进程创建系统说明书 编写程序,使用系统调用fork( )创建两个子进程。当此程序运行时,在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符,如父进程显示'a',子进程分别显示字符'b'和字符'c'。试观察记录屏幕上的显示结果,并分析原因;
《进程创建系统说明书》
进程创建是操作系统中的基础操作,它允许程序在系统中并行运行,形成多任务环境。本说明书将详细阐述如何利用系统调用`fork()`来创建两个子进程,以及在此过程中涉及的进程概念和操作系统原理。
一、进程与进程创建
在计算机科学中,程序是一系列静态的指令集合,而进程则是这些指令在内存中的动态执行实例。当一个进程运行时,它拥有自己的资源,如内存空间、文件描述符、上下文等。进程创建,即通过系统调用如`fork()`,复制一个现有进程的所有状态,生成新的进程——子进程。子进程与父进程具有相同的代码和数据,但拥有独立的进程标识符(PID)和资源分配。
二、`fork()`系统调用
`fork()`是Unix及类Unix系统中用于创建新进程的关键函数。当调用`fork()`时,系统会为父进程创建一个镜像副本,即子进程。此时,父子进程共享大部分资源,但各自有一份独立的执行上下文。`fork()`返回值的不同决定了进程的身份:在父进程中返回子进程的PID,在子进程中返回0。
三、实验目的
1. 理解并实践进程创建的过程。
2. 掌握`fork()`系统调用的使用方法。
3. 学习进程间的同步与通信机制。
4. 分析并发执行时可能出现的现象和原因。
四、实验步骤
1. 需求分析:创建一个程序,利用`fork()`系统调用生成两个子进程,使得父进程显示'a',一个子进程显示'b',另一个子进程显示'c'。
2. 概要设计:确定程序结构,包括主进程调用`fork()`,子进程识别与执行相应操作的逻辑。
3. 伪码算法:
- 父进程调用`fork()`,产生两个子进程。
- 父进程打印'a'后退出,子进程分别打印'b'和'c'后退出。
五、结果分析
由于进程并发执行的特性,屏幕上的显示顺序可能有多种情况。例如,可能会同时看到'a'、'b'和'c',也可能先看到'a',然后是'b'和'c',或先看到'b'或'c',再看到'a'。这是因为进程调度的不确定性。
六、设计总结
通过这个实验,我们不仅了解了进程创建的机制,还学会了如何在实际编程中应用。同时,我们意识到在并发环境下控制进程执行顺序的挑战,这为后续学习进程同步和通信奠定了基础。
七、参考文献
此处列出相关教材、论文和其他参考资料,以便深入研究。
通过以上内容,我们可以看出,进程创建是操作系统核心功能之一,理解和掌握这一过程对于理解和编写多线程、多进程应用程序至关重要。通过实践,我们可以更好地理解并发执行的特点,以及如何在程序设计中考虑并解决由此带来的问题。