吴侃实验:多线程、进程优先级与正确fork实现

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本次实验主要探讨了操作系统中的关键概念,特别是涉及多进程和多线程模型的实现。实验者吴侃(学号14348134)在2016年针对2014级计算机系一班的学生进行了一次深入的实验,目标是掌握操作系统中的核心功能。 首先,实验着重于多线程模型的实现,通过`thread_create`和`thread_join`函数来创建和管理线程,这些函数是实现并发执行的关键,它们允许程序同时处理多个任务,提高系统的效率。多线程模型的引入有助于打破单线程的限制,使得程序能够在同一时间执行不同的部分。 其次,进程优先级的实现也是实验的重要组成部分。通过调整进程的优先级,可以控制不同任务的执行顺序,这对于调度和资源管理具有重要意义。实验者强调了正确实现的`fork()`函数,这涉及到进程复制的基本操作,包括返回值的修正,确保了新创建的子进程能独立运行并共享父进程的部分资源。 进程通信作为另一个核心主题,之前已经有过实践,但在这里再次提及,可能涉及到了更为复杂的通信方式,如使用端口通信,这对于进程间数据交换是必不可少的。 此外,实验还涉及到了中断分支的处理,即使用跳转表技术,这是一种高效的指令跳跃机制,对于操作系统内核的中断处理至关重要。 实验环境设置在一个基于ArchLinux的物理机和虚拟机环境中,使用了qemu-system-i386、bochs等工具进行调试。实验者使用了Vim编辑器、NASM汇编工具、G++ C++编译器、GNUld链接工具、GNUMake构建工具以及Bochs模拟器等,确保了实验的精确性和可重复性。 实验方案中详细描述了多进程的实现原理,即通过操作系统提供的接口创建进程,并管理其生命周期,包括状态转换和资源分配。整个实验旨在让学生深入了解操作系统的工作原理,提升他们的编程技能和对并发编程的理解。 总结来说,这次实验覆盖了操作系统中重要的多进程、多线程、进程通信和中断处理等方面,对学生来说是一次宝贵的学习实践机会。