1、实验 1进程的描述与控制Windows 2000 编程(实验估计时间：100 分钟)1.1 背景知识Windows 2000 可以识别的应用程序包括控制台应用程序、GUI应用程序和服务应用程序。控制台应用程序可以创建 GUI，GUI 应用程序可以作为服务来运行，服务也可以向标准的输出流写入数据。不同类型应用程序间的惟一重要区别是其启动方法。Windows 2000 是以 NT 技术构建的，它提供了创建控制台应用程序的能力，使用户可以利用标准的 C+工具，如 iostream 库中的 cout和 cin 对象，来创建小型应用程序。当系统运行时，Windows 2000 的服务通常要向系统用户提供
2、所需功能。服务应用程序类型需要 ServiceMail()函数，由服务控制管理器(SCM)加以调用。SCM 是操作系统的集成部分，负责响应系统启动以开始服务、指导用户控制或从另一个服务中来的请求。其本身负责使应用程序的行为像一个服务，通常，服务登录到特殊的 LocalSystem账号下，此账号具有与开发人员创建的服务不同的权限。当 C+编译器创建可执行程序时，编译器将源代码编译成 OBJ 文件，然后将其与标准库相链接。产生的 EXE 文件是装载器指令、机器指令和应用程序的数据的集合。装载器指令告诉系统从哪里装载机器代码。另一个装载器指令告诉系统从哪里开始执行进程的主线程。在进行某些设置后，进入
3、开发者提供的 main()、Servicemain()或WinMain()函数的低级入口点。机器代码中包括控制逻辑，它所做的事包括跳转到 Windows API 函数，进行计算或向磁盘写入数据等。Windows 允许开发人员将大型应用程序分为较小的、互相有关系的服务模块，即动态链接库(DLL) 代码块，在其中包含应用程序所使用的机器代码和应用程序的数据。1.2 实验目的通过对 Windows 2000 编程，进一步熟悉操作系统的基本概念，较好地理解 Windows 2000 的结构。1.3 工具/准备工作在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容。您需要做以下准备：1）一台运行 Windows
4、2000 Professional 操作系统的计算机。2）计算机中需安装 Visual C+ 6.0 专业版或企业版。1.4 实验内容与步骤(1)、简单的控制台应用程序我们先来创建一个名为“Hello，World ”的应用程序。步骤 1：登录进入 Windows 2000 Professional。步骤 2：利用输入输出类 iostream 和 std:cout 编写一个控制台小程序，在屏幕上显示“hello,windows 2000”，并把代码保存为 1-1.cpp。步骤 3：在“开始”菜单中单击“程序” 、 “附件” 、 “命令提示符” ，进入 Windows “命令提示符 ”窗口，并利用
5、简单的标准命令行：C：CL 1-1.cpp来创建可执行的 1-1.exe。操作能否正常进行？如果不行，原因是什么？不能，需修改环境变量。报错：CL 不是内部或外部命令，也不是可运行的程序1.在“我的电脑-属性- 高级- 环境变量”中， 添加如下变量：INCLUDE D:Program FilesMicrosoft Visual StudioVC98IncludeLIBD:Program FilesMicrosoft Visual StudioVC98LibX:Program FilesMicrosoft Visual StudioCommonMSDev98Bin;X:Program Files
6、Microsoft Visual StudioVC98BinX 表示安装盘符，注意这里是两个路径，因为 cl.exe 要用到MSDev98Bin 目录下的 MSPDB60.DLL。如果已经存在这些变量，则把以上值分别加在对应的变量值的后面，注意在添加前用分号隔开。2. 重启电脑3. 打开命令提示符，输入：cl hello.c回车后就会在目录下生成 hello.exe 和 hello.obj。步骤 4：运行 1-1.exe 程序，产生用户键入的一行文字。运行结果（如果运行不成功，原因是什么？）：成功C:fanyuanyuan1-1.exe(2)、GUI 应用程序在下面的实验中，用 C+编译器创建
7、一个 GUI 应用程序，代码应包括 WinMain()方法，这是 GUI 类型的应用程序的标准入口点。步骤 1：用 Windows.h 头文件、 WinMain()、MessageBox() API 函数、用 pragma 指令指示编译器/ 连接器找到 User32.lib 库文件编写一段小程序，在屏幕上显示一个窗口，消息框中显示“Hello,Windows 2000“,消息框标是用 “Greeting“,消息框中设一个“OK”按钮，代码保存为 1-2.cpp错误 1：MessageBox(NULL, “Hello,Windows 2000“, “Greeting“,MB_OK )应该是 4
8、个参数,第二个：消息文本第三个：消息框标第四个：类型指定下列标志中的一个来显示消息框中的按钮错误 2：. Windows 子系统设置错误, 提示: )WA5FzPLw libcmtd.lib(crt0.obj) : error LNK2001: unresolved external symbol _main * +oJ(e （还有一句提示的错误，忘了）4f 1 Windows 项目要使用 Windows 子系统, 而不是 Console, 可以这样设置: *y#/Dg z !DF-%3| Project Settings 选择“Link“ 属性页, Qo! 在 Project Options
9、 中将/subsystem:console /incremental:yes 改成/subsystem:windows 步骤 2：在“命令提示符”窗口运行 CL.exe，产生 1-2.exe 文件：C：CL 1-2.cpp运行结果：TH.k“Y 3、进程对象操作系统将当前运行的应用程序看作是进程对象。利用系统提供的惟一的称为句柄（HANDLE）的号码，就可与进程对象交互，这一号码只对当前进程有效。本实验编写一个简单的进程句柄的应用，在系统中运行的任何进程都可调用 GetCurrentProcess() API 函数，返回标识进程本身的句柄；再利用 GetPriorityClass()获得进程的
10、优先级，用 cout 函数在屏幕上把得到的进程优先级在屏幕上显示出来。步骤 1：将程序键入记事本中，并把代码保存为 1-3.cpp步骤 2：在“命令提示符”窗口运行 CL.exe，产生 1-3.exe 文件：C：CL 1-3.cpp运行结果步骤 3：编写一段程序，利用句柄查出进程的详细信息，首先利用 Windows 2000 的新特性工具帮助库 tlhelp.h 来获得当前运行的所有进程的快照。然后应用程序进入快照中的每一个进程，得到其以PROCESSENTRY32 结构表示的属性，这一结构用来向 OpenProcess() API 函数提供进程的 ID。Windows 跟踪每一进程的有关时间
11、，通过打开的进程句柄和 GetProcessTime（） API 来查询得到有关时间。然后计算进程在内核模式下消耗的时间占总时间的百分比。将程序键入记事本中，并把代码保存为 1-4.cpp。步骤 4：在“命令提示符”窗口运行 CL.exe，产生 1-4.exe 文件：C:CL 1-4.cpp运行结果：1.5 实验总结1.6 实验评价（教师）实验 2进程的描述与控制Windows 2000 进程的一生(实验估计时间：100 分钟)2.1 背景知识Windows 2000 所创建的每个进程都从调用 CreateProcess() API 函数开始，该函数的任务是在对象管理器子系统内初始化进程对象。
12、每一进程都以调用 ExitProcess()或 TerminateProcess() API 函数终止。通常应用程序的框架负责调用 ExitProcess()函数，对于 C+运行库来说，这一调用发生在应用程序的 main()函数返回之后。1. 创建进程CreateProcess()调用的核心参数是可执行文件运行时的文件名及其命令行。表 2-1 详细地列出了每个参数的类型和名称。表 2-1 实验记录参数名称 使用目的LPCTSTR lpApplivationNAME 全部或部分地指明包括可执行代码的 EXE 文件的文件名LPCTSTR lpCommandLine 向可执行文件发送的参数LPSEC
13、URIITY_ATTRIBUTESlpProcessAttributes返回进程句柄的安全属性，主要指明这一句柄是否应该由其他子进程所继承。LPSECURIITY_ATTRIBUTESlpThreadAttributes 返回进程的主线程的句柄的安全属性BOOL bInheritHandle 一种标志，告诉系统允许新进程继承创建者进 程的句柄DWORD dwCreationFlage 特殊的创建标志（如CREATE_SUSPENDED）的位标记LPVOID lpEnvironment 向新进程发送的一套环境变量；如为 null 值则发送调用者环境LPCTSTR lpCurrentDirecto
14、ry 新进程的启动目录STARTUPINFO lpStartupInfo STARTUPINFO 结构，包括新进程的输入和输出配置的详情LPPROCESS_INFORMATION 调用的结果块；发送新应用程序的进程和主线lpProcessInformation 程的句柄和 ID可以指定第一个参数，即应用程序的名称，其中包括相对于当前进程的当前目录的全路径或者利用搜索方法找到路径；lpCommandLine 参数允许调用者向新应用程序发送数据；接下来的三个参数与进程和它的主线程以及返回的指向该对象的句柄的安全性有关。然后是标志参数，用以在 dwCreationFlags 参数中指明系统应该给予新
15、进程什么行为。经常使用的标志是 CREATE_SUSPNDED，告诉主线程立刻暂停。当准备好时，应该使用 ResumeThread() API 来启动进程。另一个常用的标志是 CREATE_NEW_CONSOLE，告诉新进程启动自己的控制台窗口，而不是利用父窗口，这一参数还允许设置进程的优先级，用以向系统指明，相对于系统中所有其他的活动进程来说，给此进程多少 CPU 时间。接着是 CreateProcess()函数调用所需要的三个通常使用缺省值的参数，第一个参数是 lpEnvironment 参数，指明为新进程提供的环境；第二个参数是 lpCurrentDirectory,可用于向主创进程发送
16、与缺省目录不同的新进程使用的特殊的当前目录；第三个参数是 STARTUPINFO 数据结构中所必需的，用于在必要时指明新应用程序的主窗口的外观。CreateProcess（）的最后一个参数是用于新进程对象及其主线程的句柄和 ID 的返回值缓冲区，以 PROCESS_INFORMATION 结构中返回的句柄调用 Close_Handle() API 函数是重要的，因为如果不将这些句柄关闭的话，有可能危及主创进程终止之前的任何未释放的资源。2. 正在运行的进程如果一个进程程拥有至少一个执行线程，则为正在系统中运行的进程。通常这种进程使用主线程来指示它的存在，当主线程结束时，调用 Exitproce
17、ss() API 函数，通知系统终止它所拥有的所有正在运行、准备运行或正在挂起的其他线程。当进程正在运行时，可以查看它的许多特性，其中少数特性也允许加以修改。首先可查看的进程特性是系统进程标识符（PID） ，可利用GetCurrentProcessId() API 函数来查看，与 GetCurrentProcess()相似，对该函数的调用不能失败，但返回的 PID 在整个系统中都可使用，其他可显示当前进程信息的 API 函数还有 GetStartInfo()和GetprocessShutdownParameters(),可给出进程存活期内的配置详情。通常，一个进程需要它运行期环境的信息，例如
18、API 函数GetModuleFileName()和 GetcommandLine(),可以给出 CreateProcess()中的参数以启动应用程序。在创建应用程序时可使用的另一个 API 函数是 IsDebuggerPresent()。可利用 API 函数 GetGuiResources()来查看进程的 GUI 资源，此函数既可返回指定进程中的打开的 GUI 对象的数目，也可返回指定进程中打开的 USER 对象的数目。进程的其他性能信息可通过GetProcessIoCounters()、GetProcessPriorityBoost（） 、GetProcessTimes()和GetProc
19、essWorkingSetSize() API 得到，以上这几个 API 函数都只需要具有 PROCESS_QUERY_INFORMATION 访问权限的指向所感兴趣进程的句柄。另一个可用于进程信息查询的 API 函数是 GetProcessVersion(),此函数只需感兴趣进程的 PID（进程标识号） 。3. 终止进程所有进程都是以调用 ExitProcess()或者 TerminateProcess()函数结束的，但最好使用前者而不要使用后者，因为进程是在完成了它的所有的关闭“职责”之后以正常的终止方式来调用前者的。而外部进程通常调用后者即突然终止进程的进行，由于关闭时的途径不太正常，有
20、可能引起错误的行为。TerminateProcess() API 函数只要打开带有PROCESS_TERMINATE 访问权的对象，就可以终止进程，并向系统返回指定的代码，这是一种“野蛮”的终止进程的方式，但是有时却是需要的。如果开发人员确实有机会来设计“谋杀” （终止别的进程的进程）和“受害”进程（被终止的进程）时，应该创建一个进程间通信的内核对象，如一个互斥程序，这样一来， “受害”进程只在等待或同期性地测试它是否应该终止。2.2 实验目的1）通过创建进程、观察正在运行的进程和终止进程的程序设计和调试操作，进一步熟悉操作系统的进程概念，理解 Windows 2000进程的“一生” 。2）通
21、过编写和分析实验程序，学习创建进程、观察进程和终止进程的程序设计方法。2.3 工具/准备工作在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容。您需要做以下准备：1）一台运行 Windows 2000 Professional 操作系统的计算机。2）计算机中需安装 Visual C+ 6.0 专业版或企业版。2.4 实验内容与步骤请回答：Windows 所创建的每个进程都是以调用 API函数开始和以调用 或 API 函数终止。1、创建进程本实验学习创建进程的基本框架。该程序要求启动自身，显示它的系统进程 ID 和它在进程列表中的位置。步骤 1：登录进入 Windows 2000 Professional
22、。步骤 2：在“开始”菜单中单击“程序” 、 “Microsoft Visual Studio 6.0”“Microsoft Visual C+ 6.0”，进入 Visual C+窗口。步骤 3：在工具栏单击“新建”按钮，输入代码保存为 2-1.cpp。参考类和函数：windows.h、iostream、stdio.h 、StartClone()、GetModuleFileName、ZeroMemory 。步骤 4：单击“Build”菜单中的“Compile 2-1.cpp”命令，对 2-1.cpp 进行编译。步骤 5：编译完成后，单击“Build”菜单中的“Build 2-1.exe”命令，建立 2-1.exe 可执行文件。操作能否正常进行，如果不行，原因是什么？步骤 6：在工具栏单击“Execute program”按钮，或者按 Ctrl+F5键，或者单击“Build”菜单中的“Execute 2-1.exe”命令，执行 2-1.exe 程序。步骤 7：按 Ctrl+S 键可暂停程序的执行，按 Ctrl+Pause（Break ）键可终止程序的执行。程序运行时屏幕显示的信息是：
