操作系统进程间基于消息队列的通信实验
《操作系统》课程实验报告
实习题目进程间基于消息队列的通信
指导教师
学生姓名
学号
日期
１
４
结果分析（含实现中出错原因分析
）
思考：
1、消息通信与管道通信有何区别
答：消息通信是用于所有进程之间通信的，管道通信只能用于家族进程之间的通信。
2、为什么unix 中要增设IPC 核心软件包？
答： IPC 有三个组成部分：
1） 消息用于进程之间传递分类的格式化数据
2） 共享存储方式可使得不同进程通过共享彼此的空间而达到互相对共享区操作和
数据通信的目的。
3） 信号量机制用于通信进程之间的同步控制，信号量通常与共享存储器一起使
指
导
教师
评语
、评
分
评分：
指导教师：
年 月 日
网络通信实验报告
网络通信程序设计 实验报告 姓名： 学号： 专业：计算机科学与技术 授课教师：贺刚 完成日期： 2020.5.27
实验一：TCP套接字编程 内容： 1、利用阻塞模型的开发TCP通信客户端程序。 2、在程序中必须处理粘连包和残缺包问题。 3、自定义应用层协议。 4、采用多线程开发技术。 实验代码： 服务器端： #include "iostream.h" #include "initsock.h" #include "vector" using namespace std; CInitSock initSock; // 初始化Winsock库 DWORD WINAPI ThreadProc(LPVOID lpParam); vector 实验六：Linux进程间通信（2）（4课时） 实验目的： 理解进程通信原理；掌握进程中信号量、共享内存、消息队列相关的函数的使用。实验原理： Linux下进程通信相关函数除上次实验所用的几个还有： 信号量 信号量又称为信号灯，它是用来协调不同进程间的数据对象的，而最主要的应用是前一节的共享内存方式的进程间通信。要调用的第一个函数是semget，用以获得一个信号量ID。 int semget(key_t key, int nsems, int flag); key是IPC结构的关键字，flag将来决定是创建新的信号量集合，还是引用一个现有的信号量集合。nsems是该集合中的信号量数。如果是创建新集合（一般在服务器中），则必须指定nsems；如果是引用一个现有的信号量集合（一般在客户机中）则将nsems指定为0。 semctl函数用来对信号量进行操作。 int semctl(int semid, int semnum, int cmd, union semun arg); 不同的操作是通过cmd参数来实现的，在头文件sem.h中定义了7种不同的操作，实际编程时可以参照使用。 semop函数自动执行信号量集合上的操作数组。 int semop(int semid, struct sembuf semoparray[], size_t nops); semoparray是一个指针，它指向一个信号量操作数组。nops规定该数组中操作的数量。 ftok原型如下： key_t ftok( char * fname, int id ) fname就是指定的文件名(该文件必须是存在而且可以访问的)，id是子序号，虽然为int，但是只有8个比特被使用(0-255)。 当成功执行的时候，一个key_t值将会被返回，否则-1 被返回。 共享内存 共享内存是运行在同一台机器上的进程间通信最快的方式，因为数据不需要在不同的进程间复制。通常由一个进程创建一块共享内存区，其余进程对这块内存区进行读写。首先要用的函数是shmget，它获得一个共享存储标识符。 #include 实验二（2）进程同步 一、实验目的 1、生产者-消费者问题是很经典很具有代表性的进程同步问题，计算机中的很多同步问题都可抽象为生产者-消费者问题，通过本实验的练习，希望能加深学生对进程同步问题的认识与理解。 2、熟悉VC的使用，培养和提高学生的分析问题、解决问题的能力。 二、实验内容及其要求 1．实验内容 以生产者/消费者模型为依据，创建一个控制台进程，在该进程中创建n个线程模拟生产者和消费者，实现进程(线程)的同步与互斥。 2．实验要求 学习并理解生产者/消费者模型及其同步/互斥规则；设计程序，实现生产者/消费者进程(线程)的同步与互斥； 三、实验算法分析 1、实验程序的结构图（流程图）； 2、数据结构及信号量定义的说明； (1) CreateThread ●功能——创建一个在调用进程的地址空间中执行的线程 ●格式 HANDLE CreateThread( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, DWORD dwStackSize, LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, LPVOID lpParamiter, DWORD dwCreationFlags, Lpdword lpThread ); ●参数说明 lpThreadAttributes——指向一个LPSECURITY_ATTRIBUTES(新线程的安全性描述符)。dwStackSize——定义原始堆栈大小。 lpStartAddress——指向使用LPTHRAED_START_ROUTINE类型定义的函数。 lpParamiter——定义一个给进程传递参数的指针。 dwCreationFlags——定义控制线程创建的附加标志。 lpThread——保存线程标志符(32位) (2) CreateMutex ●功能——创建一个命名或匿名的互斥量对象 ●格式 HANDLE CreateMutex(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes, BOOL bInitialOwner, LPCTSTR lpName); bInitialOwner——指示当前线程是否马上拥有该互斥量(即马 ●参数说明 lpMutexAttributes——必须取值NULL。上加锁)。 lpName——互斥量名称。 (3) CreateSemaphore ●功能——创建一个命名或匿名的信号量对象 ●格式 HANDLE CreateSemaphore(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes, LONG lInitialCount, LONG lMaximumCount, LPCTSTR lpName ); ●参数说明 lpSemaphoreAttributes——必须取值NULL。 计算机网络与通讯实验报告记录 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 实验名称：RJ-45接口与网卡设置 一.题目 二.实验设备仪器（软件环境） ⒈RJ-45压线钳 ⒉双绞线剥线器 ⒊ RJ-45接头 ⒋双绞线 ⒌网线测试仪 ⒍网卡 三.试验目的 1．掌握使用双绞线作为传输介质的网络连接方法，学会制作RJ45接头。 2．学会测线器的使用方法。 3．学会网卡的安装与设置。 四.试验内容及步骤 1．网线制作 （1）按以下步骤制作网线（直通线）： ●抽出一小段线，然后先把外皮剥除一段； ●将双绞线反向缠绕开； ●根据标准排线（注意这里非常重要）； ●铰齐线头（注意线头长度）； ●插入插头； ●用打线钳夹紧； ●用同样方法制作另一端。 （2）网线的检查、测试 可以使用网线测试仪或万用表测试网线连接逻辑是否正确。网线制作好后，将其两端分别插入网卡和交换机的插口内，开机后对应的指示灯应闪亮。 2．网卡的安装与设置 （1）安装网卡驱动程序 一.将网卡插入计算机主板的插槽内，启动计算机； 二.单击【开始】|【设置】|【控制面板】命令，打开【控制面板】窗口，双击【添加硬件】 图标； 三.弹出【添加硬件向导】，在设备列表中选择所用的网卡设备，插入带有网卡驱动程序的 光盘（或磁盘），按向导提示逐步安装驱动程序； 四.若安装成功，向导会给出正确的提示。 （2）网络协议的添加（此步可略） 一般情况下，安装好网卡的驱动程序以后，最基本的TCP/IP网络协议会自动被添加到系统中。但在某些特殊情况下，需要我们手动添加/删除网络协议： ●单击【开始】|【设置】|【控制面板】命令，打开【控制面板】窗口，双击【网 络连接】图标； ●打开【网络连接】窗口，选中【本地连接】图标，点击右键，在弹出菜单中选 【属性】； ●进入【属性】对话框，选【常规】项，单击【安装】按钮； ●弹出【选择网络组件类型】对话框，在【单击要安装的网络组件类型】列表中 选【协议】，单击【安装】； ●弹出【选择网络协议】对话框，在【网络协议】列表中选择所要的协议，单击 【确定】按钮。 （3）网卡的设置 网卡安装成功后，必须对其进行配置，配置前，必须到网络中心申请到合法的IP地址，并得到网络中心提供的域名及其IP地址、网关的IP地址。 (1)打开【网络连接】中“本地连接”的【属性】窗口； (2)选中【Internet协议（TCP/IP）】，单击【属性】按钮； (3)打开【Internet协议（TCP/IP）属性】窗口，分别设置“IP地址”、“子网掩码”、“默认 网关”、“DNS服务器”等项。 3．网络连通的测试 常用ping命令来测试网络连接，格式： ping [-t] [-a] [-n count] [-l length] [-f] [-i ttl] [-v tos] [-r count] [-s count] [[-j computer-list] | [-k computer-list]] [-w timeout] destination-list 参数含义 -t 校验与指定计算机的连接，直到用户中断。 -a 将地址解析为计算机名。 -n count 发送由count指定数量的ECHO 报文，默认值为 4。 -l length 发送包含由length 指定数据长度的ECHO报文。 默认值为64字节，最大值为8192 字节。 -f 在包中发送“不分段”标志，该包将不被路由上的 网关分段。 -I ttl 将“生存时间”字段设置为ttl指定的数值。 -v tos 将“服务类型”字段设置为tos指定的数值。 -r count 在“记录路由”字段中记录发出报文和返回报文的 路由。指定的Count值最小可以是1，最大可以是 9 。 -s count 指定由count指定的转发次数的时间邮票。 -j computer-list 经过由computer-list指定的计算机列表的路由报 文。中间网关可能分隔连续的计算机（松散的源路 由）。允许的最大IP地址数目是9。 -k computer-list 经过由computer-list指定的计算机列表的路由报 实验二：进程同步 一．实验目的 （1）掌握基本的同步算法，理解生产者消费者模型。 （2）学习使用Windows XP中基本的同步对象，掌握相关API的使用方法。 （3）了解Windows XP中多线程的并发执行机制，实现进程的同步与互斥。 二．实验属性 该实验为设计性实验。 三．实验仪器设备及器材 普通PC386以上微机 四．实验要求 本实验要求2学时完成。 本实验要求完成如下任务： （1）以生产者/消费者模型为依据，在Windows XP环境下创建一个控制台进程，在该进程中创建n个线程模拟生产者和消费者，实现进程(线程)的同步与互斥。 学习并理解生产者/消费者模型及其同步/互斥规则； 学习了解Windows同步对象及其特性； 熟悉实验环境，掌握相关API的使用方法； 设计程序，实现生产者/消费者进程(线程)的同步与互斥。 （2）扩展任务2选1： 1>利用信号量机制，写出不会发生死锁的解决哲学家进程(线程)。 最多允许4个同时进餐；奇：先左后右偶：先右后左。 2>利用信号量机制，写出不会发生死锁的读者写者进程(线程)。五：实验内容： 利用至多同时允许4位哲学家同时去拿左边筷子的方法解决进餐死锁的问题。 实验详细设计：流程图: 程序首先创建一个线程参数结构体 struct ThreadInfo { int serial; double delay; }; 设置最多同时去拿筷子的人数#define MAX_BUFFER_NUM 4 设置一个信号量数组用来表示五位哲学家的左右边的筷子HANDLE chopstick [5]; 设置同时去拿筷子的人数的信号量HANDLE People; 设置一个互斥信号量HANDLE h_mutex; 在main()函数中，首先创建信号量： for (int i=0;i<5;i++) { chopstick[i]=CreateSemaphore(NULL,n_Buffer_or_Critical,n_Buffer_or_Criti cal,"chopstick"+i); } People=CreateSemaphore(NULL,MAX_BUFFER_NUM,MAX_BUFFER _NUM,"People"); 重庆交通大学 学生实验报告 实验课程名称《计算机网络技术》课程实验 开课实验室软件与通信实验中心 学院国际学院年级2012 专业班（1）班 学生姓名吴双彪学号6312260030115 开课时间2014 至2015 学年第二学期 实验2简单的局域网配置与资源共享 实验目的： 1、掌握将两台PC联网的技能与方法 2、掌握将几台PC连接成LAN的技能与方法 3、掌握局域网内资源共享的技能与方法 实验内容和要求： 1、选用百兆交换机连接PC若干台； 2、在上述两种情况下分别为PC配置TCP/IP协议，使他们实现互联和资源共享实验环境：（画出实验网络拓图） 实验步骤： 1、选择两台计算机； 选PC0与PC1. 2、设置两台计算机IP地址为C类内部地址； 两台PC机的IP分别设置为：、202.202.242.47、202.202.243.48； 两台PC机的掩码分别设置为：、255.255.255.0、255.255.255.0； 3、用一台计算机Ping另一台计算机，是否能Ping通？ 4、我的电脑→工具→文件夹选项→查看→去掉“使用简单文件共享（推荐）”前 的勾；设置共享文件夹。 5、控制面板→管理工具→本地安全策略→本地策略→安全选项里，把“网络访 问：本地帐户的共享和安全模式”设为“仅来宾-本地用户以来宾的身份验证” （可选，此项设置可去除访问时要求输入密码的对话框，也可视情况设为“经典-本地用户以自己的身份验证”）； 6、通过网络邻居或在运行窗口输入“\\对方IP地址”实现资源共享。 1)指定IP地址，连通网络 A．设置IP地址 在保留专用IP地址范围中（192.168.X.X），任选IP地址指定给主机。 注意：同一实验分组的主机IP地址的网络ID应相同 ．．。 ．．，主机ID应不同 ．．，子网掩码需相同B．测试网络连通性 (1)用PING 命令PING 127.0.0.0 –t，检测本机网卡连通性。 解决方法：检查网线是否连接好，或者网卡是否完好 (2)分别“ping”同一实验组的计算机名；“ping”同一实验组的计算机IP地址，并记录结 果。答：能。结果同步骤3 (3)接在同一交换机上的不同实验分组的计算机，从“网上邻居”中能看到吗？能ping通 吗？记录结果。 2) 自动获取IP地址，连通网络 Windows主机能从微软专用B类保留地址（网络ID为169.254）中自动获取IP地址。 A.设置IP地址 把指定IP地址改为“自动获取IP地址”。 B.在DOS命令提示符下键入“ipconfig”，查看本机自动获取的IP地址，并记录结果。 C.测试网络的连通性 1.在“网上邻居”中察看能找到哪些主机，并记录结果。 2.在命令提示符下试试能“ping”通哪些主机，并记录结果。 答：能ping通的主机有KOREYOSHI ,WSB ,ST ,LBO ,CL 。思考并回答 测试两台PC机连通性时有哪些方法？ 实验小结：（要求写出实验中的体会） 山东大学操作系统实验报告4进程同步实验 计算机科学与技术学院实验报告 实验题目：实验四、进程同步实验学号： 日期：20120409 班级：计基地12 姓名： 实验目的： 加深对并发协作进程同步与互斥概念的理解，观察和体验并发进程同步与互斥 操作的效果，分析与研究经典进程同步与互斥问题的实际解决方案。了解 Linux 系统中 IPC 进程同步工具的用法，练习并发协作进程的同步与互斥操作的编程与调试技术。 实验内容： 抽烟者问题。假设一个系统中有三个抽烟者进程，每个抽烟者不断地卷烟并抽烟。抽烟者卷起并抽掉一颗烟需要有三种材料：烟草、纸和胶水。一个抽烟者有烟草，一个有纸，另一个有胶水。系统中还有两个供应者进程，它们无限地供应所有三种材料，但每次仅轮流提供三种材料中的两种。得到缺失的两种材料的抽烟者在卷起并抽掉一颗烟后会发信号通知供应者，让它继续提供另外的两种材料。这一过程重复进行。请用以上介绍的 IPC 同步机制编程，实现该问题要求的功能。 硬件环境： 处理器：Intel? Core?i3-2350M CPU @ 2.30GHz ×4 图形：Intel? Sandybridge Mobile x86/MMX/SSE2 内存：4G 操作系统：32位 磁盘：20.1 GB 软件环境： ubuntu13.04 实验步骤： （1）新建定义了producer和consumer共用的IPC函数原型和变量的ipc.h文件。 （2）新建ipc.c文件，编写producer和consumer 共用的IPC的具体相应函数。 （3）新建Producer文件，首先定义producer 的一些行为，利用系统调用，建立共享内存区域，设定其长度并获取共享内存的首地址。然后设定生产者互斥与同步的信号灯，并为他们设置相应的初值。当有生产者进程在运行而其他生产者请求时，相应的信号灯就会阻止他，当共享内存区域已满时，信号等也会提示生产者不能再往共享内存中放入内容。 （4）新建Consumer文件，定义consumer的一些行为，利用系统调用来创建共享内存区域，并设定他的长度并获取共享内存的首地址。然后设定消费者互斥与同步的信号灯，并为他们设置相应的初值。当有消费进程在运行而其他消费者请求时，相应的信号灯就会阻止它，当共享内存区域已空时，信号等也会提示生产者不能再从共享内存中取出相应的内容。 运行的消费者应该与相应的生产者对应起来，只有这样运行结果才会正确。 操作系统实验报告 实验三、进程通信（一） ——管道及共享内存 一、实验目的 熟悉和掌握LINUX系统的管道通信和共享内存通信。 二、实验内容 (一)、管道通信 1、实验原理： 管道是半双工的，数据只能向一个方向流动；需要双方通信时，需要建立起两个管道；单独构成一种独立的文件系统：管道对于管道两端的进程而言，就是一个文件，但它不是普通的文件，它不属于某种文件系统，而是自立门户，单独构成一种文件系统。 数据的读出和写入：一个进程向管道中写的内容被管道另一端的进程读出。 利用系统调用pipe()可创建一个简单的管道。 int fd[2]； pipe(fd)； 调用成功，fd[0]存放供读进程使用的文件描述符（管道出口），fd[1]存放供写程使用的文件描述符（管道入口）。 一个进程在由pipe()创建管道后，一般再fork()一个子进程，然后通过管道实现父子进程间的通信，子进程将从父进程那里继承所有打开的文件描述符。则父子两个进程都能访问组成管道的两个文件描述符，这样子进程可以向父进程发送消息（或者相反）。 发送进程利用文件系统的系统调用write(fd[1],buf,size)，把buf中size个字符送入fd[1]，接收进程利用read(fd[0],buf,size)，把从fd[0]读出的size个字符置入buf中。这样管道按FIFO（先进先出）方式传送信息。 2、实验内容： #include if (x==0) { close(fd[0]); printf("Child Process!\n"); strcpy(buf,"This is an example\n"); write(fd[1],buf,30); exit(0); } else{ close(fd[1]); printf("Parent Process!\n"); read(fd[0],s,30); printf("%s\n",s); printf("x value in Parent Process:%d!\n",x); } } （1）阅读上述父子进程利用管道进行通信的例子，写出程序的运行结果并分析。 程序运行x=fork()后，创建里一个子进程，在子进程里x的返回值为0，在父进程里x的返回值为7684，则子进程会执行if语句里的代码段，先关闭了管道的读入端，再在屏幕上输出“Child Process!”，然后将“This is an example\n”存入buf数组中，通过调用write()函数将buf数组的内容从管道的写入端写入，而父进程会执行else语句里的代码段，先关闭了管道的写入端，再在屏幕上输出“Parent Process!”，然后通过调用read ()函数将buf数组的内容从管道的读入端读入冰存储在s数组里，接着通过printf()函数将s数组里的内容输出到屏幕上，最后在屏幕上输出父进程中x的值。 （2）编写程序：父进程利用管道将一字符串交给子进程处理。子进程读字符串，将里面的字符反向后再交给父进程，父进程最后读取并打印反向的字符串。 #include 计算机与通信网络实验报告 ０41２20111 戴妍 实验一隐终端与暴露终端问题分析 一、实验设定： 基本参数配置:仿真时长1０0ｓ；随机数种子1；仿真区域2000ｘ2000；节点数4。 节点位置配置:本实验用［１］、［2］、［3] 、［４］共两对节点验证隐终端问题。节点[1]、［2］距离为200ｍ,节点[3］、[4］距离为200m,节点［2]、[3］距离为37０m。 业务流配置:业务类型为恒定比特流CＢR。[1]给［2］发,发包间隔为0、01s,发包大小为51２byｔeｓ；［3］给[4］发，发包间隔为0、01s，发包大小为51２byｔeｓ。 二、实验结果： Node: 1, Ｌayeｒ：AppCbｒＣlient，（０）Server adｄｒess：2 Noｄｅ：１，Layｅr: AｐpCbｒCｌｉeｎt,（0）Fiｒsｔpａｃｋet sent a ｔ［s］:0、0000000０0 Node: 1,Layer：AｐpＣbｒClient，(0）Lasｔpacket sｅnt at [s]:9９、9９0０0００00 Nｏde：1,Ｌaｙeｒ：AppＣｂrＣｌieｎt，(０) Ｓessｉon sｔａtus：Not cｌosｅd Node：1, Layer: AppＣｂｒCｌient，(０）Totａｌnuｍｂer ｏf ｂyteｓs ｅnt: 5１2０000 Node: 1，Layｅｒ：AppCbrＣlieｎt，（0) Total number of packｅts se ｎt: 10０00 Nodｅ：1, Ｌayｅr: ＡpｐCbｒClｉenｔ,(0) Thrｏughpｕt (bits per seｃonｄ)：40９6０0 Noｄe：2, Ｌａyer:AppCbrＳerｖeｒ, (０）Ｃlienｔａｄdrｅｓs: 1 Node: 2, Layｅｒ：AppCbｒServer，(0) Fiｒsｔpａcket rｅcｅiｖed at ［ｓ］：０、０074３８001 Nｏde：2, Layer：ＡｐｐCｂrServer，(0）Lａst ｐａckeｔrｅceiｖeｄa ｔ[ｓ]：９９、99９922073 进程间通信实验报告 班级：10网工三班学生姓名：谢昊天学号：1215134046 实验目的和要求： 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。 实验内容与分析设计： （1）消息的创建，发送和接收。 ①使用系统调用msgget (), msgsnd (), msgrev (), 及msgctl () 编制一长度为1k 的消息的发送和接收程序。 ②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？ （2）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。（3）比较上述（1），（2）两种消息通信机制中数据传输的时间。 实验步骤与调试过程： 1.消息的创建，发送和接收： (1)先后通过fork( )两个子进程，SERVER和CLIENT进行通信。 (2)在SERVER端建立一个Key为75的消息队列，等待其他进程发来的消息。当遇到类型为1的消息，则作为结束信号，取消该队列，并退出SERVER 。SERVER每接收到一个消息后显示一句“(server)received”。 (3)CLIENT端使用Key为75的消息队列，先后发送类型从10到1的消息，然后退出。最后的一个消息，既是 SERVER端需要的结束信号。CLIENT每发送一条消息后显示一句“(client)sent”。 (4)父进程在 SERVER和 CLIENT均退出后结束。 2.共享存储区的创建,附接和断接： (1)先后通过fork( )两个子进程，SERVER和CLIENT进行通信。 (2)SERVER端建立一个KEY为75的共享区,并将第一个字节置为-1。作为数据空的标志.等待其他进程发来的消息.当该字节的值发生变化时,表示收到了该消息,进行处理.然后再次把它的值设为-1.如果遇到的值为0,则视为结束信号,取消该队列,并退出SERVER.SERVER 每接收到一次数据后显示”(server)received”. (3)CLIENT端建立一个为75的共享区,当共享取得第一个字节为-1时, Server端空闲,可发送请求. CLIENT 随即填入9到0.期间等待Server端再次空闲.进行完这些操作后, CLIENT退出. CLIENT每发送一次数据后显示”(client)sent”. (4)父进程在SERVER和CLIENT均退出后结束。 实验结果： 1．消息的创建，发送和接收： 由 Client 发送两条消息，然后Server接收一条消息。此后Client Server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。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。 实验二进程同步演示 一、实验目的 ?深入掌握进程同步机制——信号量的应用； ?掌握Windows编程中信号量机制的使用方法； ?可进行简单的信号量应用编程。 二、实验工具 Windows系统+ VC++ 6.0 三、实验内容 1、复习教材上信号量机制的定义与应用，复习经典进程同步问题——生产者消费者问题及其同步方案； 2、验证后附的参考代码pc.cpp（生产者消费者问题）,掌握Windows系统中信号量的定义与使用方法； 注意： （1）代码中生产者和消费者所做的工作用过程Producer和Consumer描述，并通过创建线程的方法创建3个生产者线程和1个消费者线程，具体创建方法：CreateThread(NULL,0,Producer,NULL,0,&producerID[i]);其中第3个参数就是指定该线程所做的工作为过程Producer； （2）问题中设置了三个信号量g_hMutex（用于互斥访问临界区buffer）、 g_hFullSemaphore、g_hEmptySemaphore（用于控制同步的资源信号量），先声明，再定义，最后使用。互斥信号量和资源信号量的定义方法不同： g_hMutex = CreateMutex(NULL,FALSE,NULL); 互斥信号量最开始没有指定针对那个资源g_hFullSemaphore = CreateSemaphore(NULL,SIZE_OF_BUFFER-1,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL); 其中第2和3个参数为信号量的初始值和最大值 信号量的使用方法：WaitForSingleObject为信号量的P操作，每对一个信号量执行该操作，则信号量值减1，并判断减1后值是否仍大于等于0，如是则该操作成功，否则进程阻塞；ReleaseSemaphore为信号量的V操作，每执行一次将该信号量的值加1，并起到唤醒作用。如： WaitForSingleObject(g_hFullSemaphore,INFINITE); … ReleaseSemaphore(g_hEmptySemaphore,1,NULL); 通信网络基础实验 报告 学号：。。。 姓名：。。。 专业：通信工程 指导老师：孙恩昌 完成时间：2015-12-27 目录 一．实验目的 (3) 二．实验内容 (3) 三．实验原理 (3) 四．实现停等式ARQ实验过程及结果： (5) 五．实现返回n-ARQ实验过程及结果： (7) 六．实现选择重发式ARQ过程及结果： (8) 七．心得体会 (10) 一．实验目的 1．理解数据链路层ARQ协议的基本原理 2.用算法实现四种不同形式的ARQ重传协议：停等式ARQ、返回n-ARQ、选择重发式ARQ和ARPANET ARQ。 3.提高分析和解决问题的能力和提高程序语言的实现能力 二．实验内容： 1.根据停等式ARQ协议基本理论,编写协议算法，进行仿真； 2.根据返回N-ARQ协议基本理论,编写协议算法，进行仿真； 3.根据选择重传ARQ协议基本理论,编写协议算法，进行仿真； 4.根据并行等待ARQ协议基本理论,编写协议算法，进行仿真 三．实验原理 1.停等式ARQ：在开始下一帧传送出去之前，必须确保当前帧已被正确接受。假定A到B的传输链路是正向链路，则B到A的链路称为反向链路。在该链路上A要发送数据帧给B，具体的传送过程如下： 发送端发出一个包后，等待ACK，收到ACK，再发下一个包，没有收 到ACK、超时，重发 重发时，如果ACK 不编号，因重复帧而回复的ACK，可能被错认为对其它帧的确认。 2. 返回n-ARQ：发送方和接收方状态示意图 返回n-ARQ方案的特点如下： （1）发送方连续发送信息帧，而不必等待确认帧的返回； （2）在重发表中保存所发送的每个帧的备份； （3）重发表按先进先出（FIFO）队列规则操作； （4）接收方对每一个正确收到的信息帧返回一个确认帧，每一个确认帧包含一个惟一的序号，随相应的确认帧返回； （5）接收方保存一个接收次序表，包含最后正确收到的信息帧的序号。当发送方收到相应信息帧的确认后，从重发表中删除该信息帧的备份； 实验三进程的同步 一、实验目的 1、了解进程同步和互斥的概念及实现方法； 2、更深一步的了解fork()的系统调用方式。 二、实验内容 1、预习操作系统进程同步的概念及实现方法。 2、编写一段源程序，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”。程序的输出是什么？分析原因。 3、阅读模拟火车站售票系统和实现进程的管道通信源代码，查阅有关进程创建、进程互斥、进程同步的系统功能调用或API，简要解释例程中用到的系统功能或API的用法，并编辑、编译、运行程序，记录程序的运行结果，尝试给出合理的解释。 4、（选做）修改问题2的代码，使得父子按顺序显示字符“a”；“b”、“c”编辑、编译、运行。记录程序运行结果。 三、设计思想 1、程序框架 （1）创建两个子进程：（2）售票系统： （3）管道通信： 先创建子进程，然后对内容加锁，将输出语句存入缓存，并让子进程自己进入睡眠，等待别的进程将其唤醒，最后解锁；第二个子进程也执行这样的过程。父进程等待子进程后读内容并输出。 （4）修改程序（1）：在子进程的输出语句前加上sleep()语句，即等待父进程执行完以后再输出。 2、用到的文件系统调用函数 （1）创建两个子进程：fork() （2）售票系统：DWORD WINAPI Fun1Proc(LPVOID lpPartameter); CreateThread(NULL,0,Fun1Proc,NULL,0,NULL); CloseHandle(hThread1); (HANDLE)CreateMutex(NULL,FALSE,NULL); Sleep(4000)（sleep调用进程进入睡眠状态(封锁), 直到被唤醒）; WaitForSingleObject(hMutex,INFINITE); ReleaseMutex(hMutex); （3）管道通信：pipe(fd)，fd: int fd[2]，其中: fd[0] 、fd[1]文件描述符（读、写）; lockf( fd，function，byte)（fd: 文件描述符；function: 1: 锁定 0:解锁；byte: 锁定的字节数，0: 从当前位置到文件尾）; write(fd，buf，byte)、read(fd，buf，byte) （fd: 文件描述符；buf : 信息传送的源（目标）地址；byte: 传送的字节数）; sleep(5); exit(0); read(fd[0]，s，50) （4）修改程序（1）：fork(); sleep(); 四、调试过程 1、测试数据设计 （1）创建两个子进程： 操作系统 实验报告 哈尔滨工程大学 计算机科学与技术学院 一、实验概述 1. 实验名称 进程的同步 2. 实验目的 ⑴使用EOS的信号量，编程解决生产者 消费者问题，理解进程同步的意义。 ⑵调试跟踪EOS信号量的工作过程，理解进程同步的原理。 ⑶修改EOS的信号量算法，使之支持等待超时唤醒功能（有限等待），加深理解进程同步的原理。 3. 实验类型 验证+设计 4. 实验内容 ⑴准备实验 ⑵使用EOS的信号量解决生产者－消费者问题 ⑶调试EOS信号量的工作过程 ①创建信号量 ②等待释放信号量 ③等待信号量（不阻塞） ④释放信号量（不唤醒） ⑤等待信号量（阻塞） ⑥释放信号量（唤醒） ⑷修改EOS的信号量算法 二、实验环境 WindowsXP + EOS集成实验环境 三、实验过程 1. 设计思路和流程图 图4-1.整体试验流程图 图4-2.Main 函数流程图、生产者消费、消费者流程图 2. 算法实现 3. 需要解决的问题及解答 (1). 思考在ps/semaphore.c 文件内的PsWaitForSemaphore 和PsReleaseSemaphore 函数中，为什么要使用原子操作？ 答：在执行等待信号量和释放信号量的时候，是不允许cpu响应外部中断的，如果此时cpu响应了外部中断，会产生不可预料的结果，无法正常完成原子操作。 (2). 绘制ps/semaphore.c文件内PsWaitForSemaphore和PsReleaseSemaphore函数的流程图。 (3).P143生产者在生产了13号产品后本来要继续生产14号产品，可此时生产者为什么必须等待消费者消费了4号产品后，才能生产14号产品呢？生产者和消费者是怎样使用同步对象来实现该同步过程的呢？ 答：这是因为临界资源的限制。临界资源就像产品仓库，只有“产品仓库”空闲生产者才能生产东西，有权向里面放东西。所以它必须等到消费者，取走产品，“产品空间”（临界资源）空闲时，才继续生产14号产品。 (4). 根据本实验3.3.2节中设置断点和调试的方法，自己设计一个类似的调试方案来验证消费者线程在消费24号产品时会被阻塞，直到生产者线程生产了24号产品后，消费者线程才被唤醒并继续执行的过程。 答：可以按照下面的步骤进行调试 (1) 删除所有的断点。 (2) 按F5启动调试。OS Lab会首先弹出一个调试异常对话框。 (3) 在调试异常对话框中选择“是”，调试会中断。 (4) 在Consumer函数中等待Full信号量的代码行（第173行）WaitForSingleObject(FullSemaphoreHandle, INFINITE); 添加一个断点。 (5) 在“断点”窗口（按Alt+F9打开）中此断点的名称上点击右键。 (6) 在弹出的快捷菜单中选择“条件”。 (7) 在“断点条件”对话框（按F1获得帮助）的表达式编辑框中，输入表达式“i == 24”。 (8) 点击“断点条件”对话框中的“确定”按钮。 (9) 按F5继续调试。只有当消费者线程尝试消费24号产品时才会在该条件断点处中断。 4. 主要数据结构、实现代码及其说明 修改PsWaitForSemaphore函数 if (Semaphore->Count>0){ Semaphore->Count--; flag=STATUS_SUCCESS; }//如果信号量大于零，说明尚有资源，可以为线程分配 else flag=PspWait(&Semaphore->WaitListHead, Milliseconds); KeEnableInterrupts(IntState); // 原子操作完成，恢复中断。 return flag; }//否则，说明资源数量不够，不能再为线程分配资源，因此要使线程等待 修改PsReleaseSemaphore函数 if (Semaphore->Count + ReleaseCount > Semaphore->MaximumCount) { 武汉工程大学计算机科学与工程学院 《操作系统》实验报告[Ⅰ] 一、实验目的 创建进程，实现进程消息通信和共享内存通信，了解进程的创建、退出和获取进程信。了解什么是映像文件、管道通信及其作用，掌握通过内存映像文件和管道技术实现进程通信。 二、实验内容 本例用三种方法实现进程通信，仅用于示例目的，没有进行功能优化。 1、创建进程A和B后，在进程A中输入一些字符，点“利用 SendMessage发送消息”按钮可将消息发到进程B。 2、在进程A中输入一些字符，点“写数据到内存映像文件”按钮， 然后在进程B中点“从内存映像文件读数据”按钮可收到消息。其中在点“写数据到内存映像文件”时，要求创建映像文件，B进程在印象文件中读取数据。 3、先在进程B中点“创建管道并接收数据”按钮，然后在进程A 中输入一些字符，点“写数据到管道文件”按钮可将消息发到进程B。管道是连接读/写进程使他们进行通信的一个共享文件，目的是更好地实现进程间的通信。 三、实验思想 这次试验最主要的内容和核心思想就是学会创建进程并实现进程间的简单通信、创建映像文件和创建管道文件来通信，后两者是实现进程通信的高级通信机制中的两种。. 创建一个程序A和程序B，其中程序A和B各有一个主窗体，A主窗体上要求可以实现创建进程B（即调用函数B）、结束进程B、关闭进程A、向进程B发送数据、创建映像文件、创建管道文件等功能，进程B要求有从映像文件读取数据、创建管道并接收数据、结束进程B功能。最终让A、B进程相互通信。 四、设计分析： 首先设得设计A、B两个程序的操作界面，然后编写各个功能模块。对于A 程序窗体，在“利用SendMessage发送消息”按钮的消息响应函数中，主要是利用Windows API函数CWnd::FindWindow来找到接收消息的窗体，即进程B，找到进程B后，利用这个函数返回的窗体指针的SendMessage函数来发送消息。在“写数据到内存印象文件”按钮的消息响应函数中，主要是利用函数CreateFileMapping来创建一个印象文件，这个函数返回的是这个印象文件的句柄，然后将这个句柄和要发送的消息字符串传递到函数sprintf中，就可以所要发送的消息写入印象文件，在B程序窗体中有个“从内存印象文件读数据”按钮，在这个按钮的消息响应函数中读取父进程所创建的印象文件中的数据就可以实现通信了。在B程序窗体按钮“写数据到管道文件”的消息响应函数中，不能直接将要发送的消息发送到管道文件，因为管道必须先由子进程通过函数CreateNamedPipe创建，只有待子进程创建好管道后父进程才能根据管道创建管道文件，将消息写入管道文件并及时发送给子进程。而且这个管道只能使用一次，即每次发送完消息后那个管道不能在使用了，必须再由子进程创建一个管道，A 进程才能再次创建管道文件并向其中写入消息。这个程序也不一定要MFC实现，还可以用其他的技术和语言实现，比如说Java、VB等，外表构架可以不一样，但核心技术都是一样的，只是不同的调用形式和调用方法，比如说在VB中，实现进程间的一般通信就是使用动态数据交换ＤＤＥ，实现起来就比较简单，但是要创建映像文件和管道文件就比较繁琐，可以根据不同的需求采用不同的语言。 五、程序部分源代码： 1.“利用SendMessage发送消息”按钮中的主要代码 //找到接收消息的窗口(窗口名为Receiver) CString str="进程B"; CWnd *pWnd=CWnd::FindWindow(NULL,str); if(pWnd) { COPYDATASTRUCT buf; char * s=new char[m_Msg1.GetLength()]; //m_Msg1为CString类型的变量 s=m_Msg1.GetBuffer(0);Linux进程间通信(2)实验报告
实验二(1)进程同步
计算机网络与通讯实验报告记录
os实验二 进程同步
计算机网络技术实验报告
山东大学操作系统实验报告4进程同步实验
实验三 进程通信(一)
计算机与通信网络实验报告
进程间通信实验报告
实验二进程同步
通信网络基础实验报告
进程同步实验报告
进程的同步实验报告
操作系统进程创建及通信实验报告