Linux操作系统实训unit6课案

Unit6实习报告：Linux下并发程序设计1、完成操作系统原理实验教材中“3.4管理Linux系统进程”实验内容（P70-77）步骤1 :登录进入GNOME。在Linux登录框中填写指导老师分配的用户名和口令，登录 Linux系统。步骤2 :访问命令行。单击红帽子，在“ GNOME帮助”菜单中单击“系统工具”-“终端”命令，打开“终端”窗口。步骤3:回顾系统进程概念。每个运行的程序都会创建一个进程，进程分配到一个唯一的进程标识符（PID）。PID被系统用于标识和跟踪进程，直到进程结束。操作系统内核管理所有进程的初始化和终止。每一个进程都要求系统资源（例如CPU时间和RAM空间）在其中工作。当进程启动的时候，操作系统把系统资源分配给每个进程，当进程终止的时候，系统回收这些资源。在Linux系统启动的时候，首先启动的两个进程是 sched （调度）和init （初始化），它们管理着其他进程。 Linux系统中有几种不同类型的进程：守护进程：由Linux内核启动的进程，为了特定目的而存在。例如， lpsched守护进程存 在只是为了处理打印作业。父进程：派生其他进程的进程是父进程。一个叫做init的守护进程是第一个调用的进程。 每一个进程，除了 init之外，都有一个父进程。子进程：由其他进程派生出来的进程叫做子进程。孤儿进程：在进程返回输出之前，它的父进程结束了，这样的进程叫做孤儿进程。僵进程：子进程没有带着输出返回给父进程。这样的进程在系统中变成丢失的进程。使用此前的信息，完成以下填空：1） Linux系统中，几乎每一个启动的进程，都会由内核分配一个唯一的PID进程标识符.用于跟踪从进程启动到进程结束。2）当启动新进程的时候，内核也给它们分配系统资源，如 sched和init 。3）永远不向父进程返回输出的进程叫做_僵讲程。4）由父进程派生出来的进程叫做子 进程。5） R 进程是一个派生另一个进程的进程。6）运行用于提供服务的 Linux系统进程是 守护进程。7）如果父进程在子进程之前结束，它创建了一个孤儿进程。步骤4:回顾ps命令和信息。ps命令用于列出当前系统中运行的进程。如果一个进程耗时太长，或者看上去好像已经终止了，表现为一个终端窗口不再响应或挂起，通常需要使用 ps查看系统中的进程。通过列出进程，可以查看初始化进程的命令或 程序的名字，以及所有它派生出来的子进程。通过多次执行ps命令，查看进程的时间一一进程占用的 CPU时间，可以检查一个进程是否还在运行。如果时间小再增长，那么进程可 能已经终止了。如果进程占用太长的时间或者已经停止，可以使用ps命令检查进程的进程ID （PID）,然后杀死进程。ps命令的输出将显示 PID号和与其相关的命令或程序。PID号通常用于终止一个进程。ps命令（ps -options）的3个主要选项如下表所示。表3-5 ps 命令选项ps选项意义功能Ps无选项显示当前shell或终端窗口中，当前用户的进程信息ps e每一个显示系统中每一个进程的信息ps f完全产生一个完全列表，给出每个进程的所有可用信息ps -u userid用户显示特定用户的所有进程基本的ps命令显示在当前shell中的进程信息，用户只能够查看在这个终端窗口中初始 化的进程。输入ps命令，将结果填入表3-6中。表3-6实验记录PIDTTYTIMECMD3840pts/000:00:00bash3864pts/000:00:00ps从当前终端窗口中，练习使用给出的每个选项的ps命令。输入ps -f命令，显示运行在系统中的某个进程的完全信息，填入表 3-7中。表3-7实验记录UIDPIDPPIDCSTIMETTYTIMECMDroot38403838011:46Pts/000:00:00bashroot38653840011:48Pts/000:00:00Ps -fps -f命令输出的各栏标题见表3-8所不。表3-8 ps -f 栏标题值描述UID初始化进程的用户IDPID进程的进程标识号。PID可以用来杀死进程PPID进程的父进程标识号C进程的优先级STIME进程的启动时间TTY控制进程终端的终端举型TIME进程使用的CPU时间的数量CMD命令名守护进程（执行的程序的名字）步骤5:列出系统中运行的所有进程。输入ps -ef命令，显示运行在系统中的各个进程的完全信息。执行该命令，并与 ps f 命令的输出结果对照，一致吗？有何不同？_不一致_,出现整个列表注意分析当前终端窗口中的输出结果：a.显示了多少个进程？_61_b.进程ID的PID是什么？讲程的讲禾标识号c.启动进程的命令 （CMD）是什么？命令多守护讲程d.请观察，什么命令的 PID号是1?init e.再次运行ps pf命令，计算进程的数目： 61然后执行下列命令把输出结果输入到wc命令中：ps -ef | wc -l 第一个数字显示的是行的数目，也是进程的数目：61执行man ps命令，可以打开 Linux用户命令手册，了解 ps命令的用法，输入 wq命令 可退出用户手册的阅读。man命令可以执行吗？结果如何？可执行步骤6:根据命令名搜索特定的进程。为了终止一个进程，必须找到该进程的PID。大多数运行的系统中，有上百个进程在运行，ps -ef的列表可能很长。如果知道启动进程的执行程序的名字，可以更快地找到PID。通过把ps命令的输出结果输入到 grep中，可以搜索想要终止的特定进程，确定正确的PID。grep命令可以在其他命令的输出中搜索所有类型的特征字符串。-l （长的车出）选项将显示和找到的PID相关的进程的名字；-e选项显示PID和初始化命令的名字。a.单击红帽子，在“ GNOME帮助”菜单中单击“游戏”-“堆麻将”命令，打开“堆麻将”游戏。b.在当前的终端窗口中，执行命令： ps -e | grep mahjongg（“堆麻将”游戏的进程名是“ mahjongg”），查找和“堆麻将”游戏调度守护进程相关的 所有进程。c.显示了多少个相关进程？2d.显示进程中最小的进程 ID号是多少？_3904c.在当前终端窗口中执行命令： pgrep -l mahjongg查找所有和“堆麻将”游戏调度守护进程相关的进程。ps和pgrep命令输出之间有什么不同？没有进程ID步骤7:确定一个要终止的进程。当试图终止一个程序， 或者释放一个挂起的终端窗口的时候，杀死和不响应的应用相关的PID可能还是不够的， 一般需要杀死那个进程的父进程，在少数情况下，甚至要杀死父进程的父进程。为了沿着层次结构，从子进程追溯到派生它们的父进程，必须能够查找 PID和PPID必须首先确定最低级不响应进程的PID。通常，可以试着去杀死那个进程。如果这样做不能够停止那个进程，可能需要杀死它的父进程。杀死父进程将杀死所有它派生的子进程。 杀死一个父进程也比杀死几个子进程快得多。1）在GNOME当前终端窗口中，输入 ps命令。有多少进程正在运行？为什么只有这么少的进程？_2.可被杀死2）正而！行的进程的名字是什么？它表示什么?_bash. ps_3）这个进程的PID是多少？3872,3909_4）在bash shell中输入命令csh,打开一个C shell会话，当前系统的会话提示符是什么？ 5）输入ps -f命令，显示在当前 shell中运行的进程的所有信息。现在什么进程正在运 行？bash, -sh, ps -f6） bash 的 PID 是-sh （csh）的 PPID吗?是7）输入命令sleep 1000&,创建一个进程，把执行挂起1000秒（大约15分钟）。&表示在后台运行命令，返回 shell提示符，这样您可以继续工作。8）再次输入ps -f命令。-sh （csh）的PID是sleep命令的PPID吗？哪个 PID是csh （C shell） 的子进程？是，3931和39329）输入命令 kill -9 退出C shell。然后再次键入 ps -f命令。什么PID是sleep 父命令的PPID1sleep进程现在是什么类型的进程？孤儿步骤8 :使用kill命令终止一个进程。信号用于终止、挂起和继续进程。有时候使用Ctrl + c可以终止一个不响应的进程。这样向进程发送一个中断（INT）信号，终止它及所有它派生的子进程。kill命令提供了一个终止不想要的命令进程的直接方法。当想停止一个运行了很长时间 的命令的时候，或者当需要终止一个不能够正常退出的进程的时候，它很有用。指定 PID正 常地杀死一个进程。kill -signal process -id为了使用kill命令终止一个进程，应该首先键入ps找出进程的PID,然后键入kill紧跟着PID。如果使用kill而没有指定信号，则信号15 （SIGTERM）将被发送给特定 PID号的进程。 这叫做软杀死，通常终止了进程。如果可能，最好软杀死进程，这样它可以正确地关闭文件， 温和地终止进程。如果需要强制终止一个进程，可以使用带-9选项的kill命令。这个选项叫做强制杀死，当shell对所有其他终止信号都不响应的时候，需要使用它来杀死shellokill -9 process -id注意：对于shell之外的进程，把kill -9 （SIGKILL）作为最后的选项，因为它是一种生硬 的方法，不允许正确的进程终止。a.输入命令ps f ,显示在当前shell中运行的进程的完整信息。现在什么进程正在运 行？一bash, sleep 1000.ps -fb.因为sleep进程现在是一个孤儿进程，已经被 init进程（PID #l）收养，输入命令，对 sleep的PID执行软杀死。如果sleep已经终止（超过15分钟），则重复步骤7中的8）、9）操 作，然后软杀死sleep程序。再次输入 ps -f命令。现在什么进程正在运行？_bash,ps f步骤9:按照用户查找和终止一个进程。ps命令可以带-u （用户）选项使用，查找指定用户白进程。这个命令比ps-ef使用得更多，因为一般只能够管理属于自己的进程。我们可以通过用户登录名或者 UID号来查找用户的进程。用户只能够终止自己的进程，但是超级用户可以终止系统中所有运行的进程。ps -u login-ID 或 UID1）启动计算器和“堆麻将”游戏 GNOME应用程序。2）使用带-u选项的ps命令，查找以登录ID （例如，userX）或者数字UID （例如，1004） 运行的所有进程。计算器应用程序的PID是什么？_39413）使用软杀死终止计算器应用程序，“堆麻将”是否仍然在桌面上运行？是 4）使用ps -u命令组合grep,查找“堆麻将程序的 PID号，而不是使用ps -u查找整 个列表。您使加什么命令？提示：猜猜“堆麻将”程序的命令名中可能有哪个字母，使用grep搜索那些字母。ps -u root|grep kmahjonng5)终止“堆麻将”程序。它是否还在桌面上运行?buzai6)退出 C shell。步骤10:删除所有在本实验中创建的文件和目录。2、完成操作系统原理实验教材中“4.3 Linux并发程序设计”实验内容(P101-105)步骤1:编制并发程序pipeline.c。单击红帽子，在“ GNOME帮助”菜单中单击“附件”-“文本编辑器”命令，在文本编 辑中键入程序并保存为pipeline.c。在该程序中定义管道和文件描述符，并且创建子进程child。该程序用到的系统调用有pipe()、dup()、fork()、close、execl()、exit,它们的功能分别是建立管道、复制文件描述 符、创建进程并使子进程与父进程有相同的程序正文、关闭文件描述符、用指定文件覆盖调用程序、撤销当前进程。清单 4-5 pipeline.c/定义管道程序# define STD_INPUT 0/定义标准输入设备描述符# define STD_OUTPUT 1/定义标准输出设备描述符int fd2;main()static char process1=father,process2=child;pipe(fd);/定义管道pipeline(process1,process2);/调用自定义函数pipeline。exit(1);/程序结束pipeline(char* process1,char* process2)int i;while (i=fork()=-1);if (i)close(fd0);close(STD_OUTPUT); /dup(fd1);close(fd1);execl(process1, process1,0); printf( father failed.n);elseclose(fd1);close(STD_INPUT);dup(fd0);close(fd0);execl(process2,process2,0); printf(child failed.n); exit(2);步骤2 :编制“管道写”程序单击红帽子，在/创建进程，直到创建成功为止/关闭管道输入描述符关闭标准输出描述符1/指定标准输出描述符1为管道写指针/关闭原始管道写指针/用程序father覆盖当前程序/ execl()执行失败father.c作为父进程的GNOME帮助”菜单中单击“附件”/关闭管道输出描述符/关闭标准输入描述符 0/指定标准输入描述符 0为管道读指针/关闭原始管道读指针/用程序child覆盖当前程序/ execl()执行失败/程序结束部分工作。其内容如下：-“文本编辑器”命令，在文本编辑中键入程序并保存为father.c。清单 4-6 father.cmain()Parent is using pipe write./*将string中的内容写入管道中 */ n” );static char string口 =int len;len = sizeof(string);write(l, string, len);printf( parent, parentexit(0);步骤3 :编制“管道读”程序child.c作为子进程的一部分工作。其内容如下:单击红帽子，在“ GNOME帮助”菜单中单击“附件”-“文本编辑器”命令，在文本编 辑中键入程序并保存为child.c。清单 4-7 child.cmain()char output30;read (0, output, 30) ;/*从管道中读数据并存入output中*/printf( %sn” , output);return(0);步骤4 :编译。cc p child child.ccc -o father father.ccc -o pipeline pipeline.c步骤5 :运行。./pipeline若运行不成功，则应该用文本编辑器对源程序进行修改调试。运行显示结果为：Parent is using pipe wAteChild.child,父进程为歌词显示。3、结合扬声器编程，设计并实现两个进程并发，子进程为扬声器唱歌, 要求：子进程每唱一句，父进程显示一句歌词。sing.c# inc Lude# include# inc lude# inc lude# inc I tide 并 in。lude# inc Lude# inc ludc# def ine STD.IbPlJT 0# def inc STDJLTPUr 1int fd2:im i n( (ta t i c char pro I * chi Id* ,pro2 J =* fa tberv; pipet fd);pipe 1ine( pro J F p r o3)；ex it( 1);pipe line1 hir*proI , k. r*pro2)Ii n 1 i ；uh i Ief ( i= fork()=-1)：iff i)(c lose( fd0)：clost( STb tl.Hvi.tr)；dup(fdl):close f fd 1 ) iexec I(prolprofo)；pr intf( * father Fa i led An)；|/H a IH L JI U I ait H lUIHItUb 111 J*c 1 se iIcloset fd1;close(STD_lbPl);dup( fd(0l)c lose(fdO)；cxe cl pro2 pro2 + U)：printfCchild failed An*);IeKil(2)： father.c# inc lude fen t L li)# include0 inc Iude# inc ludest r ing.h# ilie Iude# inc Iude# incIudesys/typesM# i lie I ude rra in()I .pr in t f ( l ian ini mi n i x iao d* tian ini mi nT)：uslecpt HU # me Jude finclude #mclule #include# inc ludc JI i n c I iiJe # jnIud书 Imi conic Ie _fdiini i ；mi i-h7hSSUHGSli,S2S.S47 h523HS7dG59h?口力打，5/3航上87 .MU浦九品九毂3也判3犯2.沿万炉用史一7郃0.即59.?也用小mi tiiJ-50Clr250.250.750F25flP37Srl25.250P125F2S. 10(X1.250.250,2511,125.125.125,125,2&0,125.125.25nF7WF25fl.3 抬* 3 J2-IU00011if con sc lc_fd-own(T /dcv/conHu Ld f .O_VR(JN.Vi)-1) ( - -fpr intf s Lderr. 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