5 进程通信

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。

进程间通信的几种方法进程间通信是计算机系统中一种非常常见的需求，它允许多个进程在不同的地址空间中共享资源，实现信息的共享以及通信。

在计算机系统中，进程间通信的方法会根据使用的网络类型以及网络的连接有所不同。

对于进程间通信的方法，一般可以分为以下几种：（一）共享内存共享内存是一种最简单的进程间通信的方式，也是当今使用最为普遍的进程间通信方法。

在此方法中，多个进程可以访问共享内存区域，这样它们就可以直接在内存中进行通信，而且支持多个进程同时读取和写入内存中的数据，能满足多样化的通信需求，从而提高了系统的效率。

但是，由于这种方法不能实现两个进程之间的“双向”通信，因此它只能适用于一些特定的应用场景，而不能满足一般的进程间通信需求。

（二）消息传递消息传递是进程之间通信的常见方法，它允许两个进程之间进行双向通信，同时还能可靠地传输数据。

在消息传递中，多个进程可以通过将自己的传输内容发送到指定的消息服务器来实现进程间通信。

消息服务器会将这些内容发送到另一个进程，以便双方进行通信。

简单的消息传递本质上是一种客户端/服务器架构，而处理多个进程之间的通信时，可以使用一种名为“发布/订阅”的模型。

在这种模型中，发送者会将消息（即发布）发布到消息服务器上，而接收者（即订阅）可以订阅消息服务器上的那些发布消息。

（三）管道（PIPES）管道是另一种常用的进程间通信模式，它可以实现进程间的双向通信。

在管道模式中，多个进程共享一个双向管道，它们可以在这个双向管道上进行双向通信，也就是说，管道的一端可以用来发送数据，另一端可以用来接收数据。

与消息传递不同，管道不需要使用额外的服务器，因此它可以更快地传输数据，但是它也有很大的局限性，无法跨越网络，仅限于同一台机器上的多个进程之间的通信。

（四）信号量信号量是一种重要的进程间通信机制，它可以用来实现同步和互斥操作，使多个进程都能够按照规定的方式来完成工作，从而实现协作和通信。

信号量原理是通过一个数值来控制多个进程对共享资源的访问，当这个数值为正时，它允许多个进程访问共享资源，当这个数值为0时，它就不允许多个进程访问共享资源。

操作系统基础习题解析及实验指导2016.9第一篇操作系统基础知识点及习题解答该部分罗列操作系统基础各章节的学习要点，指出学习的重点和难点，在回顾相关知识点的基础上，对典型习题进行分析和解答。

第一章操作系统引论本章学习要点【1】掌握操作系统的概念与作用【2】掌握操作系统的基本类型与特点【3】掌握操作系统的特征与功能【4】深入领会多道程序设计技术本章学习难点【1】多道程序设计技术【2】操作系统的特征知识点回顾一. 操作系统的概念一个完整的计算机系统由计算机硬件系统和计算机软件系统两部分组成。

操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统功能的第一次扩充。

图1-1 计算机系统的层次图1.操作系统（Operating System，简称OS）的作用（1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口OS处于用户与计算机硬件系统之间，用户通过OS来使用计算机系统。

或者说，用户在OS 的帮助下能够方便、快捷、安全、可靠地操纵计算机硬件和运行自己的程序。

（2）OS作为计算机系统资源的管理者这是广为流行的一个关于OS作用的观点。

在一个计算机系统中，通常都包含了各种各样的硬件和软件资源。

归纳起来可将资源分为四类：处理器、存储器、I／O设备以及信息(数据和程序)。

OS的主要功能正是针对这四类资源进行有效的管理。

（3）OS用作扩充机器对于一台完全没有软件配置的计算机系统(裸机)，即使功能再强，也必定难于使用。

OS在第 1 页共102 页裸机上分别覆盖I／O设备管理软件、文件管理软件等，此时用户所看到的机器，将是一台比裸机功能更强、使用更方便的机器。

通常把覆盖了软件的机器称为扩充机器或虚机器。

在计算机系统上覆盖上一层软件后，系统功能便增强一级。

由于OS自身包含了若干层软件，因此当在裸机上覆盖上OS后，便可获得一台功能显著增强，使用极为方便的多层扩充机器或多层虚机器。

2.操作系统的概念操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源、合理组织计算机的工作流程，方便用户使用的程序的集合。

操作系统概论-02323（2017年张琼声版本）第1章操作系统简介1.1什么是操作系统(1)操作系统概念：操作系统是一种复杂的系统软件，是不同程序代码、数据结构、初始化文件的集合，可执行。

操作系统是提供计算机用户与计算机硬件之间的接口，并管理计算机软件和硬件资源，并且通过这个接口使应用程序的开发变得简单、高效。

接口是两个不同部分的交接面。

接口分为硬件接口和软件接口，计算机的所有功能最终都是由硬件的操作来实现的，计算机屏蔽了对硬件操作的细节。

(2)操作系统完成的两个目标：1)与硬件相互作用，为包含在所有硬件平台上的所有底层可编程部件提供服务；2)为运行在计算机系统上的应用程序（即用户程序）提供执行环境。

现代计算机特点是支持多任务，一方面保证用户程序的顺利执行，另一方面使计算机系统资源得到高效的利用，保证计算机系统的高性能。

(3)操作系统的功能：处理机管理、内存管理、设备管理、文件管理。

1.2操作系统的发展1)无操作系统2)单道批处理系统3)多道程序系统（多道批处理系统、分时系统）4)微机操作系统5)实时操作系统6)嵌入式操作系统7)物联网操作系统1.2.1无操作系统阶段：电子管，无存储设备，第一台：1946年宾夕法尼亚大学的「埃尼阿克」单道批处理系统：晶体管，磁性存储设备，内存中有一道批处理作业，计算机资源被用户作业独占。

吞吐量是指单位时间内计算机系统处理的作业量1.2.2单道批处理系统特点：自动性、顺序性、单道性。

优点：减少了等待人工操作的时间缺点：CPU资源不能得到有效的利用。

1.2.3多道程序系统多道程序系统：集成电路芯片，出现了分时操作系统（多个终端）。

特点：多道性、无序性、调度性、复杂性。

优点：能够使CPU和内存IO资源得到充分利用，提高系统的吞吐量。

缺点：系统平均周转时间长，缺乏交互能力。

1.2.4微机操作系统：第一台Intel公司顾问GaryKildall 编写的CP/M系统，是一台磁盘操作系统，用于Intel8080.1.2.5操作系统特点(1)分时系统：特点：多路性、及时性、交互性、独立性。

进程间通信的⽅式有哪些？
进程间通信的⽅式有哪些？
1、进程间通讯⽅式有：管道，信号，信号量，消息队列，共享内存，套接字共六种
2、管道：管道分为有名管道和⽆名管道，其中⽆名管道是⼀种半双⼯的通信⽅式，数据只能单向流动，⽽且只能在具有亲缘关系的进程间使⽤，⼀般⽤于两个不同进程之间的通信。

有名管道也是⼀种半双⼯的通信⽅式，但它允许⽆亲缘关系进程间的通信。

3、信号：信号是⼀种⽐较复杂的通信⽅式，信号产⽣的条件：按键、硬件异常、进程调⽤kill函数将信号发送给另⼀个进程、⽤户调⽤kill命令将信号发送给其他进程，传递的消息⽐较少⽤于通知接收进程某个时间已经发⽣
4、信号量：信号量是⼀个计数器，可以⽤来控制多个线程对共享资源的访问，它不是⽤于交换⼤批数据，⽽⽤于多线程之间的同步。

他常作为⼀种锁机制。

因此，主要作为进程间以及同⼀个进程内不同线程之间的同步⼿段
5、消息队列：消息队列是消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识，消息队列克服了信号传递信息少，管道只能承载⽆格式字节流以及缓冲区⼤⼩受限等特点。

6、共享内存：共享内存就是映射⼀段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由⼀个进程创建，但多个进程都可以访问。

他往往与其他通信机制，如信号量配合使⽤，来实现进程间的同步和通信。

7、套接字：套接字可⽤于不同及其间的进程通信。

流式套接字: 提供可靠的，⾯向连接的通讯流
数据包套接字：定义⼀种⽆连接的服务，通过相互独⽴的报⽂进⾏传输，是⽆序的。

0250-0252操作系统试卷A一、简答题（每题5分，共30分）1.什么是虚拟设备？2.What’s the differrence between a process and a program？3.What’s Hyper-Treading technology？4.死锁的必要条件是什么？5.为什么将文件控制块分成主部和次部两部分？6.若系统有同类资源m个，被n个进程共享，问：当m>n和m<=n时每个进程最多可以请求多少个这类资源，使系统一定不会发生死锁？为什么？二、填空题（每空1分，共10分）1.操作系统的两个重要特性是： (1) 和 (2) 。

2.只能在管态下执行的指令称为 (3) 。

处理机状态由目态转换为管态的唯一途径是 (4) ，管态到目态的转换可以通过修改 (5) 来实现。

3.进程在其生存期内可以处于如下三种基本状态之一：运行态、就绪态和等待态。

当一个就绪进程 (6) 时，其状态由就绪变为运行，当一个运行进程被抢占处理机时，其状态由运行变为 (7) ，当一个运行进程因某事件受阻时，其状态由运行变为 (8) ，当进程所等待的事件已经发生时，该进程状态由 (9) 变为就绪。

4.线程是进程内的一个相对独立的 (10)。

三、计算题（每题10分，共40分）1.设某计算机系统采用虚拟页式存储管理方法，进程的虚拟地址空间为64KB，页面尺寸为4KB。

假设当前进程的页表如右图所示（页表以二进制形式表示），请将虚拟地址8196和2050转换为物理地址。

2.设某计算机系统采用虚拟页式存储管理方法，内存中为该进程分配4个物理页架, 开始时内存页架为空,假设进程在一段时间内的页面访问序列如下:6,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1，请画图表示采用以下页面淘汰算法时的缺页中断次数：（1）最佳页面淘汰算法（OPT）；（2）先进先出页面淘汰算法（FIFO）；（3）使用过最久的先淘汰(LRU)。

进程间通信和线程间通信的⼏种⽅式进程进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的⼀次运⾏活动，是系统进⾏资源分配和调度的基本单位，是结构的基础。

在早期⾯向进程设计的计算机结构中，进程是程序的基本执⾏实体；在当代⾯向线程设计的计算机结构中，进程是线程的容器。

程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。

进程是⼀个具有独⽴功能的程序关于某个数据集合的⼀次运⾏活动。

它可以申请和拥有系统资源，是⼀个动态的概念，是⼀个活动的实体。

它不只是程序的，还包括当前的活动，通过的值和处理的内容来表⽰。

进程的概念主要有两点：第⼀，进程是⼀个实体。

每⼀个进程都有它⾃⼰的地址空间，⼀般情况下，包括区域（text region）、数据区域（data region）和（stack region）。

⽂本区域存储处理器执⾏的代码；数据区域存储变量和进程执⾏期间使⽤的动态分配的内存；堆栈区域存储着活动过程调⽤的指令和本地变量。

第⼆，进程是⼀个“执⾏中的程序”。

程序是⼀个没有⽣命的实体，只有器赋予程序⽣命时（操作系统执⾏之），它才能成为⼀个活动的实体，我们称其为。

进程是具有⼀定独⽴功能的程序关于某个数据集合上的⼀次运⾏活动,进程是系统进⾏资源分配和调度的⼀个独⽴单位。

每个进程都有⾃⼰的独⽴内存空间，不同进程通过进程间通信来通信。

由于进程⽐较重量，占据独⽴的内存，所以上下⽂进程间的切换开销（栈、寄存器、虚拟内存、⽂件句柄等）⽐较⼤，但相对⽐较稳定安全。

线程线程是进程的⼀个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是⽐进程更⼩的能独⽴运⾏的基本单位.线程⾃⼰基本上不拥有系统资源,只拥有⼀点在运⾏中必不可少的资源(如程序计数器,⼀组寄存器和栈),但是它可与同属⼀个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。

线程间通信主要通过共享内存，上下⽂切换很快，资源开销较少，但相⽐进程不够稳定容易丢失数据。

⼀个线程可以创建和撤消另⼀个线程，同⼀进程中的多个线程之间可以并发执⾏。

windows进程间通信的几种方法（实用版4篇）目录（篇1）1.引言2.Windows进程间通信概述3.管道通信4.共享内存通信5.消息队列通信6.套接字通信7.结论正文（篇1）一、引言Windows操作系统以其强大的功能和灵活性，吸引了众多用户。

在Windows平台上，进程间通信（IPC）是实现应用程序之间数据交换和协作的关键。

本文将介绍几种常用的Windows进程间通信方法。

二、Windows进程间通信概述Windows进程间通信是指不同进程之间通过某种机制实现数据交换。

它允许应用程序在不同的线程或进程之间传递信息，从而实现协同工作。

在Windows平台上，有多种进程间通信机制可供选择，包括管道、共享内存、消息队列和套接字等。

三、管道通信1.概述：管道是一种用于不同进程之间数据交换的同步机制。

它提供了一种单向数据流，可实现父子进程之间的通信。

2.创建：使用CreateNamedPipe函数创建命名管道或使用CreatePipe函数创建匿名管道。

3.读取/写入：使用ReadFile和WriteFile函数进行数据的读取和写入。

4.关闭：使用CloseHandle函数关闭管道句柄。

四、共享内存通信1.概述：共享内存允许多个进程访问同一块内存区域，从而实现数据共享和快速数据访问。

2.创建：使用CreateFileMapping函数创建共享内存映射。

3.读取/写入：使用MapViewOfFile函数将共享内存映射到进程的地址空间，并进行数据的读取和写入。

4.同步：使用原子操作或信号量进行数据的同步和互斥访问。

五、消息队列通信1.概述：消息队列允许不同进程之间传递消息，实现异步通信。

它可以实现消息的批量发送和接收，适用于高并发的消息传递场景。

2.创建：使用CreateMailslot函数创建消息队列。

3.发送/接收：使用SendMessage函数发送消息，使用SendMessage 函数的异步版本接收消息。