1、烟台大学文经学院烟 台 大 学 文 经 学 院课程:操作系统学 号: 姓 名: 班 级: 指导老师: 设计名称 进程管理。进程间通信。烟台大学文经学院成 员课程设计地点一 课程设计思想及目的(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)分析进程竞争资源现象,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。Linux 系统的进程通信机构 (IPC) 允许在任意进程间大批量地交换数据。本实验的目的是了解和熟悉 Linux 支持的消息通讯机制及信息量机制。二 课程设计设备及环境装有 Linux 操作系统的 PC 机三 课程设计内容(1)
2、进程的创建编写一段源程序,使系统调用fork()创建两个子进程,当此程序运行时,在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符:父进程显示字符“a”;子进程分别显示字符“b”和字符“c”。试观察纪录屏幕上的显示结果,并分析原因。(2)进程的控制烟台大学文经学院修改已编写的程序,将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话,在观察程序执行时屏幕出现的现象,并分析原因。如果在程序中使用调用lockf()来给每一个子进程加锁,可以实现进程之间的互斥,观察并分析出现的现象。(3)编写一段程序,使其现实进程的软中断通信。消息的创建,发送和接收。使用系统调用msgget (), m
3、sgsnd (), msgrev (), 及msgctl () 编制一长度为 1k的消息的发送和接收程序。观察上面的程序,说明控制消息队列系统调用msgctl () 在此起什么作用?共享存储区的创建、附接和段接。使用系统调用shmget(),shmat(),sgmdt(),shmctl(),编制一个与上述功能相同的程序。比较上述(1),(2)两种消息通信机制中数据传输的时间。四 . 课程设计过程及结果1进程的创建任务编写一段程序,使用系统调用 fork( )创建两个子进程。当此程序运行时,在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显烟台大学文经学院示一个字符;父进程显示字符“a
4、” ,子进程分别显示字符“b”和“c” 。试观察记录屏幕上的显示结果,并分析原因。程序#includemain()int p1,p2;if(p1=fork() /*子进程创建成功*/putchar(b);else if(p2=fork() /*子进程创建成功*/putchar(c);else putchar(a); /*父进程执行*/bca(有时会出现 abc 的任意的排列)分析:从进程执行并发来看,输出 abc 的排列都是有可能的。原因:fork()创建进程所需的时间虽然可能多于输出一个字符的时间,但各个进程的时间片的获得却不是一定是顺序的,所以输出 abc 的排列都是烟台大学文经学院有可能
5、的。2进程的控制修改已编写好的程序,将每个程序的输出由单个字符改为一句话,再观察程序执行时屏幕上出现的现象,并分析其原因。如果在程序中使用系统调用 lockf()来给每个程序加锁,可以实现进程之间的互斥,观察并分析出现的现象。程序 1#includemain()int p1,p2,i;if(p1=fork()for(i=0;imain()int p1,p2,i;if(p1=fork()lockf(1,1,0);for(i=0;i#include#include void waiting(),stop(),alarming();int wait_mark;main()int p1,p2;if(p
6、1=fork() /*创建子进程 p1*/if(p2=fork() /*创建子进程 p2*/wait_mark=1;signal(SIGINT,stop); /*接收到c 信号,转 stop*/signal(SIGALRM,alarming);/*接受 SIGALRMwaiting();kill(p1,16); /*向 p1 发软中断信号 16*/kill(p2,17); /*向 p2 发软中断信号 17*/烟台大学文经学院wait(0); /*同步*/wait(0);printf(“parent process is killed!n“);exit(0);elsewait_mark=1;si
7、gnal(17,stop);signal(SIGINT,SIG_IGN); /*忽略 c 信号*/while (wait_mark!=0);lockf(1,1,0);printf(“child process2 is killed by parent!n“);lockf(1,0,0);exit(0);elsewait_mark=1;signal(16,stop);signal(SIGINT,SIG_IGN); /*忽略c 信号*/烟台大学文经学院while (wait_mark!=0)lockf(1,1,0);printf(“child process1 is killed by parent
8、!n“);lockf(1,0,0);exit(0);void waiting()sleep(5);if (wait_mark!=0)kill(getpid(),SIGALRM);void alarming()wait_mark=0;void stop()烟台大学文经学院wait_mark=0;不做任何操作等待五秒钟父进程回在子进程县推出后退出,并打印退出的顺序;或者点击 ctrl+C 后程序退出并打印退出的顺序。任务 2在上面的任务 1 中,增加语句 signal(SIGINT,SIG_IGN)和语句signal(SIGQUIT,SIG_IGN),观察执行结果,并分析原因。这里,signal(
9、SIGINT,SIG_IGN)和 signal(SIGQUIT,SIG_IGN)分别为忽略键信号以及忽略中断信号。#include#include#includeint pid1,pid2;int EndFlag=0;int pf1=0;int pf2=0;烟台大学文经学院void IntDelete()kill(pid1,16);kill(pid2,17);void Int1()printf(“child process 1 is killed !by parentn“);exit(0);void Int2()printf(“child process 2 is killed !by par
10、entn“);exit(0);main()int exitpid;烟台大学文经学院if(pid1=fork()if(pid2=fork()signal(SIGINT,IntDelete);waitpid(-1,waitpid(-1,printf(“parent process is killedn“);exit(0);elsesignal(SIGINT,SIG_IGN);signal(17,Int2);pause();elsesignal(SIGINT,SIG_IGN);signal(16,Int1);pause();烟台大学文经学院运行结果请读者将上述程序输入计算机后,执行并观察。3进程的管
11、道通信任务编制一段程序,实现进程的管道通信。使用系统调用 pipe()建立一条管道线。两个子进程 p1 和 p2 分别向通道个写一句话:child1 process is sending message!child2 process is sending message!而父进程则从管道中读出来自两个进程的信息,显示在屏幕上。程序#include #include #include int pid1,pid2;main( ) int fd2;char outpipe100,inpipe100;烟台大学文经学院pipe(fd); /*创建一个管道*/while (pid1=fork( )=-1)
12、;if(pid1=0)lockf(fd1,1,0);sprintf(outpipe,“child 1 process is sending message!“); /*把串放入数组 outpipe 中*/write(fd1,outpipe,50); /*向管道写长为 50 字节的串*/sleep(5); /*自我阻塞 5 秒*/lockf(fd1,0,0);exit(0);elsewhile(pid2=fork( )=-1);if(pid2=0) lockf(fd1,1,0); /*互斥*/sprintf(outpipe,“child 2 process is sending message!
13、“);write(fd1,outpipe,50);sleep(5);lockf(fd1,0,0);烟台大学文经学院exit(0);else wait(0); /*同步*/read(fd0,inpipe,50); /*从管道中读长为 50 字节的串*/printf(“%sn“,inpipe);wait(0);read(fd0,inpipe,50);printf(“%sn“,inpipe);exit(0);运行结果延迟 5 秒后显示:child1 process is sending message! 再延迟 5 秒:child2 process is sending message!烟台大学文经
14、学院(2)进程的管道通信编制一段程序,实现进程的管道通信。使用系统调用 pipe()建立一条管道线。两个子进程 p1 和 p2 分别向通道个写一句话:child1 process is sending message!child2 process is sending message!而父进程则从管道中读出来自两个进程的信息,显示在屏幕上。#include #include #include int pid1,pid2;main( ) int fd2;char outpipe100,inpipe100;pipe(fd); /*创建一个管道*/while (pid1=fork( )=-1);if
15、(pid1=0)lockf(fd1,1,0);sprintf(outpipe,“child 1 process is sending message!“); 烟台大学文经学院/*把串放入数组 outpipe 中*/write(fd1,outpipe,50); /*向管道写长为 50 字节的串*/sleep(5); /*自我阻塞 5 秒*/lockf(fd1,0,0);exit(0);elsewhile(pid2=fork( )=-1);if(pid2=0) lockf(fd1,1,0); /*互斥*/sprintf(outpipe,“child 2 process is sending mes
16、sage!“);write(fd1,outpipe,50);sleep(5);lockf(fd1,0,0);exit(0);else wait(0); /*同步*/read(fd0,inpipe,50); /*从管道中读长为 50 字节的串*/烟台大学文经学院printf(“%sn“,inpipe);wait(0);read(fd0,inpipe,50);printf(“%sn“,inpipe);exit(0);运行结果延迟 5 秒后显示:child1 process is sending message! 再延迟 5 秒:child2 process is sending message!烟
17、台大学文经学院(2)消息的创建,发送和接收#include #include #include #include #define MSGKEY 75 /*定义关键词 MEGKEY*/Struct msgform /*消息结构*/long mtype;char mtexe100; /*文本长度*/msg;int msgqid,i;void CLIENT( )int i;msgqid=msgget(MSGKEY,0777|IPC_CREAT);for(i=10;i=1;i-)msg.mtype=i;printf(“(client)sentn“);烟台大学文经学院msgsnd(msgqid, /*发
18、送消息 msg 入 msgid 消息队列*/exit(0);void SERVER( ) msgqid=msgget(MSGKEY,0777|IPC_CREAT); /*由关键字获得消息队列*/domsgrcv(msgqid, /*从队列 msgid 接受消息 msg*/printf(“(server)receiven“);while(msg.mtype!=1); /*消息类型为 1 时,释放队列*/msgctl(msgqid, IPC_RMID,0);main()烟台大学文经学院if(fork() SERVER();wait(0);else CLIENT( );。 。 。烟台大学文经学院五设
19、计流程图 烟台大学文经学院六分析从理想的结果来说,应当是每当 Client 发送一个消息后,server 接收该消息,Client 再发送下一条。也就是说“(Client)sent”和“(server)received”的字样应该在屏幕上交替出现。实际的结果大多是,先由 烟台大学文经学院Client 发送两条消息,然后 Server 接收一条消息。此后 ClientServer 交替发送和接收消息.最后一次接收两条消息. Client 和 Server 分别发送和接收了 10 条消息,与预期设想一致 是否 message 的传送和控制并不保证完全同步,当一个程序不再激活状态的时候,它完全可能继续睡眠,造成上面现象,在多次 send message 后才 receive message.这一点有助于理解消息转送的实现机理.课程设计报告成绩 课程设计成绩