Linux操作系统实验：进程控制与相关命令

"本资源为cqut操作系统实验的PPT，主要讲解了相关命令的使用，包括查看进程的`ps`、动态显示进程信息的`top`以及以树状图展示进程关系的`pstree`。同时，内容涵盖了进程控制的基础知识，如进程的概念、结构、状态以及状态转换，还介绍了进程控制的相关系统调用和命令，如创建和控制进程、进程标识号的管理等。" 在Linux操作系统中，进程是系统资源分配和调度的基本单位。进程的创建和控制是操作系统核心功能的一部分，通过系统调用可以实现对进程的操作。实验的目的在于帮助学生深入理解进程的并发执行原理，熟悉并能运用相关的命令进行进程控制。 进程的主要组成部分包括程序段、数据段和进程控制块（PCB）。程序段包含可执行的指令，数据段则存储进程运行时使用的变量和数据。在Linux中，每个进程的PCB由`task_struct`结构体表示，这个结构体包含了关于进程的所有信息，如进程状态、上下文信息等。Linux内核维护了一个全局数组`task`，存储指向`task_struct`结构体的指针，`current`指针则指向当前正在运行的进程。 Linux进程有五种基本状态： 1. TASK_RUNNING：进程正在执行或者准备执行（就绪状态）。 2. TASK_INTERRUPTIBLE：可中断等待状态，进程在等待某个事件，可以被信号或中断唤醒。 3. TASK_UNINTERRUPTIBLE：不可中断等待状态，类似于可中断等待，但不能被信号唤醒，只有等待的事件满足才能继续执行。 4. TASK_ZOMBIE：僵死状态，进程已结束，仅保留PCB以便父进程获取其退出状态。 5. TASK_STOPPED：停止状态，用于调试，进程收到特定信号后停止执行。 实验中涉及的命令： - `ps`：用于静态查看当前用户空间的进程信息。 - `top`：实时动态显示系统中的进程信息，包括CPU和内存使用情况等。 - `pstree`：以树形结构展示进程间的父子关系，方便查看进程的层次结构。 - `sleep`：使进程进入睡眠状态，指定一段时间后自动唤醒。 - `kill -9 pid`：结束指定的进程，`-9`表示强制杀死。 - `command &`：将命令放到后台执行。 - `jobs`：查看当前会话中的后台进程。 在编程中，进程标识号（PID）是区分不同进程的关键。`getpid()`函数可以获取当前进程的PID，而`fork()`用于创建子进程，`wait()`和`waitpid()`用于父进程等待子进程的结束。这些系统调用是进行进程控制的核心工具。 通过学习这些知识和实践操作，学生将能够理解和运用Linux中的进程控制机制，创建多进程环境，实现进程的并发执行，从而提升系统级编程的能力。