实验四父子进程通信

《计算机操作系统》实验指导书（适合于计算机科学与技术专业）湖南工业大学计算机与通信学院二O一四年十月前言计算机操作系统是计算机科学与技术专业的主要专业基础课程，其实践性、应用性很强。

实践教学环节是必不可少的一个重要环节。

计算机操作系统的实验目的是加深对理论教学内容的理解和掌握，使学生较系统地掌握操作系统的基本原理，加深对操作系统基本方法的理解，加深对课堂知识的理解，为学生综合运用所学知识，在Linux环境下调用一些常用的函数编写功能较简单的程序来实现操作系统的基本方法、并在实践应用方面打下一定基础。

要求学生在实验指导教师的帮助下自行完成各个操作环节，并能实现且达到举一反三的目的，完成一个实验解决一类问题。

要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握所学内容，并能够用其分析、设计和解答类似问题；对此能够较好地理解和掌握，并且能够进行简单分析和判断；能够熟练使用Linux用户界面；掌握操作系统中进程的概念和控制方法；了解进程的并发，进程之间的通信方式，了解虚拟存储管理的基本思想。

同时培养学生进行分析问题、解决问题的能力；培养学生完成实验分析、实验方法、实验操作与测试、实验过程的观察、理解和归纳能力。

为了收到良好的实验效果，编写了这本实验指导书。

在指导书中，每一个实验均按照该课程实验大纲的要求编写，力求紧扣理论知识点、突出设计方法、明确设计思路，通过多种形式完成实验任务，最终引导学生有目的、有方向地完成实验任务，得出实验结果。

任课教师在实验前对实验任务进行一定的分析和讲解，要求学生按照每一个实验的具体要求提前完成准备工作，如：查找资料、设计程序、完成程序、写出预习报告等，做到有准备地上机。

进行实验时，指导教师应检查学生的预习情况，并对调试过程给予积极指导。

实验完毕后，学生应根据实验数据及结果，完成实验报告，由学习委员统一收齐后交指导教师审阅评定。

实验成绩考核：实验成绩占计算机操作系统课程总评成绩的20%。

指导教师每次实验对学生进行出勤考核，对实验效果作记录，并及时批改实验报告，综合评定每一次的实验成绩，在学期终了以平均成绩作为该生的实验成绩。

进程通信的几种方法进程通信是指在操作系统中，不同的进程之间进行数据交换和信息传递的过程。

在现代操作系统中，进程通信是非常重要的，因为多个进程之间的协作可以提高系统的性能和效率。

本文将介绍几种常见的进程通信方法。

1.管道通信管道通信是一种单向、半双工的通信方式，通过创建一个管道，将一个进程的输出连接到另一个进程的输入，从而实现数据的传输。

管道通信一般用于具有父子关系的进程之间或者具有共同祖先的进程之间。

2.消息队列通信消息队列通信是一种通过操作系统内核来传递消息的机制。

进程可以将消息发送到消息队列，其他进程则可以从消息队列中接收消息。

消息队列通信具有高效、可靠、灵活等特点，常用于进程之间传递数据量较大的情况。

3.共享内存通信共享内存通信是一种进程间共享内存区域的方式。

多个进程可以访问同一块内存区域，从而实现数据的共享。

共享内存通信的优点是速度快，因为进程之间不需要进行数据的复制，但是需要进程之间进行同步和互斥操作，以避免数据的冲突。

4.信号量通信信号量通信是一种通过操作系统提供的信号量机制来实现进程间同步和互斥的方式。

进程可以通过信号量来进行互斥操作，以确保共享资源的安全访问。

信号量通信常用于进程之间共享资源的管理和同步。

5.套接字通信套接字通信是一种通过网络进行进程通信的方式，常用于不同主机之间的进程通信。

套接字通信可以通过TCP或UDP协议来实现，具有跨平台、可靠性高等特点。

总结起来，进程通信是操作系统中非常重要的一部分，不同的进程之间可以通过各种方式进行数据的交换和信息的传递。

管道通信、消息队列通信、共享内存通信、信号量通信和套接字通信是常见的几种进程通信方法。

不同的通信方法适用于不同的场景，开发人员需要根据具体需求选择合适的通信方式。

进程通信的正确使用可以提高系统的性能和效率，确保系统的稳定运行。

进程通信课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握进程通信的基本概念，了解进程与线程的区别及通信机制。

2. 学会使用至少一种进程通信方法，如管道、消息队列、共享内存、信号量等，并理解其工作原理。

3. 掌握进程同步与互斥的概念，了解常见同步互斥机制。

技能目标：1. 培养学生运用进程通信方法解决实际问题的能力，能编写简单的进程通信程序。

2. 提高学生分析进程通信场景，选择合适通信机制的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对计算机操作系统及进程通信的兴趣，激发学生主动探索精神。

2. 培养学生具备团队协作意识，能够与同学共同完成进程通信相关的项目任务。

3. 引导学生认识到进程通信在计算机系统中的重要性，增强学生的专业认同感。

课程性质分析：本课程为计算机科学与技术专业课程，旨在让学生深入了解操作系统中进程通信的相关知识。

学生特点分析：学生已具备一定的编程基础和操作系统知识，具有较强的学习能力和动手能力。

教学要求：1. 注重理论与实践相结合，通过实例分析，让学生更好地理解和掌握进程通信技术。

2. 鼓励学生参与课堂讨论，培养学生主动思考和解决问题的能力。

3. 强化实践环节，让学生在实际操作中掌握进程通信技术，提高编程技能。

二、教学内容1. 进程通信基本概念：进程与线程的对比，进程间通信的必要性及常见通信方式。

教材章节：第二章 进程管理，第三节 进程同步与通信2. 进程通信机制：管道、消息队列、共享内存、信号量、信号等。

教材章节：第二章 进程管理，第四节 进程通信机制3. 进程同步与互斥：互斥锁、条件变量、读写锁等同步互斥机制。

教材章节：第二章 进程管理，第五节 进程同步与互斥4. 进程通信实例分析：分析具体场景，选择合适的通信机制，进行实例讲解。

教材章节：第二章 进程管理，第六节 进程通信实例5. 实践环节：编写简单的进程通信程序，加深对进程通信机制的理解。

教材章节：实验教程，实验五 进程通信编程教学进度安排：1. 基本概念与通信机制（2课时）2. 同步互斥机制（2课时）3. 实例分析（2课时）4. 实践环节（4课时）教学内容确保科学性和系统性，结合教材章节，从理论到实践，使学生全面掌握进程通信的相关知识。

操作系统原理实验报告操作系统原理实验报告一、课程设计的题目：根据“操作系统原理”课程的课堂教学内容，结合自己的知识积累情况，题目可从下述拟题中选择，亦可自定。

二、实验设计的内容：在Linux或Windows操作系统下，用C语言进行操作系统相关的设计开发，内容可关于“并发程序设计”、“处理机管理”、“用户接口”、“存储管理”、“文件系统管理”、“设备管理”等等。

三、参考资料：1、清华大学出版，张尧学《计算机操作系统教程》配套的《习题解答与实验指导书》中范例；2、清华大学出版，任爱华《操作系统实用教程》中的实例设计；3、《Linux下C语言编程入门教程》、《Linux软件工程师（C 语言）实用教程》等；4、网上与操作系统设计与开发相关的文献资料。

四、重要操作环节1、步骤：选题（2~3人一小组）--→提交小组名单--→分析、编写程序--→上机调试--→分析结果--→评价结果--→写出设计报告2、设计报告的主要内容：①、设计说明：设计主要完成的任务、解决的主要问题；②、工作原理：找出教材中的相关工作原理并简要说明；③、详细设计：包括调用的主要系统函数说明、程序流程图、程序代码、关键语句注释；④、运行结果：要求写出运行结果或抓图给出；⑤、分析结果：要求用操作系统原理有关理论解释说明；⑥、调试步骤以及调试过程中出现的问题及解决方法；⑦、参考文献：5篇以上；⑧、以学年论文格式提交文档资料，要有统一的封面和实验心得体会。

五、成绩评定1、各小组轮流演示小组作品，演示完毕，由其他小组的同学提2个以上问题，回答完毕打分；3、打分遵循原则如下：注意：①以下必做实验每小组都要做②以下选做实验，1个实验题目至多允许2个小组选，各小组也可以自拟题目必做实验（四个，都要做）实验一1. 实验名称：Linux登录、注销、关机和基本操作一。

2. 实验要求：掌握Linux系统的登录、注销、关机方法；掌握列出文件清单命令的使用方法：ls；掌握目录的切换命令的使用：cd；掌握目录的建立、删除命令的使用：mkdir、rmdir；掌握文件的拷贝、删除、移动命令的使用：cp、rm、mv 。

第1篇一、实验背景进程管理是操作系统中的一个重要组成部分，它负责管理计算机系统中所有进程的创建、调度、同步、通信和终止等操作。

为了加深对进程管理的理解，我们进行了一系列实验，以下是对实验的分析和总结。

二、实验目的1. 加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。

2. 进一步认识并发执行的实质。

3. 分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法。

4. 了解Linux系统中进程通信的基本原理。

三、实验内容1. 使用系统调用fork()创建两个子进程，父进程和子进程分别显示不同的字符。

2. 修改程序，使每个进程循环显示一句话。

3. 使用signal()捕捉键盘中断信号，并通过kill()向子进程发送信号，实现进程的终止。

4. 分析利用软中断通信实现进程同步的机理。

四、实验结果与分析1. 实验一：父进程和子进程分别显示不同的字符在实验一中，我们使用fork()创建了一个父进程和两个子进程。

在父进程中，我们打印了字符'a'，而在两个子进程中，我们分别打印了字符'b'和字符'c'。

实验结果显示，父进程和子进程的打印顺序是不确定的，这是因为进程的并发执行。

2. 实验二：每个进程循环显示一句话在实验二中，我们修改了程序，使每个进程循环显示一句话。

实验结果显示，父进程和子进程的打印顺序仍然是随机的。

这是因为并发执行的进程可能会同时占用CPU，导致打印顺序的不确定性。

3. 实验三：使用signal()捕捉键盘中断信号，并通过kill()向子进程发送信号在实验三中，我们使用signal()捕捉键盘中断信号（按c键），然后通过kill()向两个子进程发送信号，实现进程的终止。

实验结果显示，当按下c键时，两个子进程被终止，而父进程继续执行。

这表明signal()和kill()在进程控制方面具有重要作用。

4. 实验四：分析利用软中断通信实现进程同步的机理在实验四中，我们分析了利用软中断通信实现进程同步的机理。

一、实验目的1. 理解进程通信的概念和作用。

2. 掌握进程通信的常用方法，包括管道、消息队列、信号量等。

3. 通过编程实践，加深对进程通信机制的理解和应用。

二、实验环境操作系统：Linux开发环境：gcc三、实验内容1. 管道通信2. 消息队列通信3. 信号量通信四、实验步骤及分析1. 管道通信（1）实验步骤1）创建一个父进程和一个子进程；2）在父进程中创建一个管道，并将管道的读端和写端分别赋给父进程和子进程；3）在父进程中，通过管道的写端发送数据给子进程；4）在子进程中，通过管道的读端接收父进程发送的数据；5）关闭管道的读端和写端；6）结束进程。

（2）实验分析通过管道通信，实现了父进程和子进程之间的数据传递。

管道是半双工通信，数据只能单向流动。

在本实验中，父进程向子进程发送数据，子进程接收数据。

2. 消息队列通信（1）实验步骤1）创建一个消息队列；2）在父进程中，向消息队列中发送消息；3）在子进程中，从消息队列中接收消息；4）删除消息队列；5）结束进程。

（2）实验分析消息队列是一种进程间通信机制，允许不同进程之间传递消息。

消息队列的创建、发送、接收和删除等操作都是通过系统调用实现的。

在本实验中，父进程向消息队列发送消息，子进程从消息队列接收消息，实现了进程间的消息传递。

3. 信号量通信（1）实验步骤1）创建一个信号量；2）在父进程中，对信号量执行P操作，请求资源；3）在子进程中，对信号量执行V操作，释放资源；4）结束进程。

（2）实验分析信号量是一种用于实现进程同步的机制。

在进程通信中，信号量可以用来协调多个进程对共享资源的访问。

在本实验中，父进程和子进程通过信号量实现了对共享资源的同步访问。

五、实验结果1. 管道通信实验结果：父进程成功向子进程发送数据，子进程成功接收数据。

2. 消息队列通信实验结果：父进程成功向消息队列发送消息，子进程成功从消息队列接收消息。

3. 信号量通信实验结果：父进程成功获取资源，子进程成功释放资源。

第1篇一、实验目的1. 理解进程通信的概念和原理；2. 掌握进程通信的常用机制和方法；3. 能够使用进程通信机制实现进程间的数据交换和同步；4. 增强对操作系统进程管理模块的理解。

二、实验环境1. 操作系统：Linux2. 编程语言：C3. 开发环境：GCC三、实验内容1. 进程间通信的管道机制2. 进程间通信的信号量机制3. 进程间通信的共享内存机制4. 进程间通信的消息队列机制四、实验步骤1. 管道机制（1）创建管道：使用pipe()函数创建管道，将管道文件描述符存储在两个变量中，分别用于读和写。

（2）创建进程：使用fork()函数创建子进程，实现父子进程间的通信。

（3）管道读写：在父进程中，使用read()函数读取子进程写入的数据；在子进程中，使用write()函数将数据写入管道。

（4）关闭管道：在管道读写结束后，关闭对应的管道文件描述符。

2. 信号量机制（1）创建信号量：使用sem_open()函数创建信号量，并初始化为1。

（2）获取信号量：使用sem_wait()函数获取信号量，实现进程同步。

（3）释放信号量：使用sem_post()函数释放信号量，实现进程同步。

（4）关闭信号量：使用sem_close()函数关闭信号量。

3. 共享内存机制（1）创建共享内存：使用mmap()函数创建共享内存区域，并初始化数据。

（2）映射共享内存：在父进程和子进程中，使用mmap()函数映射共享内存区域。

（3）读写共享内存：在父进程和子进程中，通过指针访问共享内存区域，实现数据交换。

（4）解除映射：在管道读写结束后，使用munmap()函数解除映射。

4. 消息队列机制（1）创建消息队列：使用msgget()函数创建消息队列，并初始化消息队列属性。

（2）发送消息：使用msgsnd()函数向消息队列发送消息。

（3）接收消息：使用msgrcv()函数从消息队列接收消息。

（4）删除消息队列：使用msgctl()函数删除消息队列。

进程控制与进程通信程序实验报告一、引言进程是计算机系统中最基本的概念之一，是操作系统中最小的资源管理单位。

进程控制与进程通信是操作系统中重要的内容，涉及到进程的创建、调度和终止，以及进程间的信息传递和同步管理。

本实验旨在通过编写进程控制与进程通信程序，加深对操作系统中进程管理和通信机制的理解。

二、实验目的1. 理解进程的概念和特点，掌握进程的创建、调度和终止方法。

2. 掌握进程通信的基本原理和方法，包括共享内存、管道、消息队列和信号量等。

3. 能够编写简单的进程控制和进程通信程序。

三、实验内容1. 进程控制实验：编写一个程序，实现进程的创建、调度和终止。

通过调用系统调用函数，创建多个子进程，并通过进程控制函数实现父子进程的协作与同步。

2. 进程通信实验：编写一个程序，实现进程间的信息传递和同步管理。

通过共享内存、管道、消息队列或信号量等机制，实现不同进程之间的数据交换和共享。

四、实验步骤1. 进程控制实验：（1）创建父进程和子进程：使用fork()函数创建子进程，并通过判断返回值来区分父子进程。

（2）调度子进程：使用wait()函数等待子进程的结束，以实现父子进程的同步。

（3）终止子进程：使用exit()函数终止子进程的运行。

2. 进程通信实验：（1）共享内存：使用shmget()函数创建共享内存段，使用shmat()函数映射共享内存到进程的地址空间，实现共享数据的读写。

（2）管道：使用pipe()函数创建管道，使用fork()函数创建子进程，通过读写管道实现进程间的数据传输。

（3）消息队列：使用msgget()函数创建消息队列，使用msgsnd()函数向消息队列发送消息，使用msgrcv()函数从消息队列接收消息，实现进程间的消息传递。

（4）信号量：使用semget()函数创建信号量，使用semop()函数对信号量进行P操作和V操作，实现进程间的同步和互斥。

五、实验结果通过实验，我们成功实现了进程的创建、调度和终止，以及进程间的信息传递和同步管理。

父子进程的说法
"父子进程"是指在操作系统中，由一个进程创建（通常是通过fork系统调用）的进程关系。

这种关系通常用于实现并发执行或并行计算，允许父进程和子进程在独立的执行空间中运行。

以下是关于父子进程的一些说明：
1.父进程：执行fork系统调用的进程称为父进程。

父进程在创建子进程后，通常会继续执行一些任务，或者等待子进程完成执行。

2.子进程：通过fork系统调用创建的新进程称为子进程。

子进程是父进程的副本，拥有独立的内存空间，但通常会继承父进程的代码段、数据段、文件描述符等信息。

3.进程独立性：父进程和子进程之间是相对独立的，它们可以并发执行，互不影响。

子进程的修改通常不会影响父进程，反之亦然。

4.通信机制：父子进程之间可以通过进程间通信（Inter-Process Communication，IPC）来进行数据交换。

常见的IPC方法包括管道、共享内存、消息队列等。

5.等待子进程：父进程通常会使用wait系统调用等待子进程的结束，并获取子进程的退出状态。

这样可以确保父进程在子进程执行完毕后进行进一步的处理。

在多进程的环境中，父子进程的概念非常重要，它们共同构成了并发执行的基础。

在Unix/Linux等操作系统中，fork系统调用是实现多进程的一种常见方式。

操作系统实验报告实验项⽬⼆进程管理⼀、实验⽬的1.理解进程的概念，掌握⽗、⼦进程创建的⽅法。

2.认识和了解并发执⾏的实质，掌握进程的并发及同步操作。

⼆、实验内容1.编写⼀C语⾔程序，实现在程序运⾏时通过系统调⽤fork( )创建两个⼦进程，使⽗、⼦三进程并发执⾏，⽗亲进程执⾏时屏幕显⽰“I am father”，⼉⼦进程执⾏时屏幕显⽰“I am son”，⼥⼉进程执⾏时屏幕显⽰“I am daughter”。

2.多次连续反复运⾏这个程序，观察屏幕显⽰结果的顺序，直⾄出现不⼀样的情况为⽌。

记下这种情况，试简单分析其原因。

3.修改程序，在⽗、⼦进程中分别使⽤wait()、exit()等系统调⽤“实现”其同步推进，并获取⼦进程的ID号及结束状态值。

多次反复运⾏改进后的程序，观察并记录运⾏结果。

三、源程序及运⾏结果源程序1：#include#include#includeint main(int argc, char ** argv ){int pid=fork();if(pid < 0)printf("error!");else if( pid == 0 ){printf("I am son!\n");}else{int pid=fork();if (pid < 0)printf("error!");else if( pid == 0 ){printf(“I am daughter! \n");}elseprintf("I am father!\n");}sleep(1);return 0;}运⾏结果：源程序2：#include#include#includeint main(int argc, char ** argv ) {char *message;int n;int pid=fork();if(pid < 0)printf("error!");else if( pid == 0 ){message="I am daughter!"; pid=getpid();n=3;}else{int pid=fork();if (pid < 0)printf("error!");else if( pid == 0 ){message="I am son!";pid=getpid();n=3;}elsemessage="I am father!";n=3;}for(;n>0;n--){puts(message);sleep(1);}return 0;}运⾏结果：四、实验分析与总结1.实验内容1运⾏结果为什么⽆固定顺序，fork()函数创建进程是如何并发执⾏的。

实验四进程间通信一、实验目的1.掌握利用管道机制实现进程间的通信的方法2.掌握利用消息缓冲队列机制实现进程间的通信的方法3.掌握利用共享存储区机制实现进程间的通信的方法4.了解Linux系统中进程软中断通信的基本原理二、实验学时2学时三、实验内容1．掌握实现进程间通信的系统调用的功能和方法进程通信，是指进程之间交换信息。

从这个意义上讲，进程之间的同步、互斥也是一种信息交换，也是一种通信。

但是，这里所说的“通信”是指进程之间交换较多的信息这样一种情况，特别是在由数据相关和有合作关系的进程之间，这种信息交换是十分必要和数量较大的。

进程间通信是协调解决多个进程之间的约束关系，实现进程共同进展的关键技术，是多道系统中控制进程并发执行必不可少的机制。

（1）进程的通信方式：a. 直接通信是指信息直接传递给接收方，如管道。

在发送时，指定接收方的地址或标识，也可以指定多个接收方或广播式地址, send(Receiver, message)。

在接收时，允许接收来自任意发送方的消息，并在读出消息的同时获取发送方的地址, receive(Sender,message)。

b. 间接通信：借助于收发双方进程之外的共享数据结构作为通信中转，如消息队列。

这种数据结构称为缓冲区或信箱。

通常收方和发方的数目可以是任意的。

（2）进程间通信的类型：a. 共享存储器系统：基于共享数据结构的通信方式：只能传递状态和整数值（控制信息），包括进程互斥和同步所采用的信号量机制。

速度快，但传送信息量小，编程复杂，属于低级通信；基于共享存储区的通信方式：能够传送任意数量的数据，属于高级通信。

b. 消息传递系统：在消息传递系统中，进程间的数据交换以消息为单位，用户直接利用系统提供的一组通信命令（原语）来实现通信。

c. 管道通信：管道是一条在进程间以字节流方式传送的通信通道。

它由OS 核心的缓冲区（通常几十KB）来实现，是单向的；在实质上，是一个有OS 维护的特殊共享文件，常用于命令行所指定的输入输出重定向和管道命令。

操作系统实验报告哈尔滨工程大学软件学院．第六讲进程的同步一、实验概述1. 实验名称实验系统的启动2. 实验目的1).使用EOS 的信号量编程解决生产者—消费者问题，理解进程同步的意义。

2).调试跟踪EOS 的信号量的工作过程，理解进程同步的原理。

3).修改EOS 的信号量算法，使之支持等待超时唤醒功能（有限等待），加深理解进程同步的原理。

3. 实验类型（验证、设计）验证4. 实验内容1).准备实验2).使用EOS的信号量解决生产者－消费者问题3).调试EOS信号量的工作过程①创建信号量②等待释放信号量③等待信号量（不阻塞）④释放信号量（不唤醒）⑤等待信号量（阻塞）⑥释放信号量（唤醒）4).修改EOS的信号量算法在目前EOS Kernel项目的ps/semaphore.c文件中，PsWaitForSemaphore函数的Milliseconds参数只能是INFINITE，PsReleaseSemaphore 函数的ReleaseCount 参数只能是1。

现在要求同时修改PsWaitForSemaphore函数和PsReleaseSemaphore 函数中的代码，使这两个参数能够真正起到作用，使信号量对象支持等待超时唤醒功能和批量释放功能。

二、实验环境操作系统：windows xp编译环境：OS Lab1三、实验过程1. 设计思路和流程图准备实验的信号量解决EOS使用整体试验流程图图3-1. 2函数开始ConsumerProducer函数开始函数开始mainProd对象Mutex创建ucer生产完Consumer费消数函毕？函数结束毕完结束信号Empty创建量对信号量对释Empty3-2.Main图函数流程图、生产者消费、消费者流程图32. 需要解决的问题及解答(1).思考在ps/semaphore.c文件内的PsWaitForSemaphore和PsReleaseSemaphore 函数中，为什么要使用原子操作？答：在执行等待信号量和释放信号量的时候，是不允许cpu响应外部中断的，如果此时cpu响应了外部中断，会产生不可预料的结果，无法正常完成原子操作。

进程通信-管道（lockf）实验四进程通信一、实验目的以管道通信为例了解Linux系统中进程通信的基本原理。

二、预备知识1.系统调用lockf (fd,mode,size)，对指定文件的指定区域（由size指示）进行加锁或解锁，以实现进程的同步与互斥。

其中fd是文件描述字；mode是锁定方式，=1表示加锁，=0表示解锁，size是指定文件fd的指定区域，用0表示从当前位置到文件尾。

2.进程管道的通信。

建立进程间的管道，格式为：pipe(fd); int fd[2]; 其中，fd[1] 是写端，向管道中写入； fd[0] 是读端，从管道中读出；本质上将其当作文件处理。

进程间可通过管道，用write与read来传递数据，但write 与read不可以同时进行，在管道中只能有4096字节的数据被缓冲。

写端fd[1] pipe(fd) 读端fd[0]write(fd[1],buf,size) read(fd[0],buf,size)3.write()写文件函数，把buf中的长度为size字符的消息送入管道入口fd[1]。

4.read()读文件函数，从管道出口fd[0]读出size字符的消息置入buf中。

5.系统调用sleep(second)用于进程的同步与互斥，自变量是暂停秒数。

其功能是使现行进程暂停执行由自变量规定的秒数。

6.sprintf()格式化输出到数组的函数。

7.系统调用exit()和wait()参考课本238页。

三、实验内容1.分析示例程序且编译执行。

编写一个程序，建立一个pipe，同时父进程产生一个子进程，子进程向pipe中写入一个字符串，父进程相隔5秒钟从该pipe中读出该字符串。

#include<stdio.h>main(){ int x, fd[2];char buf[30],s[30];pipe(fd);while（（x=fork()）==-1）;if ( x==0){ sprintf(buf,”this is an example\n”);printf(“child procee running! \n”);write(fd[1],buf,30); /*把buf中的字符写入管道*/sleep(5); /*睡眠5秒，让父进程读*/exit(0); /*关闭x，子进程自我中止*/}else{ wait(0); /*父进程挂起直到其某一子进程中止为止*/read(fd[0],s,30);printf(“%s”,s);}2.编写一段程序，使用系统调用pipe()建立一条管道，同时父进程生成2个子进程分别向这条管道写一句话：child1 is sending a message! Child2 is sending a message! 父进程则循环从管道中读出信息，显示在屏幕上。

《操作系统原理》实验报告
实验序号：4 实验项目名称：进程控制
一、实验目的及要求
1. 加深对进程信号量的理解。

2. 理解进程同步与互斥机制。

3. 掌握Linux操作系统下的进程控制编程。

二、实验设备（环境）及要求
1.虚拟机VMware Workstation、Ubuntu操作系统和C语言编程。

2.编写一段程序，使用系统调用fork()创建两个子进程，再用系统调用signal()让父进程捕捉键盘上来的中断信号（即按Ctrl C键），当捕捉到中断信号后，父进程调用kill()向两个子进程发出信号，子进程捕捉到信号后，分别输出下面信息后终止：
child process 1 is killed by parent!
child process 2 is killed by parent!
父进程等待两个子进程终止后，输出以下信息后终止：
parent process is killed!
三、实验内容与步骤
代码：
在终端上进行测试
四、实验结果与数据处理
五、分析与讨论
了解了计算机进程的管理以及signal（）函数的作用。

六、教师评语成绩。

2011-2012学年第一学期计算机操作系统实验报告专业：班级：学号：姓名：提交日期：2011年11月1实验二Linux进程创建与进程通信【实验目的】1. 熟悉有关Linux系统调用；2. 学习有关Linux的进程创建，理解进程创建后两个并发进程的执行；3. 通过系统调用wait()和exit()，实现父子进程同步；4. 掌握管道、消息缓冲等进程通信方法并了解其特点和使用限制。

【实验内容】1. 父进程创建子进程实现父进程创建一个子进程，返回后父子进程分别循环输出字符串“The parent process.”及“The child process.”5次，每次输出后使用sleep(1)延时一秒，然后再进入下一次循环。

给出源程序代码和运行结果。

程序代码：main(){int p1,i;while ((p1=fork())==-1);if (p1>0)for (i=0;i<5;i++){printf("I am parent.\n");sleep(1);}elsefor (i=0;i<5;i++){printf("I am child.\n");sleep(1);}}运行结果：The parent process.The child process.The parent process.The child process.The parent process.The child process.The parent process.The child process.The parent process.The child process.2. 父子进程同步修改上题程序，使用exit()和wait()实现父子进程同步，其同步方式为父进程等待子进程的同步，即：子进程循环输出5次，然后父进程再循环输出5次。

给出源程序代码和运行结果。

程序代码：main(){int p1,i;while ((p1=fork())==-1);if (p1>0){wait(0);for (i=0;i<5;i++){printf("I am parent.\n");sleep(1);}}else{for (i=0;i<5;i++){printf("I am child.\n");sleep(1);}exit(0);}}运行结果：I am parent.I am parent.I am parent.I am parent.I am parent.I am child.I am child.I am child.I am child.I am child.3. Linux管道通信编写一个程序，实现以下功能。

linux进程间通信实验心得随着对Linux系统的深入了解，我对进程间通信（IPC）的重要性有了更深刻的认识。

在这次实验中，我通过实际操作，掌握了多种Linux进程间通信的方法，并对它们的特点和应用场景有了更清晰的了解。

实验过程中，我主要接触了三种主要的进程间通信方法：管道（Pipe）、信号（Signal）和共享内存（Shared Memory）。

每种方法都有其独特的特点和使用场景。

管道是最基本的进程间通信方式，它允许父子进程之间进行通信。

通过管道，一个进程可以将数据写入到管道中，而另一个进程可以从管道中读取数据。

我在实验中创建了多个进程，并通过管道实现了它们之间的数据传递。

虽然管道简单易用，但它的通信能力有限，只能用于父子进程或兄弟进程之间的通信。

信号是一种异步的进程间通信方式，一个进程可以向另一个进程发送信号。

接收进程可以根据信号的类型采取不同的行动。

我在实验中通过信号实现了进程间的控制和同步。

虽然信号可以用于任何两个进程之间的通信，但由于它是异步的，使用起来需要小心处理信号的捕获和处理。

共享内存是一种高效的进程间通信方式，它允许多个进程访问同一块内存空间。

通过共享内存，进程可以快速地读写数据，避免了数据在进程间传递的开销。

我在实验中创建了多个进程，让它们共享一块内存区域，并通过读写共享内存实现了数据的快速传递。

共享内存的优点是通信速度快，但需要处理好同步和互斥问题，以避免数据冲突和错误。

通过这次实验，我对Linux进程间通信有了更深入的了解。

在实际应用中，需要根据具体的需求和场景选择合适的进程间通信方法。

同时，我也认识到进程间通信的复杂性和挑战性，需要仔细考虑和处理各种可能的问题。

在未来的学习和工作中，我将继续深入学习Linux系统及其相关技术，不断提高自己的技能和能力。

同时，我也将关注新技术的发展和应用，保持对行业的敏感度和竞争力。

1 . 父进程可以利用wait()/ waitpid()等待子进程的结束,避免僵死子进程的产生,当然也可以循环的wait()/ watipid()来等待所有的子进程的结束;最好可以用法是，在子进程结束时，会向父进程发送的SIGCHLD信号，父进程通过signal()/sigaction()来响应子进程的结束.具体实例可参考：TestFork4.c,关键代码如下：signal(SIGCHLD, sigchld_handler);void sigchld_handler(int sig){pid_t pid;int status;for(; (pid =waitpid(-1, &status, WNOHANG)) >0;){printf("child %d died:%d\n", pid, WEXITSTATUS(status));// pid, status);}//while((pid =waitpid(-1, &status, WNOHANG))>0){}return;}2 . 当父进程结束时，还未结束的子进程就会成为孤儿进程，系统会把init进程作为其父进程；从而使得子进程在父进程结束后，继续运行.3 . 对于父子进程共存时，产生相关信号如SIGINT时，父子进程都能接受到此信号，只是先由父进程响应，再由父进程把此信号传递给子进程；但要注意的地方是：(1）如父进程没有对该信号进程自定义处理，则父子进程都接受信号的默认处理，eg:在没有对SIGINT进程自定义处理时，产生此信号，由父子进程都马上中止；(2）如父进程自定义了信号处理方法，则子进程一样接受此信号和其信号处理方法；此时，若子进程成为孤儿进程，则此时的子进程不会再接受此信号和其信号处理方法.具体实例可参考 TestFork6.c,关键代码如下：signal(SIGINT, sig_handler);for(i =0; i<5; i++){if(fork() ==0){printf("child %d\n", getpid());sleep(5);//此刻，响应SIGINT信号，且信号处理完后唤醒进程printf("after sleep1:child %d\n", getpid());sleep(5);//到此刻，子进程成为孤儿进程，因此不再响应SIGINT 信号printf("after sleep2:child %d\n", getpid());exit(0);}}4 . 在创建子进程时，内核将父进程的很多内容拷贝给子进程，同时在调用fork()后，父子进程共享正文部分（其实也相当于拷贝）；注意拷贝两字，所以子进程中修改的东东对父进程没有作用，除非利用父子进程通信方法；因此，要特别注意子进程的代码编写，如动态空间的释放问题，内存信号修改问题；具体实例可参考：TestFork1.c,关键代码如下：gets(buf);pid =fork();if(pid ==0){printf("child:");strcpy(buf, "xiaofeng");//此处的buf（为主进程中buf的一个副本）与else(主进程）中的buf 无关，因为对其修改不会影响主进程中buf的内容}else{printf("parent:");sleep(5);}printf("%s\n", buf);//此处输出结果处决于该语句位于哪个进程（父/子进程）结果：（hello 为gets(buf)语句）hellochild:xiaofengparent:hello5 . 补充下有关信号的几个结论：(1）信号处理有三种模式,一为默认处理方式；二为信号忽略方式；三为自定义信号处理方法;(2) 当一个进程睡眠在可中断优先级时，进程捕获的信号将中断进程的睡眠//补充,添加多线程Linux下的多线程模型的特点:Linux下的线程实质上是轻量级进程(light weighted process),线程生成时会生成对应的进程控制结构，只是该结构与父线程的进程控制结构共享了同一个进程内存空间。