第２５卷第６期 ２００６年１２月 兰州交通大学学报（自然科学版） ｊｏｔｌｒｎａｌ ｏｆ １．．ａｍｈｏｕ ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ） Ｖｏ１．２５ Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．２００６
文章埔号ｌ １００１＂４３７３（２００６）０６－００２０—０３
Ｌｉｎｕｘ环境下计算机联锁系统进程通信的实现
路小娟， 董昱，’朱正平
（兰州交通大学自动化与电气工程学院，甘肃兰州７３００７０）
摘要：铁路信号计算机联锁系统中联锁关ｌ承关键依．靠控制大量的数据交换来实现，因此，可靠而高效的数据通信
方式十分重要．本文描述了以Ｌｉｎｕｘ为平台，在某铁路局已经投入使用的计算机联锁系统中进程通信实现方法．主
要讨论了Ｌｉｎｕｘ进程通信中的两种方法：共享内存和信号量．
关键词：计算机联锁Ｉ进程通信ｌ共享内存Ｉ信号量
中圉分类号：Ｕ２２８ 文献标识码：Ａ
铁路信号车站联锁设备是铁路运输重要的行车
安全保障基础设备之一，计算机系统的可靠性和安
全性既依赖于硬件的可靠性和安全性，也依赖于软
件系统的可靠性和安全性．因此－计算机联锁系统中
进程间的数据交换的准确性与可靠性是保证铁路运
营安全的关键技术之一．
选择好的系统开发环境是安全软件保证安全性
的重要方面，ｉＡｎｕｘ因其健壮性和稳定性等特点，越
来越显示出其在控制领域的优越性．同时提供了丰
富的进程通信的方法．此系统在投入使用以来运行
稳定，取得预期的效果．
１车站联锁系统的结构
车站联锁系统是以技术手段实现以进路控制为
重要内容的联锁功能系统．现代的联锁系统是以信
号机、动力转辙机和轨道电路作为室外３大基础设
备，以电器设备或电子设备实现联锁功能以及采用
集中控制方式对信号机和道岔进行控制的系统［１］．
系统的一般结构层次如图１所示．
从图中可以看出，联锁机构是联锁系统的核心．
信号、道岔与进路之间必须以技术手段保持一定的
制约关系和操作顺序，常称这种制约关系和操作顺
Ｌｉｎｕｘ进程问管道通信的研究 ２００８正
文章编号：１００３—５８５０（２００８，０１—００４８—０３ Ｌｉｎｕｘ进程间管道通信的研究
Ｔｈｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｉｎｔｅｒ—Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｐｉｐｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ Ｌｉｎｕｘ
周 超董军军 （焦作大学计算机系 焦作４５４００３） 【摘 要】对于多用户、多任务的操作系统，进程间的通信（Ｉｎｔｅｒ—Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ＩＰＣ）是非常重要的， 它是使整个系统得以有条不紊运作的基础。Ｌｉｎｕｘ操作系统提供了多种ＩＰＣ机制，如信号、管道、信号量、消息
队列、共享内存和套接字等，其中以管道通信最能体现Ｌｉｎｕｘ平台的特色。为此，系统地分析了Ｌｉｎｕｘ平台下 的管道通信的实现机制，详细探讨了无名管道和命名管道的工作方式，并给出了相应的创建和使用的方法。 【关键词１ Ｌｉｎｕｘ，进程，管道，文件 中图分类号： ＦＰ３０１ 文献标识码：Ａ ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｆｈｅ Ｉｎｔｅｒ—Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ（ＩＰＣ）ｉｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｏ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｍｕｈｉｕｓｅｒ ａｎｄ ｍｕｈｉｔａｓｋ．Ｉｔ ｉｓ ｔｈｅ ｂａｓｅ ｏｆ ｗｅｌｌ ｗｏｒｋｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ．Ｉ．ｉｎｕｘ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ＩＰＣ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｓｉｇａｎａｌｓ，ｐｉｐｅ，ｓｅｍａｐｈｏｒｅ，ｓｈａｒｅｄ—ｍｅｍｏｒｙ ａｎｄ ｓｏｃｋｅｔ ｅｉｃ．Ｉｎｔｅｒ—ｐｒｏｃｅｓｓ ｐｉｐｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｌｉｏｎ ｉｓ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ Ｌｉｎｕｘ．Ｓｏ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｐｉｐｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ Ｌｉｎｕｘ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｗｏｒｋ ｍｏｄｅ ｏｆ ａｎｏｎｙｍｏｕｓ ｐｉｐｅ ａｎｄ ｎａｍｅｄ ｐｉｐｅ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ，ａｎｄ ｇｉｖｅｓ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｃｒｅａｔｉｎｇ ａｎｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅｍ． ＫＥＹＷＯＲＤＳ Ｌｉｎｕｘ，ｐｒｏｃｅｓｓ，ｐｉｐｅ，ｆｉｌｅ
Linux的SOCKET编程详解
1. 网络中进程之间如何通信
进 程通信的概念最初来源于单机系统。由于每个进程都在自己的地址范围内运行，为保证两个相互通信的进
程之间既互不干扰又协调一致工作，操作系统为进程通信提供了相应设施，如
UNIX BSD有：管道（pipe）、命名管道（named pipe）软中断信号（signal）
UNIX system V有：消息（message）、共享存储区（shared memory）和信号量（semaphore)等.
他们都仅限于用在本机进程之间通信。网间进程通信要解决的是不同主机进程间的相互通信问题（可把同机进程通信看作是其中的特例）。为此，首先要解决的是网间进程标识问题。同一主机上，不同进程可用进程号（process ID）唯一标识。但在网络环境下，各主机独立分配的进程号不能唯一标识该进程。例如，主机A赋于某进程号5，在B机中也可以存在5号进程，因此，“5号进程”这句话就没有意义了。 其次，操作系统支持的网络协议众多，不同协议的工作方式不同，地址格式也不同。因此，网间进程通信还要解决多重协议的识别问题。
其实TCP/IP协议族已经帮我们解决了这个问题，网络层的―ip地址‖可以唯一标识网络中的主机，而传输层的―协议+端口‖可以唯一标识主机中的应用程序（进程）。这样利用三元组（ip地址，协议，端口）就可以标识网络的进程了，网络中的进程通信就可以利用这个标志与其它进程进行交互。
使用TCP/IP协议的应用程序通常采用应用编程接口：UNIX BSD的套接字（socket）和UNIX System V的TLI（已经被淘汰），来实现网络进程之间的通信。就目前而言，几乎所有的应用程序都是采用socket，而现在又是网络时代，网络中进程通信是无处不在，这就是我为什么说―一切皆socket‖。
2. 什么是TCP/IP、UDP
TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）即传输控制协议/网间协议，是一个工业标准的协议集，它是为广域网（WANs）设计的。
linux操作系统下fork函数理解
在Linux操作系统中，fork函数是一个非常重要的系统调用，它用于创建一个新的进程。本文将详细解释fork函数的作用、用法和实现原理，并介绍如何利用fork函数实现进程间通信以及避免一些常见的问题。
一、fork函数的作用和用法
在Linux系统中，fork函数用于创建一个新的进程，该进程是调用fork函数的进程的一个副本。具体而言，fork函数会创建一个新的进程，称为子进程，而调用fork函数的进程被称为父进程。子进程从fork函数返回的地方开始执行，而父进程则继续执行fork函数之后的代码。简单来说，fork函数的作用就是将一个进程复制成两个几乎完全相同的进程，但它们具有不同的进程ID（PID）。
fork函数的用法非常简单，只需要在程序中调用fork()即可。具体代码如下所示：
```c
#include
#include
#include
int main() {
pid_t pid = fork(); if (pid == 0) {
// 子进程代码
} else if (pid > 0) {
// 父进程代码
} else {
// fork失败的处理代码
}
return 0;
}
```
在上述代码中，首先使用pid_t类型的变量pid存储fork函数的返回值。如果pid等于0，则表示当前执行的是子进程的代码；如果pid大于0，则表示当前执行的是父进程的代码；如果pid小于0，则表示fork函数调用失败。
二、fork函数的实现原理
在Linux系统中，fork函数的实现是通过复制父进程的内存空间来创建子进程的。具体来说，fork函数会创建一个新的进程控制块（PCB），并将父进程的PCB全部复制到子进程的PCB中，包括代码段、数据段、堆栈等。由于子进程是父进程的一个副本，所以它们的代码和数据是完全相同的。
