操作系统实验2：进程控制与通信管理

"该文档是计算机科学学院操作系统课程的一个实验报告，主要涵盖了进程控制与通信管理的相关内容。实验包括了对Linux系统常用进程管理命令的使用、进程的创建与管理的系统调用、进程同步与互斥控制以及简单的进程通信方式如管道、消息缓冲和邮件槽的实践操作。学生通过实验学习如何在操作系统层面进行进程管理和通信，同时涉及到经典同步问题的模拟，如读者写者问题、一家人吃苹果桔子问题和哲学家吃饭问题。" 操作系统实验的第二部分主要围绕以下几个方面展开： 1. **Linux进程管理命令**：在操作系统观察级，学生需要掌握基本的Linux进程管理命令，例如`ps`用于查看当前系统中的进程状态，`top`用于实时监控系统的进程和资源使用情况，`kill`和`killall`用于发送信号结束或管理进程，`nice`和`renice`调整进程的优先级，以及`nohup`使得进程在用户退出后仍然可以继续运行。 2. **进程创建与管理的系统调用**：在系统编程级，学生需要深入理解并实践`fork()`，`exec()`和`wait()`等系统调用。`fork()`用于创建子进程，`exec()`用于替换进程的执行映像，加载新的程序，而`wait()`则用于父进程等待子进程的结束，以便获取其返回值或资源回收。 3. **进程同步与互斥控制**：这部分涉及经典的多线程同步问题，如读者写者问题，其中多个读者可以同时访问资源，但写者必须独占。一家人吃苹果桔子问题模拟了多个进程共享有限资源的场景，而哲学家吃饭问题则展示了死锁的可能性，需要使用信号量或条件变量等机制来避免。 4. **简单进程通信**：学生会接触到几种不同的进程间通信（IPC）机制，如管道（pipe）、消息缓冲（message queue）和邮件槽（socket）。管道适用于父子进程间通信，消息缓冲允许进程间传递结构化数据，邮件槽则提供更灵活的网络通信能力。 这个实验旨在通过实际操作让学习者理解操作系统的内核机制，熟悉进程的生命周期管理，以及如何解决并发环境下可能出现的同步和互斥问题。通过这些实践，学生将能够更好地应用操作系统理论到实际编程中，提高解决问题的能力。