下载文档原格式
实验五：进程间通信实验五：进程间通信●实验目的：学会进程间通信方式：无名管道，有名管道，信号，共享内存●实验要求：（一）在父进程中创建一无名管道，并创建子进程来读该管道，父进程来写该管道（二）在进程中为SIGBUS注册处理函数，并向该进程发送SIGBUS信号（三）创建一共享内存，实现放进程间通信●实验器材：软件：安装了Linux的vmware虚拟机硬件：PC机一台●实验步骤：（一）无名管道的使用1、编写实验代码pipe_rw.c#include#include#include#include#include#includeint main(){int pipe_fd[2];pid_t pid;char buf_r[100];char* p_wbuf;int r_num;memset(buf_r,0,sizeof(buf_r));/*创建管道*/if(pipe(pipe_fd)<0){printf("pipe create error\n");return -1;}/*创建子进程*/if((pid=fork())==0) //子进程执行代码{//1、子进程先关闭了管道的写端//2、让父进程先运行，这样父进程先写子进程才有内容读//3、读取管道的读端，并输出数据//4、关闭管道的读端，并退出}else if(pid>0) //父进程执行代码{//1、父进程先关闭了管道的读端//2、向管道写入字符串数据//3、关闭写端，并等待子进程结束后退出}return 0;}2、编译应用程序pipe_rw.c3、运行应用程序子进程先睡两秒让父进程先运行，父进程分两次写入“hello”和“pipe”，然后阻塞等待子进程退出，子进程醒来后读出管道里的内容并打印到屏幕上再退出，父进程捕获到子进程退出后也退出4、由于fork函数让子进程完整地拷贝了父进程的整个地址空间，所以父子进程都有管道的读端和写端。
进程实验3 Linux 进程间通信一、软中断信号的处理，实现同一用户的各进程之间的通信。
●相关的系统调用⏹kill(pid ,sig)：发送信号⏹signal（sig, func）：指定进程对信号sig的处理行为是调用函数func。
●程序清单#include <unistd.h>#include <stdio.h>#include <signal.h>void waiting();void stop();int wait_mark;main(){int p1,p2;while((p1=fork())==-1);if(p1>0){while((p2=fork())==-1);if(p2>0){ printf("parent\n");/*父进程在此完成某个操作、或接收到用户从键盘输入的特殊按键命令后发出下面的信号。
这里省略。
*/kill(p1,16);kill(p2,17);wait(0);wait(0);printf("parent process id killed! \n");exit(0);}else/* p2==0*/{printf("p2\n");wait_mark=1;signal(17,stop);waiting();printf("child process 2 is killed by parent! \n");exit(0);}}else/*p1==0*/{printf("p1\n");wait_mark=1;signal(16,stop);waiting();printf("child process 1 is kelled by parent! \n");exit(0);}}void waiting(){while(wait_mark!=0);}void stop(){wait_mark=0;}●输入并运行此程序，分析程序的运行结果。
操作系统原理进程通信共享内存操作系统中的进程通信和共享内存是两个相互关联的概念。
进程通信是指不同进程之间进行信息交换的机制，而共享内存则是实现进程通信的一种方法。
在本文中，我们将详细介绍进程通信和共享内存的原理和一些常用的实现方式。
一、进程通信的原理进程通信是操作系统中实现不同进程之间信息传递和协同工作的关键机制。
它可以分为两种基本形式：同步和异步。
1.同步通信：同步通信是指发送进程和接收进程在通信操作期间需要进行协调和同步。
在同步通信中，发送进程必须等待接收进程完成后才能继续执行。
2.异步通信：异步通信是指发送进程和接收进程在通信操作期间相互独立，不需要进行明确的协调和同步。
在异步通信中，发送进程可以在发送消息后立即继续执行其他任务，而不需要等待接收进程。
常见的进程通信机制包括管道、消息队列、信号量和套接字等。
下面将对其中的一种机制进行详细介绍。
1. 管道（Pipe）：管道是一种特殊的文件，用于将一个进程的输出连接到另一个进程的输入。
管道提供了一种单向的、先进先出的数据传输方式。
在管道中，写操作和读操作是同步的，即写操作会一直阻塞直到有进程来读取数据。
很多操作系统提供了管道的实现方式，如在Unix/Linux中可以使用pipe(系统调用创建一个管道。
在创建管道后，相关进程可以通过文件描述符进行读写操作。
二、共享内存的原理共享内存是一种允许两个或多个进程之间共享地址空间的机制。
通过共享内存，进程可以直接读取和修改彼此的数据，从而实现高效的数据共享。
共享内存的实现包括以下步骤：1. 创建共享内存区域：操作系统提供了一些系统调用，如shmget(，用于创建共享内存区域。
创建共享内存区域时需要指定大小和一些其他的控制参数。
2. 连接到共享内存：创建共享内存区域后，进程可以使用shmat(系统调用将共享内存区域连接到自己的地址空间，从而可以直接读取和修改共享内存中的数据。
3.操作共享内存：连接到共享内存后，进程可以像操作普通内存一样对共享内存进行读写操作。
实验二进程管理2.4 进程的共享存储区通信1.实验目的(1) 通过编写共享存储区的通信程序，理解Linux共享存储区机制。
(2) 掌握进程共享存储区通信相关系统调用。
(3) 理解系统调用和用户命令的区别。
2.实验类型：验证型3.实验学时：24.实验原理和知识点(1) 实验原理：并发运行的进程之间，可以通过共享存储机制进行通信。
(2) 知识点：共享存储的创建、附接和断接5.实验环境（硬件环境、软件环境）：(1)硬件环境：Intel Pentium III 以上CPU，128MB以上内存，2GB以上硬盘(2)软件环境：linux操作系统。
6. 预备知识(1) 共享存储区共享存储区机制直接通过共享虚拟存储空间进行通信。
通信时，进程首先提出申请，系统为之分配存储空间并返回共享区标示符。
这时，进程把它附加到自己的虚拟存储空间中。
通信的进程对共享区的访问要互斥地进行。
(2) shmget()系统调用：头文件 #include <sys/shm.h>函数原型 int shmget(key_t key, int size, int flag);功能：申请一个共享存储区。
成功返回共享内存标识符，失败则返回-1。
参数：key是共享存储区关键字。
size是存储区大小。
flag访问权限和控制标志。
(3) shmat()系统调用：头文件 #include <sys/shm.h>函数原型 int shmat(int id, char *addr, int flag);功能：将一个共享存储区附接到进程的虚地址空间。
成功返回起始地址，失败则返回-1。
数：id是共享存储区标识符。
addr是附接的虚地址。
flag访问权限和控制标志。
(4) shmdt()系统调用：头文件 #include <sys/shm.h>函数原型 int shmdt(char *addr);功能：一个共享存储区与指定进程的断开。
case -1:perror("fork()");exit(0);case 0:do_child_loop(sem_set_id,FILE_NAME);exit(0);default:break;}}for(i = 0;i<10;i++){int child_status;wait(&child_status);}printf("main is done");fflush(stdout);return 0;}运行结果：二、共享主存段机制共享主存段为进程提供了直接通过主存进行通信的有效手段，不像消息缓存机制那样需要系统提供缓存，也不像pipe机制那样需要事先建立一个特殊文件，而是有通信双方直接访问某些共享虚拟存储器空间。
在系统V中，系统管理一组共享主存段控制块。
通信进程在使用共享主存段以前，首先提出申请，系统为止分配存储空间并返回共享主存段标识号。
一个共享段建立后，进程把它被附加到自己的虚拟存储空间中。
一个进程可以附加多个共享主存段。
一个主存段一旦被附加到进程的虚拟机空间后，对它的访问以其他虚拟机的访问完全相同。
但为了保证共享主存段数据完整性，通信的进程之间要互斥的进行访问。
当通信进程不再需要该共享主存段时，可使用命令将其与进程分离，从而使其进程的虚空间删除。
为了理解进程通过共享主存段的通信过程，下面举例，一个是进程向共享段写信息的例子：一个是进行从共享段读信息的例子。
代码如下：四、实验过程与分析一、信号量机制在第一个例子的程序中创建了5个并发子进程，互斥地对文件进行写操作，将自己的进程号写到文件中去，信号量的初值为1，当地一个进程执行update_file函数时首先将信号量值-1，（相当于P操作）致使其它进程等待无法操作文件，直到其结束后，将其值变为1后（相当于V操作），其它进程并发竞争对文件的写操作，并将自己的pid 写入文件中。
在linux中信号量机制的执行既步骤如下所示：（1）信号量的定义：struct semaphore {spinlock_t lock;unsigned int count;struct list_head wait_list;};在linux中，信号量用上述结构体表示，我们可以通过该结构体定义一个信号量。
操作系统中的进程通信机制探究在操作系统中，进程之间的通信机制是实现并发执行的基础。
本文将探究进程通信机制相关的概念、技术、方法和实现。
一、概念进程是计算机中的一个基本概念，指的是正在执行中的程序。
每个进程都有自己的地址空间和资源，相互独立运行。
通信机制则是为了实现进程之间的信息交互和共享资源。
二、技术进程通信机制主要有两种技术：共享内存和消息传递。
1. 共享内存共享内存是指多个进程使用同一块物理内存，可直接访问和修改。
在实现共享内存时，需要解决以下问题：(1) 同步：多个进程同时访问共享内存时需要协调，避免数据冲突。
可以使用信号量等同步方法。
(2) 互斥：同一时刻只能有一个进程修改共享内存，以避免竞态条件。
(3) 保护：限制只有授权进程才能访问共享内存。
2. 消息传递消息传递是指进程间通过消息传递机制进行通信，每个进程都拥有自己的私有内存区域。
在实现消息传递时，需要解决以下问题：(1) 发送和接收：进程需要发送和接收消息，实现双方互相发送和接收信息。
(2) 缓存：消息缓存用于暂存无法立刻接收的消息。
(3) 通信方式：消息传递可分为同步和异步通信，分别表示发送端是否需要等待接收确认。
三、方法进程通信采用的主要方法有管道、信号、套接字、共享内存和消息队列。
1. 管道管道是一种半双工的通信方式。
管道是进程间单向通信的方法，可以通过多个管道实现双向通信。
2. 信号信号是一种异步通信方式，常用于通知接收端发生某个事件。
在Linux系统中，常用的信号有SIGUSR1、SIGUSR2、SIGKILL 等。
3. 套接字套接字是一种全双工的通信方式。
套接字可以实现不同计算机之间的通信，常用于实现网络编程。
4. 共享内存共享内存是一种高效的通信方式，能够实现非常快速的进程间通信。
但是需要注意同步和互斥问题。
5. 消息队列消息队列是一种基于消息传递的通信方式，可以保证消息有序性、持久性和多路复用等特性。
四、实现在Linux系统中，进程间通信的实现主要采用系统调用，常见的系统调用包括pipe、fork、shmget、msgget和socket等。
某某城建学院《操作系统》课程设计说明书设计题目：进程通信专业：计算机科学与技术指导教师：邵国金、郭猛、薛冰班级：学号：姓名：同组人：计算机科学与工程系2013年1 月10 日前言本设计是基于课程中学到的UNIX系统调用，使用操作系统环境是Red Hat Linux 9，言语开发环境是Linux的GNU C或C++。
Linux操作系统是一个向用户开放源码的免费的类UNIX操作系统。
它为在校学生学习操作系统课程提供了一个看得见摸得着的X例。
对于学生正确理解,掌握操作系统的根本知识具有重要意义。
鉴于此,本操作系统课程涉与的实验均在Linux环境下进展。
这就要求大家：(1)熟悉Linux的操作和开发环境;(2)具有C语言知识(Linux操作系统大约90%的源码是用C语言编写)。
我们的设计和实验将在Windows xp环境下，基于虚拟机软件VMWare软件进展安装。
学习计算机软件技术，特别是计算机操作系统技术，除了需要刻苦努力外，还需要掌握软件和操作系统的原理与设计技巧。
如何学习和掌握操作系统技术的原理与实际技巧呢?除了听课和读书之外，最好的方法恐怕就是在实践中练习。
例如，自己设计一个小型操作系统，多使用操作系统，多阅读和分析操作源代码等。
但由于我们的条件和学时有限，在理论学习过程中没有给同学们提供更多的实验机会。
基于共享内存的进程通信，通过在两个进程间创建一块共享内存，将共享内存块分为两局部，标示位和数据域。
通过实践让我们了解了什么是共享内存通信机制，实现了程序进程间的通信。
积极通过合作，完成任务。
目录一、系统开发环境- 3 -二、设计目的- 5 -三、设计题目与要求- 6 -四、总体设计- 7 -1、服务器功能- 7 -2、客户端功能- 7 -3、文件读取功能- 8 -4、界面显示函数- 8 -5、组成框图：- 9 -6.共享内存分配- 9 -7.总体流程图- 10 -五、详细设计- 11 -1.主函数- 11 -2.菜单显示- 12 -3.服务器端：- 12 -4.客户端程序：- 14 -5、局部函数介绍- 15 -六、调试与测试- 17 -七、执行结果与分析- 18 -八、源程序清单- 20 -九、心得体会- 25 -十、参考文献- 26 -一、系统开发环境Windows Xp系统、虚拟机上运行的Red Hat Linux 9系统运行环境。
操作系统原理进程通信共享内存进程通信是操作系统中的重要概念，它允许不同的进程之间进行数据的交流和共享。
其中，共享内存是一种高效的进程通信机制，它允许多个进程访问同一块内存区域，从而实现数据的共享和传输。
在本文中，我们将深入探讨进程通信中的共享内存机制，并介绍其原理和实现。
一、共享内存的原理共享内存是一种在多进程环境下进行数据共享的方法，它的核心思想是将一块内存区域映射到多个进程的地址空间中，使得它们可以直接读写该内存区域的数据，而无需通过操作系统的内核进行数据的拷贝。
这种直接的访问方式可以在一定程度上提高数据传输的效率，使得进程之间的通信更加高效。
共享内存的实现通常包括以下几个步骤：1.创建共享内存区域：首先，需要调用操作系统提供的相关函数来创建一个共享内存区域，该区域可以通过一个唯一的标识符来进行识别。
2.映射共享内存区域：创建好共享内存区域后，操作系统将返回该区域的地址信息。
进程可以通过将该地址映射到自己的地址空间中来访问共享内存区域。
3.访问共享内存：一旦获得了共享内存的地址，进程就可以直接对其进行读写操作，就像对普通的内存一样。
多个进程可以同时对共享内存进行读写操作，实现数据的共享和传输。
4.解除映射：完成对共享内存的操作后，进程需要调用相应的函数来解除对该内存区域的映射，以便操作系统回收相关资源。
二、共享内存的优缺点虽然共享内存是高效的进程通信机制，但在实际应用中也存在一些优缺点。
1.优点：（1）高效：由于共享内存是直接映射到进程地址空间中的，所以进程可以直接对其进行读写操作，无需经过内核的拷贝。
这样可以减少数据传输的开销，提高通信的效率。
（2）灵活性：共享内存允许多个进程同时对同一块内存区域进行读写操作，使得进程之间的数据共享更加灵活，可以满足不同进程之间不同的通信需求。
2.缺点：（1）同步问题：由于多个进程可以同时对共享内存进行读写操作，可能会出现数据一致性的问题。
为了避免数据的混乱，需要通过其他方式进行进程间的同步和互斥操作，如信号量等。
