操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)進(jìn)程管理進(jìn)程間通信

煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院設(shè)計(jì)名稱成員課程設(shè)計(jì)地址

課程：操作系統(tǒng)學(xué)號(hào)：姓名：班級(jí)：指導(dǎo)老師：進(jìn)度管理。進(jìn)度間通信。一．課程設(shè)計(jì)思想及目的1）加深對(duì)進(jìn)度見(jiàn)解的理解，明確進(jìn)度和程序的差別。2）進(jìn)一步認(rèn)識(shí)并發(fā)履行的實(shí)質(zhì)。3）分析進(jìn)度競(jìng)爭(zhēng)資源現(xiàn)象，學(xué)習(xí)解決進(jìn)度互斥的方法。4）認(rèn)識(shí)Linux系統(tǒng)中進(jìn)度通信的基本源理。Linux系統(tǒng)的進(jìn)度通信機(jī)構(gòu)(IPC)贊成在隨意進(jìn)度間大量量地互換數(shù)據(jù)。本實(shí)驗(yàn)的目的是認(rèn)識(shí)和熟習(xí)Linux支持的信息通信系統(tǒng)及信息量系統(tǒng)。二．課程設(shè)計(jì)設(shè)施及環(huán)境裝有Linux操作系統(tǒng)的PC機(jī)三．課程設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）進(jìn)度的創(chuàng)立編寫(xiě)一段源程序，使系統(tǒng)調(diào)用fork( )創(chuàng)立兩個(gè)子進(jìn)度，當(dāng)此程序運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在系統(tǒng)中有一個(gè)父進(jìn)度和兩個(gè)子進(jìn)度活動(dòng)。讓每一個(gè)進(jìn)度在屏幕上顯示一個(gè)字符：父進(jìn)度顯示字符“a”;子進(jìn)度分別顯示字符“b”和字符“c”。試察看紀(jì)錄屏幕上的顯示結(jié)果，并分析原由。（2）進(jìn)度的控制改正已編寫(xiě)的程序，將每個(gè)進(jìn)度輸出一個(gè)字符改為每個(gè)進(jìn)度輸出一句話，在察看程序履行時(shí)屏幕出現(xiàn)的現(xiàn)象，并分析原由。假如在程序中使用調(diào)用lockf( )來(lái)給每一個(gè)子進(jìn)度加鎖，能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)度之間的互斥，察看并分析出現(xiàn)的現(xiàn)象。3）①編寫(xiě)一段程序，使其現(xiàn)實(shí)進(jìn)度的軟中止通信。信息的創(chuàng)立，發(fā)送和接收。①使用系統(tǒng)調(diào)用msgget( ),msgsnd( ),msgrev( ),

及msgctl( )

編制一長(zhǎng)度為

1k的信息的發(fā)送和接收程序。②察看上邊的程序，說(shuō)明控制信息行列系統(tǒng)調(diào)用msgctl( )在此起什么作用？共享儲(chǔ)蓄區(qū)的創(chuàng)立、附接和段接。使用系統(tǒng)調(diào)用shmget( ),shmat( ),sgmdt( ),shmctl( ),編制一個(gè)與上述功能同樣的程序。比較上述（1），（2）兩種信息通信系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間。四.課程設(shè)計(jì)過(guò)程及結(jié)果1．進(jìn)度的創(chuàng)立〈任務(wù)〉編寫(xiě)一段程序，使用系統(tǒng)調(diào)用fork( )創(chuàng)立兩個(gè)子進(jìn)度。當(dāng)此程序運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在系統(tǒng)中有一個(gè)父進(jìn)度和兩個(gè)子進(jìn)度活動(dòng)。讓每一個(gè)進(jìn)度在屏幕上顯示一個(gè)字符；父進(jìn)度顯示字符“a”，子進(jìn)度分別顯示字符“b”和“c”。試察看記錄屏幕上的顯示結(jié)果，并分析原因。〈程序〉#include<stdio.h>main( ){intp1,p2;if(p1=fork( ))/*子進(jìn)度創(chuàng)立成功*/putchar('b');else{if(p2=fork( ))/*子進(jìn)度創(chuàng)立成功*/putchar('c');elseputchar('a');/*父進(jìn)度履行*/}}<運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果>bca(有時(shí)會(huì)出現(xiàn)abc的隨意的擺列)分析：從進(jìn)度履行并發(fā)來(lái)看，輸出abc的擺列都是有可能的。原由：fork( )創(chuàng)立進(jìn)度所需的時(shí)間固然可能多于輸出一個(gè)字符的時(shí)間，但各個(gè)進(jìn)度的時(shí)間片的獲取卻不是必定是次序的，所以輸出abc的擺列都是有可能的。2．進(jìn)度的控制<任務(wù)>改正已編寫(xiě)好的程序，將每個(gè)程序的輸出由單個(gè)字符改為一句話，再察看程序履行時(shí)屏幕上出現(xiàn)的現(xiàn)象，并分析其原由。假如在程序中使用系統(tǒng)調(diào)用lockf( )來(lái)給每個(gè)程序加鎖，能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)度之間的互斥，察看并分析出現(xiàn)的現(xiàn)象?！闯绦?〉#include<stdio.h>main( ){intp1,p2,i;if(p1=fork( )){for(i=0;i<500;i++)printf("parent%d\n",i);wait(0);/*保證在子進(jìn)度停止前，父進(jìn)度不會(huì)停止*/exit(0);}else{if(p2=fork( )){for(i=0;i<500;i++)printf("son%d\n",i);wait(0);/*保證在子進(jìn)度停止前，父進(jìn)度不會(huì)停止*/exit(0);/*向父進(jìn)度信號(hào)0且該進(jìn)度推出*/}else{for(i=0;i<500;i++)printf(“grandchild%d\n",i);exit(0);}}}〈運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果〉parent?.son?grandchild?grandchild?grandchildsongrandchildsonparent分析：因?yàn)楹瘮?shù)printf( )輸出的字符串之間不會(huì)被中止，所以,每個(gè)字符串內(nèi)部的字符次序輸出時(shí)不變?？墒?因?yàn)檫M(jìn)度并發(fā)履行時(shí)的調(diào)動(dòng)次序和父子進(jìn)度的搶占辦理機(jī)問(wèn)題，輸出字符串的次序和先后跟著履行的不同樣而發(fā)生變化。這與打印單字符的結(jié)果同樣。〈程序2〉#include<stdio.h>main( ){intp1,p2,i;if(p1=fork( )){lockf(1,1,0);for(i=0;i<500;i++)printf("parent%d\n",i);lockf(1,0,0);wait(0);/*保證在子進(jìn)度停止前，父進(jìn)度不會(huì)停止*/exit(0);}else{if(p2=fork( )){lockf(1,1,0);for(i=0;i<500;i++)printf("son%d\n",i);lockf(1,0,0);wait(0);/*保證在子進(jìn)度停止前，父進(jìn)度不會(huì)停止*/exit(0);}else{lockf(1,1,0);for(i=0;i<500;i++)printf("daughter%d\n",i);lockf(1,0,0);exit(0);}}}<運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果〉輸出parent塊,son塊,grandchild塊的次序可能不同樣，可是每個(gè)塊的輸出過(guò)程不會(huì)被打斷。分析：因?yàn)樯鲜龀绦蚵男袝r(shí)，lockf(1,1,0)鎖定標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)施，lockf(1,0,0)解鎖標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)施，在lockf(1,1,0)與lockf(1,0,0)中間的for循環(huán)輸出不會(huì)被中止，加鎖與不加鎖見(jiàn)效不同樣。3．軟中止通信〈任務(wù)1〉編制一段程序，使用系統(tǒng)調(diào)用fork( )創(chuàng)立兩個(gè)子進(jìn)度，再用系統(tǒng)調(diào)用signal( )讓父進(jìn)度捕獲鍵盤上來(lái)的中止信號(hào)（即按ctrl+c鍵），當(dāng)捕獲到中止信號(hào)后，父進(jìn)度用系統(tǒng)調(diào)用kill( )向兩個(gè)子進(jìn)度發(fā)出信號(hào)，子進(jìn)度捕獲到信號(hào)后，分別輸出以下信息后停止：childprocess1iskilledbyparent!childprocess2iskilledbyparent!父進(jìn)度等候兩個(gè)子進(jìn)度停止后，輸出以下信息后停止：parentprocessiskilled!#include<stdio.h>#include<signal.h>#include<unistd.h>voidwaiting( ),stop( ),alarming( );intwait_mark;main( ){intp1,p2;if(p1=fork( ))/*創(chuàng)立子進(jìn)度p1*/{if(p2=fork( ))/*創(chuàng)立子進(jìn)度p2*/{wait_mark=1;signal(SIGINT,stop);/*接收到^c信號(hào)，轉(zhuǎn)stop*/signal(SIGALRM,alarming);/*接受SIGALRMwaiting( );kill(p1,16);/*向p1發(fā)軟中止信號(hào)16*/kill(p2,17);/*向p2發(fā)軟中止信號(hào)17*/wait(0);

/*

同步*/wait(0);printf("parentprocessiskilled!\n");exit(0);}else{wait_mark=1;signal(17,stop);signal(SIGINT,SIG_IGN);/*忽視^c信號(hào)*/while(wait_mark!=0);lockf(1,1,0);printf("childprocess2iskilledbyparent!\n");lockf(1,0,0);exit(0);}}else{wait_mark=1;signal(16,stop);signal(SIGINT,SIG_IGN);/*

忽視^c

信號(hào)*/while(wait_mark!=0)lockf(1,1,0);printf("childprocess1iskilledbyparent!\n");lockf(1,0,0);exit(0);}}voidwaiting( ){sleep(5);if(wait_mark!=0)kill(getpid( ),SIGALRM);}voidalarming( ){wait_mark=0;}voidstop( ){wait_mark=0;}<運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果>不做任何操作等候五秒鐘父進(jìn)度回在子進(jìn)度縣推出退后出，并打印退出的次序；或許點(diǎn)擊ctrl+C后程序退出并打印退出的次序?！慈蝿?wù)2〉在上邊的任務(wù)1中，增加語(yǔ)句signal(SIGINT,SIG_IGN)和語(yǔ)句signal(SIGQUIT,SIG_IGN)，察看履行結(jié)果，并分析原由。這里，signal(SIGINT,SIG_IGN)signal(SIGQUIT,SIG_IGN)分別為忽視鍵信號(hào)以及忽視中止信號(hào)。<程序>#include<stdio.h>#include<signal.h>#include<unistd.h>intpid1,pid2;intEndFlag=0;intpf1=0;intpf2=0;voidIntDelete( ){kill(pid1,16);kill(pid2,17);}voidInt1( ){printf("childprocess1iskilled!byparent\n");exit(0);}voidInt2( ){printf("childprocess2iskilled!byparent\n");exit(0);}main( ){intexitpid;if(pid1=fork( )){if(pid2=fork( )){signal(SIGINT,IntDelete);waitpid(-1,&exitpid,0);waitpid(-1,&exitpid,0);printf("parentprocessiskilled\n");exit(0);}else{signal(SIGINT,SIG_IGN);signal(17,Int2);pause( );}}else{signal(SIGINT,SIG_IGN);signal(16,Int1);pause( );}}〈運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果〉請(qǐng)讀者將上述程序輸入計(jì)算機(jī)后，履行并察看。3．進(jìn)度的管道通信〈任務(wù)〉編制一段程序，實(shí)現(xiàn)進(jìn)度的管道通信。使用系統(tǒng)調(diào)用pipe( )成立一條管道線。兩個(gè)子進(jìn)度p1和p2分別向通道個(gè)寫(xiě)一句話：child1processissendingmessage!child2processissendingmessage!而父進(jìn)度則從管道中讀出來(lái)自兩個(gè)進(jìn)度的信息，顯示在屏幕上?！闯绦颉?include<unistd.h>#include<signal.h>#include<stdio.h>intpid1,pid2;main( ){intfd[2];charoutpipe[100],inpipe[100];pipe(fd);/*創(chuàng)立一個(gè)管道*/while((pid1=fork( ))==-1);if(pid1==0){lockf(fd[1],1,0);sprintf(outpipe,"child1processissendingmessage!");/*把串放入數(shù)組outpipe中*/write(fd[1],outpipe,50);/*向管道寫(xiě)長(zhǎng)為50字節(jié)的串*/sleep(5);/*自我擁堵5秒*/lockf(fd[1],0,0);exit(0);}else{while((pid2=fork( ))==-1);if(pid2==0){lockf(fd[1],1,0);/*互斥*/sprintf(outpipe,"child2processissendingmessage!");write(fd[1],outpipe,50);sleep(5);lockf(fd[1],0,0);exit(0);}else{wait(0);/*

同步*/read(fd[0],inpipe,50);/*

從管道中讀長(zhǎng)為

50字節(jié)的串*/printf("%s\n",inpipe);wait(0);read(fd[0],inpipe,50);printf("%s\n",inpipe);exit(0);}}}〈運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果〉延緩5秒后顯示:child1processissendingmessage!再延緩5秒:child2processissendingmessage!（2）進(jìn)度的管道通信編制一段程序，實(shí)現(xiàn)進(jìn)度的管道通信。使用系統(tǒng)調(diào)用pipe( )成立一條管道線。兩個(gè)子進(jìn)度p1和p2分別向通道個(gè)寫(xiě)一句話：child1processissendingmessage!child2processissendingmessage!而父進(jìn)度則從管道中讀出來(lái)自兩個(gè)進(jìn)度的信息，顯示在屏幕上。#include<unistd.h>#include<signal.h>#include<stdio.h>intpid1,pid2;main( ){intfd[2];charoutpipe[100],inpipe[100];pipe(fd);/*創(chuàng)立一個(gè)管道*/while((pid1=fork( ))==-1);if(pid1==0){lockf(fd[1],1,0);sprintf(outpipe,"child1processissendingmessage!");/*把串放入數(shù)組outpipe中*/write(fd[1],outpipe,50);/*向管道寫(xiě)長(zhǎng)為50字節(jié)的串*/sleep(5);/*自我擁堵5秒*/lockf(fd[1],0,0);exit(0);}else{while((pid2=fork( ))==-1);if(pid2==0){lockf(fd[1],1,0);/*互斥*/sprintf(outpipe,"child2processissendingmessage!");write(fd[1],outpipe,50);sleep(5);lockf(fd[1],0,0);exit(0);}else{wait(0);/*同步*/read(fd[0],inpipe,50);/*從管道中讀長(zhǎng)為50字節(jié)的串*/printf("%s\n",inpipe);wait(0);read(fd[0],inpipe,50);printf("%s\n",inpipe);exit(0);}}}〈運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果〉延緩5秒后顯示:child1processissendingmessage!再延緩5秒:child2processissendingmessage!（2）信息的創(chuàng)立，發(fā)送和接收#include<stdio.h>#include<sys/types.h>#include<sys/msg.h>#include<sys/ipc.h>#defineMSGKEY75/*定義重點(diǎn)詞MEGKEY*/Structmsgform/*信息構(gòu)造*/{longmtype;charmtexe[100];/*文本長(zhǎng)度*/}msg;intmsgqid,i;voidCLIENT( ){inti;msgqid=msgget(MSGKEY,0777|IPC_CREAT);for(i=10;i>=1;i--){msg.mtype=i;printf("(c