文档介绍：——显示当前进程信息
实验目的
运用操作系统所学原理知识,加深进程机制在Minix操作系统中的实现;
分析Minix系统进程PCB数据结构,包括进程调度、内存管理和文件系统三部分中各数据成员的具体含义;
了解Minix操作系统整体实现机制;
学****Minix操作系统中进程间通信机制,查看Minix这方面的源码。
实验过程
实验准备
在此实验的预****过程中我们需要了解操作系统中有关于进程方面的知识,并且要更深层的了解进程机制在minix中的实现。此外,还有进程的通信机制也需要注重了解。这样我们作实验才能更高效。
首先,我们先从最基本的概念入手。进程是操作系统中最重要的一个基本点,深入并且透彻的理解好进程的含义,不仅是做好此次实验的关键,更是我们学好操作系统整个课程的重中之重。“进程”这一术语有许多人在不同角度对其下过定义,其中最能进程实质的定义有:
进程是程序的一次执行;
进程是可以和别的计算并发执行的计算;
进程可定义为一个数据结构及能在其上进行操作的一个程序;
进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动;
进程是程序在一个数据集合上的运行过程,是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
据此,我们可以把“进程”定义为:“可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程”。我们在理解好上述进程定义的基础上,在对进程进行一下自己的思考,是进程的概念在自己的脑海里形成一个自己的概念,然后再去对进程的其他特征进行了解和分析。例如进程的动态性、并发性、独立性、异步性和结构特性。我们还需要知道进程的三个最基本的状态,就绪状态、执行状态和阻塞状态,以及三者之间的相互关系:
结束
新进程
执行
就绪
阻塞
接纳完成
中断
进程调度
I/O完成或事件发生 I/O请求或等待某事件
此外,我们还需要知道引起进程创建的事件有用户登录、作业调度、提供服务和应用请求。进程的创建又大概分为:1、申请空白PCB;2、为新进程分配资源;3、初始化进程控制块;4、将新进程插入就绪队列。PCB就是进程控制块,它是进程存在的唯一标志,当系统创建一个新进程时,就为它建立一个PCB;进程结束时又收回其PCB,进程于是也随之消亡。
了解完进程的概念,我们开始去认识进程间的通信。进程是经常要与其他进程通信。例如,在一个shell管道中,第一个进程的输出必须传送到第二个进程,这样沿着管道传递下去。因此需要在通信的进程间,最好使用一种结构较好的方式,而不用中断。这就是我们所说的进程通信。我们在做此实验时应该着重去学****消息传递这个概念。这种通信方法使用两条原语SEND和RECEIVE。他们像信号量一样是系统调用,因此很容易地被加入库例程。例如:send(destination,&message); receive(source,&message);前一个调用向一个给定的目标发送一条消息,后一个调用从给定的源接受一条消息。但消息传递系统有它自己的缺点,就是在设计上有很多的难点,消息传递有很多变体,因此对于我们初学者,我们来看如何对消息编址这种方法:为每个进程分配一个唯一的地址,按进程为消息指定地址。
对进程的总体有了了解后,我们该入主题了,看看进程机制是如何在MINIX中实现的。Minix本身就是一组进程的集合。它们相互之间,以及与用户进程之间使用进程间通信机制(消息传递)来进行通信,这种设计使得minix的结构更加模块化和灵活。
我们首先大体浏览一下Minix整个系统,Minix被组织成4层,每一层执行很完好的功能。这4层为:1、进程管理,这是最低层,它捕获所有的中断和陷入,完成进程调度,并向高层提供一个采用消息进行通信的独立顺序进程模型,其中断处理最低层部分用汇编语言编写,其余部分和其他层次用C语言编写;2、I/O进程,每类设备都有一个I/O进程,为了将其与其他普通用户进程相区别我们称之为任务,第2层的所有任务和第一层的代码链接成一个单一的二进制程序,称作内核(kernel),尽管任务和内核被编译在一起,但在执行时内核被赋予比任务更高的特权级,所以真正的内核代码可以访问任一部分内存,及任一处理器寄存器;3、服务器进程,这些服务器进程在低于任务和内核的特权级上运行,不能直接访问I/O端口,也不能访问属于自己段以外的内存,主要有内存管理(Memory Manager,MM
)负责执行所有牵涉到内存管理的系统调用,文件系统(File System,FS)负责执行文件系统的调用,尽管从它们的禁用的机器指令来看,它们与用户进程运行在相同的特权级上,但它们的执行优先级比用户进程高;4、用户进程,包含所有的用户进程——shell、编译器、。
下面我们来了解mi