实验四进程的管道通信

实验一进程管理、管道通信------- 一、实验名称：进程管理、管道通信二、实验目的:1、熟悉linux下利用gcc、gdb编译、调试C程序2、掌握进程的概念，明确进程的含义3、认识并了解并发执行的实质4、掌握进程间无名管道的通信三、实验准备：1、预习linux下利用gcc编译c程序。

2、参考课件及资料掌握进程的创建过程。

3、参考课件及资料掌握进程的并发执行。

4、参考课件及资料掌握进程间无名管道的通信四、实验内容：内容一：敲通如下程序，分析运行结果。

#include<stdio.h>void main(){int i;while((i=fork())==-1);printf("i=%d",i);if(i)printf("It is a parent process!");else printf("It is a child process!");}结论：在fork函数执行完毕后，如果创建新进程成功时，则会出现两个进程，一个是子进程，一个是父进程。

在子进程中，fork函数返回0，在父进程会返回新建子进程的id内容二：编写程序，用系统调用fork()创建两子进程。

父进程显示50次字符串“father”，子进程1显示50次字符串“son”，子进程2显示50次字符串“daughter”。

观察并记录屏幕上显示结果，分析原因。

（提示：可在各进程中加入sleep，观察结果分析原因）1、程序代码如图所示：2、运行结果如图所示内容三：敲通如下程序，写出运行结果，分析程序功能。

1、程序代码如图所示：#include<stdio.h>#include <pthread.h>void *ptest(void *arg){printf(" This is the new thread!" );return(NULL);void main(){pthread_t tid;printf(" This is the parent process !" );pthread_create(&tid,NULL,ptest,NULL);sleep(1);return;}2、运行结果如图所示3、程序功能：利用系统函数创建子进程，并且调用子函数，然后输出子函数中的内容。

电大操作系统实验报告3_ 进程管理实验电大操作系统实验报告 3 进程管理实验一、实验目的进程管理是操作系统的核心功能之一，本次实验的目的是通过实际操作和观察，深入理解进程的概念、状态转换、进程调度以及进程间的通信机制，掌握操作系统中进程管理的基本原理和方法，提高对操作系统的整体认识和实践能力。

二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10，编程语言为 C 语言，开发工具为 Visual Studio 2019。

三、实验内容及步骤（一）进程的创建与终止1、编写一个 C 程序，使用系统调用创建一个子进程。

2、在父进程和子进程中分别输出各自的进程 ID 和父进程 ID。

3、子进程执行一段简单的计算任务，父进程等待子进程结束后输出结束信息。

以下是实现上述功能的 C 程序代码：｀｀｀cinclude ＜stdioh>include ＜stdlibh>include ＜unistdh>int main(）｛pid_t pid;pid ＝ fork(）；if （pid ＜ 0) ｛printf(＂创建子进程失败\n"）；return 1;｝ else if （pid ＝＝ 0) ｛printf(＂子进程：我的进程 ID 是％d，父进程 ID 是％d\n"，getpid(）， getppid(））；int result ＝ 2 ＋ 3;printf(＂子进程计算结果：2 ＋ 3 ＝％d\n"， result)；exit(0)；｝ else ｛printf(＂父进程：我的进程 ID 是％d，子进程 ID 是％d\n"，getpid(）， pid)；wait(NULL)；printf(＂子进程已结束\n"）；｝return 0;｝｀｀｀编译并运行上述程序，可以观察到父进程和子进程的输出信息，验证了进程的创建和终止过程。

（二）进程的状态转换1、编写一个 C 程序，创建一个子进程，子进程进入睡眠状态一段时间，然后被唤醒并输出状态转换信息。

一、实验目的1. 理解进程的概念及其在操作系统中的作用。

2. 掌握Linux系统中进程的创建、调度、同步和通信方法。

3. 熟悉进程的阻塞、挂起、恢复和终止操作。

4. 学习使用相关命令和工具进行进程管理和调试。

二、实验环境操作系统：Linux开发环境：GCC、Xshell三、实验内容1. 进程创建与调度2. 进程同步与通信3. 进程阻塞与恢复4. 进程终止与调试四、实验步骤1. 进程创建与调度（1）编写一个简单的C程序，使用fork()函数创建一个子进程。

（2）在父进程中，使用getpid()和getppid()函数获取进程ID和父进程ID。

（3）使用ps命令查看当前系统中的进程，观察父进程和子进程的状态。

（4）使用waitpid()函数等待子进程结束。

2. 进程同步与通信（1）编写一个使用管道（pipe）进行进程间通信的C程序。

（2）父进程向管道中写入数据，子进程从管道中读取数据。

（3）使用ps命令查看进程状态，观察管道通信的效果。

（4）编写一个使用信号量（semaphore）进行进程同步的C程序。

（5）使用sem_wait()和sem_post()函数实现进程同步。

3. 进程阻塞与恢复（1）编写一个使用sleep()函数使进程阻塞的C程序。

（2）在父进程中，使用waitpid()函数等待阻塞的子进程结束。

（3）使用kill()函数向阻塞的进程发送SIGCONT信号，使其恢复执行。

4. 进程终止与调试（1）编写一个使用exit()函数终止进程的C程序。

（2）在父进程中，使用waitpid()函数等待终止的子进程。

（3）使用gdb调试器分析程序运行过程中出现的问题。

五、实验结果与分析1. 进程创建与调度实验结果表明，使用fork()函数成功创建了子进程，父进程和子进程的进程ID和父进程ID被正确获取。

通过ps命令，可以观察到父进程和子进程的状态。

2. 进程同步与通信实验结果表明，管道通信可以成功实现父进程和子进程之间的数据传递。

实验四：进程同步实验一、实验任务：1、熟悉操作系统进程通信原理2、设计程序，实现共享内存、管道通信、消息通信二、实验原理：1、进程间通信的几种方法简介（1）消息队列：消息队列是消息的链接表，包括Posix消息队列systemV消息队列。

有足够权限的进程可以向队列中添加消息，被赋予读权限的进程则可以读走队列中的消息。

（2）共享内存：使得多个进程可以访问同一块内存空间，是最快的可用IPC形式。

是针对其他通信机制运行效率较低而设计的。

往往与其它通信机制，如信号量结合使用，来达到进程间的同步及互斥。

（3）无名管道（Pipe）及有名管道（named pipe）：有名管道克服了管道没有名字的限制，因此，除具有管道所具有的功能外，它还允许无亲缘关系进程间的通信；无名管道可用于有亲缘关系的进程之间彼此的通信，进行通信时候必须有一定的机制保证对管道写和读的互斥：即在读是要关闭写的端口，而在写的时候也要保证读的一端是关闭的。

2、进程通信函数（1）消息队列有关系统调用函数a.创建消息队列使用msgget()函数：#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/msg.h>int msgget(key_t key, int flag) ;该函数成功调用返回消息队列标识符。

其中的key是关键字，可以由ftok()函数得到：key=ftok(“.”,’a’);其中”.”可以是任何目录，’a’是任意字符，即所有群组标识。

flag是标识，IPC_CREAT位表示创建，一般由服务器程序创建消息队列时使用。

如果是客户程序，必须打开现存的消息队列，必须不使用IPC_CREAT。

发送和接收的消息都必须使用一个类似msgbuf的结构表示，msgbuf结构定义如下：struct msgbuf{long mtype;char mtext[1];}上面的定义，消息内容只有一个字节，是不实用的，一般我们需要重新定义一个结构：struct amsgbuf{long mtype;char mtext[200];}其中的mtype都是消息类型。

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。

一、实验目的1. 理解进程的基本概念和进程控制块（PCB）的作用。

2. 掌握进程创建、调度、同步和通信的基本方法。

3. 熟悉进程状态转换及进程同步机制。

4. 提高编程能力，加深对操作系统进程管理的理解。

二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：C/C++3. 开发环境：Visual Studio 2019三、实验内容1. 进程创建与销毁2. 进程调度3. 进程同步4. 进程通信四、实验步骤1. 进程创建与销毁（1）定义进程结构体```ctypedef struct {int pid; // 进程IDchar name[50]; // 进程名int status; // 进程状态struct PCB next; // 指向下一个进程的指针} PCB;```（2）创建进程```cPCB createProcess(char name) {PCB newProcess = (PCB )malloc(sizeof(PCB)); newProcess->pid = ...; // 分配进程IDstrcpy(newProcess->name, name);newProcess->status = ...; // 初始化进程状态 newProcess->next = NULL;// ... 其他初始化操作return newProcess;}```（3）销毁进程```cvoid destroyProcess(PCB process) {free(process);}```2. 进程调度（1）定义进程队列```ctypedef struct {PCB head; // 队列头指针PCB tail; // 队列尾指针} ProcessQueue;```（2）初始化进程队列```cvoid initProcessQueue(ProcessQueue queue) {queue->head = NULL;queue->tail = NULL;}```（3）入队```cvoid enqueue(ProcessQueue queue, PCB process) { if (queue->head == NULL) {queue->head = process;queue->tail = process;} else {queue->tail->next = process;queue->tail = process;}}（4）出队```cPCB dequeue(ProcessQueue queue) {if (queue->head == NULL) {return NULL;}PCB process = queue->head;queue->head = queue->head->next; if (queue->head == NULL) {queue->tail = NULL;}return process;}```3. 进程同步（1）互斥锁```ctypedef struct {int locked; // 锁的状态} Mutex;void initMutex(Mutex mutex) {mutex->locked = 0;void lock(Mutex mutex) {while (mutex->locked) {// 等待锁释放}mutex->locked = 1;}void unlock(Mutex mutex) {mutex->locked = 0;}```（2）信号量```ctypedef struct {int count; // 信号量值Mutex mutex; // 互斥锁} Semaphore;void initSemaphore(Semaphore semaphore, int count) { semaphore->count = count;initMutex(&semaphore->mutex);}void P(Semaphore semaphore) {lock(&semaphore->mutex);while (semaphore->count <= 0) {// 等待信号量}semaphore->count--;unlock(&semaphore->mutex);}void V(Semaphore semaphore) {lock(&semaphore->mutex);semaphore->count++;unlock(&semaphore->mutex);}```4. 进程通信（1）管道通信```cint pipe(int pipefd[2]) {// 创建管道}void writePipe(int pipefd[2], const void buf, size_t nbyte) { // 向管道写入数据}void readPipe(int pipefd[2], void buf, size_t nbyte) {// 从管道读取数据}```（2）消息队列通信```cint msgget(key_t key, int msgflg) {// 创建消息队列}void msgsnd(int msqid, const void msgp, size_t msgsz, int msgflg) {// 向消息队列发送消息}void msgrcv(int msqid, void msgp, size_t msgsz, long msgtype, int msgflg) {// 从消息队列接收消息}```五、实验结果与分析1. 进程创建与销毁：通过创建和销毁进程，验证了进程结构体的正确性。