Linux实验四：进程控制与并发理解

本次实验主要围绕Linux操作系统中的进程控制展开，旨在帮助学生深入理解进程的概念及其操作。首先，实验的核心目标是通过实践来掌握以下几个关键知识点： 1. 进程的概念与区别：实验强调了区分进程与程序的重要性。程序是一组有序的指令，而进程则是这些指令在一个特定时间点的执行实例，它有自己的内存空间和独立的执行上下文。在这个过程中，学生将理解进程的不同状态，如新建、就绪、运行和等待等。 2. 并发执行的实质：实验通过创建子进程的方式，让学生体验并发执行的特性。通过观察不同进程的输出，他们可以理解到尽管多个进程看起来同时进行，但实际上是由CPU的调度机制决定它们的执行顺序，这可能会因为上下文切换导致结果的不确定性。 3. 进程创建方法及进程树：学生将学习如何利用`fork()`系统调用来创建新的进程。`fork()`函数返回0表示新创建的子进程，非零值表示父进程。实验要求学生编写代码让每个进程显示特定字符，进一步演示进程间的交互。此外，通过添加`getpid()`和`getppid()`函数的调用，学生能观察到当前进程和其父进程的标识符，这有助于理解进程树结构。 在实验的第二部分，学生被挑战修改程序，增加对进程标识和父进程标识的显示，以增强对进程控制的理解。这部分练习涉及更细致的进程间通信和父子进程关系的跟踪。 最后，实验升级至创建如图1或图2所示的进程树。这要求学生编写更复杂的代码，包括多层的`fork()`调用，每个进程都包含自己的子进程，同时显示它们的PID和PPID，以展示进程创建和管理的复杂性。 通过这个实验，学生不仅能够掌握Linux进程控制的基础知识，还能提升他们的编程技巧和问题解决能力，理解操作系统如何管理和协调并发进程，以及如何在多任务环境中有效地工作。