系统调用，用于标识进程，避免因文件命名冲突等问题。 - **父进程ID (PPID)**: `getppid()` 获取当前进程的父进程ID，这对于跟踪进程间的父子关系至关重要。 - **有效组ID (EGID)**: `getegid()` 返回进程的有效组ID，影响进程执行时的权限。 - **有效用户ID (EUID)**: `geteuid()` 返回进程的有效用户ID，同样决定了进程的权限，如setID位被设置，文件执行时，EUID将变为文件所有者的UID。 - **真实组ID (GID)**: `getgid()` 返回进程的真实组ID，表示进程所属的默认组。 - **真实用户ID (UID)**: `getuid()` 获取进程的真实用户ID，表示进程的实际所有者。 - **进程运行时间**: `times()` 函数提供进程及子进程在用户模式和内核模式下的执行时间，返回自系统启动以来的时钟滴答数，可通过`sysconf(_SC_CLK_TCK)`转换为秒。\n\n2. **进程创建**\n - **`system()` 函数**: 通过调用`fork()`创建子进程，并执行`/bin/sh -c string`来运行shell命令。返回值为0表示成功，非0表示错误，127表示调用`/bin/sh`失败。\n\n3. **进程控制与调度**\n - **进程创建**: 通常使用`fork()`系统调用创建新进程，新进程与父进程共享大部分资源，但拥有独立的进程ID和地址空间。 - **进程终止**: `exit()` 和 `_exit()` 用于进程正常或异常退出，`wait()` 和 `waitpid()` 用于父进程等待子进程结束并回收资源。 - **进程同步与通信**: `pipe()`、`fifo()`、`socketpair()` 创建管道，实现进程间数据传递；`semaphore` 和 `mutex` 用于同步，防止竞争条件。\n\n4. **进程调度**\n - **调度策略**: 操作系统根据优先级、时间片轮转等策略进行进程调度，保证公平性和响应时间。 - **上下文切换**: 在不同进程间切换时，操作系统保存和恢复CPU上下文，包括寄存器状态、程序计数器等。\n\n5. **信号处理**\n - **信号**: 用于进程间通信和异常处理，如`SIGINT`（中断）、`SIGKILL`（强制终止）、`SIGCHLD`（子进程结束）等。 - **信号处理函数**: `signal()` 或 `sigaction()` 设置信号处理函数，定义接收到信号时的行为。\n\n6. **进程管理实验**\n - 实验中，学生将通过编写C程序，实际操作上述系统调用，了解它们的功能和使用方法，同时理解进程管理的基本原理。\n\n在操作系统实验中，理解并熟练掌握这些知识点对于深入理解操作系统的运行机制至关重要，同时也有助于提升系统编程的能力。通过实际操作，学生将能更好地体会进程管理在多任务环境中的作用以及如何有效地控制和协调进程执行。