操作系统进程间通信试验报告

操作系统进程间通信试验报告
操作系统进程间通信试验报告

《操作系统原理》实验报告

专业班计科1304 学号:201316010410 姓名:

实验三进程间通信

实验时间: 4.30

【实验目的】

Linux系统的进程通信机构(IPC)允许在任意进程间大批量的交换数据。本实验的目的是了解和熟悉Linux支持的通信机制、共享存储区机制及信号量机制。

【实验环境】

安装了Linux操作系统的PC机。

【实验内容】

1.消息的创建,发送和接收

2.使用系统调用msgget(),msgsnd(), msgrev()及msgctl()编制一长度为1k的消息发送和接收程序。

<程序设计>

(1)为了便于操作和观察结果,用一个程序作为“引子”,先后fork()两个子进程,SERVER和CLIENT,进行通信。

(2)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。

最后一个消息,即是SERVER端需要的结束信号。CLIENT每发送一条信息后显示一句“(client)sent”。

(4)父进程在SERVER和CLIENT均退出后结束。

【实验步骤】

1,启动计算机并运行linux系统

2,打开中断进行程序书写

3,根据Linux系统的gcc自带编译器进行运行编译

4,分析运行出现的问题

5,观察运行结果,并思考

6,退出中断并写出实验报告

实验所需代码:

#include

#include

#define MSGKEY 75

struct msgform

{

long mtype;

char mtext[1030];

}msg;

int msgqid,i;

void CLIENT()

{ int i;

msgqid=msgget(MSGKEY,0777);

for (i=10;i>=1;i--)

{

msg.mtype=i;

printf("(client)sent \n");

msgsnd(msgqid,&msg,1024,0); /*发送消息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*/ do

{

msgrcv(msgqid,&msg,1030,0,0); /*从msgid消息队列接收消息msg*/

printf("(server)received \n");

}while(msg.mtype!=1); /*消息类型为1时,释放队列*/ msgctl(msgqid,IPC_RMID,0);

exit(0);

}

void main()

{

while((i=fork())==-1);

if(!i) SERVER();

while((i=fork())==-1);

if(!i) CLIENT();

wait(0);

wait(0);

}

【实验结果】

【心得体会】

通过这次小实验,是我更加了解Linux一些常用指令的操作以及其作用,对于一个刚开始接触lniux操作系统的初学者来说非常有用,助于以后能够更进一

步学习Linux操作系统。。

Linux进程间通信(2)实验报告

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 #include #include int shmget(key_t key, int size, int flag); 当共享内存创建后,其余进程可以调用shmat()将其连接到自身的地址空间中。 void *shmat(int shmid, void *addr, int flag); shmid为shmget函数返回的共享存储标识符,addr和flag参数决定了以什么方式来确定连接的地址,函数的返回值即是该进程数据段所连接的实际地

线程实现邮箱通信-实验报告

进程通信实验报告 一、实验名称:进程通信 二、实验目的:掌握用邮箱方式进行进程通信的方法,并通过设计实现简单邮箱理解进程通信中的同步问题以及解决该问题的方法。 三、实验原理:邮箱机制类似于日常使用的信箱。对于用户而言使用起来比较方便,用户只需使用send ()向对方邮箱发邮件 receive ()从自己邮箱取邮件, send ()和 receive ()的内部操作用户无需关心。因为邮箱在内存中实现,其空间有大小限制。其实send ()和 receive ()的内部实现主要还是要解决生产者与消费者问题。 四、实验内容:进程通信的邮箱方式由操作系统提供形如send ()和receive ()的系统调用来支持,本实验要求学生首先查找资料了解所选用操作系统平台上用于进程通信的系统调用具体形式,然后使用该系统调用编写程序进行进程间的通信,要求程序运行结果可以直观地体现在界面上。在此基础上查找所选用操作系统平台上支持信号量机制的系统调用具体形式,运用生产者与消费者模型设计实现一个简单的信箱,该信箱需要有创建、发信、收信、撤销等函数,至少能够支持两个进程互相交换信息,比较自己实现的信箱与操作系统本身提供的信箱,分析两者之间存在的异同。 五、背景知识介绍: 1、sembuf 数据结构 struct sembuf { unsigned short int sem_num; //semaphore number short int sem_op; //semaphore operation short int sem_flg; //operation flag }; sem_num :操作信号在信号集中的编号,第一个信号的编号是0。 进程A 进程B 信箱A 信箱B Send() Send() receive() receive()

实验一进程调度实验报告书

淮海工学院计算机工程学院实验报告书 课程名:《操作系统原理A》 题目:进程调度 班级:软件132 学号:2013122907 姓名:孙莹莹

操作系统原理实验——进程调度实验报告 一、目的与要求 1)进程是操作系统最重要的概念之一,进程调度是操作系统内核的重要功能,本实验要求用C 语言编写一个进程调度模拟程序,使用优先级或时间片轮转法实现进程调度。本实验可加深对进程调度算法的理解。 2)按照实验题目要求独立正确地完成实验内容(编写、调试算法程序,提交程序清单及及相关实验数据与运行结果) 3)于2015年4月18日以前提交本次实验报告(含电子和纸质报告,由学习委员以班为单位统一打包提交)。 二、实验内容或题目 1)设计有5个进程并发执行的模拟调度程序,每个程序由一个PCB表示。 2)模拟调度程序可任选两种调度算法之一实现(有能力的同学可同时实现两个调度算法)。 3)程序执行中应能在屏幕上显示出各进程的状态变化,以便于观察调度的整个过程。 4)本次实验内容(项目)的详细说明以及要求请参见实验指导书。 三、实验步骤与源程序 (1)流程图

(2)实验步骤 1)PCB的结构:优先级算法中,设PCB的结构如下图所示,其中各数据项的含义如下: Id:进程标识符号,取值1—5。 Priority:优先级,随机产生,范围1—5。 Used:目前已占用的CPU时间数,初值为0;当该进程被调用执行时,每执行一个时间片,Used加1。 Need:进程尚需的CPU时间数,初值表示该进程需要运行的总时间,取值范围为5—10。并随机产生,每运行一个时间片need减1;need为0则进程结束。 Status:进程状态R(运行),W(就绪),F(完成);初始时都处于就绪状态。 Next:指向就绪队列中下一个进程的PCB的指针。 2)初始状态及就绪队列组织: 5个进程初始都处于就绪状态,进程标识1—5,used初值都为0。各进程的优先级随机产生,范围1—5。处于就绪状态的进程,用队列加以组织,队列按优先级由高到低依次排列,队首指针设为head,队尾指针为tail。 3)调度原则以及运行时间的处理: 正在执行的进程每执行一个时间片,其优先级减1(允许优先级为负)。进程调度将在以下情况发生:当正在运行的程序其优先级小于就绪队列队首进程的优先级时。程序中进程的运行时间以逻辑时间片为单位。

操作系统进程同步实验报告

实验三:进程同步实验 一、实验任务: (1)掌握操作系统的进程同步原理; (2)熟悉linux的进程同步原语; (3 )设计程序,实现经典进程同步问题。 二、实验原理: (1)P、V操作 PV操作由P操作原语和V操作原语组成(原语是不可中断的过程) ,对信号量进行操作,具体定义如下: P( S):①将信- 号量S的值减1,即S=S-1; ②如果S30,则该进程继续执行;否则该进程置为等待状态,排入等待队列。 V( S):①将信号量S的值加1,即S=S+1 ; ②如果S>0,则该进程继续执行;否则释放队列中第一个等待信号量的进程。 (2)信号量 信号量(semaphore )的数据结构为一个值和一个指针,指针指向等待该信号量的下一个进程。信号量的值与相应资源的使用情况有关。当它的值大于0时,表示当前可用资源的数量;当它的值小于0时,其绝对值表示等待使用该资源的进程个数。注意,信号量的 值仅能由PV操作来改变。 一般来说,信号量S30时,S表示可用资源的数量。执行一次P操作意味着请求分配一 个单位资源,因此S的值减1;当S<0时,表示已经没有可用资源,请求者必须等待别的进程释放该类资源,它才能运行下去。而执行一个V操作意味着释放一个单位资源,因此S 的值加1;若S均,表示有某些进程正在等待该资源,因此要唤醒一个等待状态的进程,使之运行下去。 (3)linux的进程同步原语 ①wait();阻塞父进程,子进程执行; ②#in clude #in clude key_t ftok (char*path name, char proj) ;它返回与路径path name 相对应的一个键值。 ③int semget(key_t key, int n sems, int semflg) 参数key是一个键值,由ftok获得,唯一标识一个信号灯集,用法与msgget()中的key 相同;参数nsems指定打开或者新创建的信号灯集中将包含信号灯的数目;semflg参数是一些标志位。参数key和semflg的取值,以及何时打开已有信号灯集或者创建一个新的信号灯集与msgget()中的对应部分相同。该调用返回与健值key相对应的信号灯集描述字。调用返回:成功返回信号灯集描述字,否则返回-1。 ④int semop(i nt semid, struct sembuf *sops, un sig ned n sops); semid是信号灯集ID , sops指向数组的每一个sembuf结构都刻画一个在特定信号灯上的操作。nsops为sops指向数组的大小。 ⑤int semctl(int semid , int semnum , int cmd , union semun arg) 该系统调用实现对信号灯的各种控制操作,参数semid指定信号灯集,参数cmd指定 具体的操作类型;参数semnum指定对哪个信号灯操作,只对几个特殊的cmd操作有意义;

进程管理实验报告文档

实验一进程管理 1.实验目的: (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)分析进程争用资源的现象,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。 2.实验预备内容 (1)阅读Linux的源码文件,加深对进程管理概念的理解; (2)阅读Linux的fork()源码文件,分析进程的创建过程。 3.实验内容 (1)进程的创建: 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示一个字符:父进程显示字符“a”,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。 源代码: #include <> #include <> #include #include <> main() {

int p1,p2; p1=fork(); ockf()函数是将文件区域用作信号量(监视锁),或控制对锁定进程的访问(强制模式记录锁定)。试图访问已锁定资源的其他进程将返回错误或进入休态,直到资源解除锁定为止。而上面三个进程,不存在要同时进入同一组共享变量的临界区域的现象,因此输出和原来相同。 (3) a) 编写一段程序,使其实现进程的软中断通信。 要求:使用系统调用fork() 创建两个子进程,再用系统调用signal() 让父进程捕捉键盘上来的中断信号(即按DEL键);当捕捉到中断信号后,父进程用系统调用Kill() 向两个子进程发出信号,子进程捕捉到信号后分别输出下列信息后终止: Child Process 1 is killed by Parent! Child Process 2 is killed by Parent! 父进程等待两个子进程终止后,输出如下的信息后终止: Parent Process is killed!

操作系统的进程调度 实验报告

《计算机操作系统2》实验报告 实验一题目:操作系统的进程调度 姓名:学号:12125807 实验日期:2014.12 实验要求: 1.设计一个有n个进程工行的进程调度程序。每个进程由一个进程控制块(PCB)表示。 进程控制块通常应包含下述信息:进程名、进程优先数、进程需要运行的时间、占用CPU的时间以及进程的状态等,且可按调度算法的不同而增删。 2.调度程序应包含2~3种不同的调度算法,运行时可任意选一种,以利于各种算法的分 析比较。 3.系统应能显示或打印各进程状态和参数的变化情况,便于观察诸进程的调度过程 实验目的: 1.进程是操作系统最重要的概念之一,进程调度又是操作系统核心的主要内容。本实习要 求学生独立地用高级语言编写和调试一个简单的进程调度程序。调度算法可任意选择或自行设计。例如,简单轮转法和优先数法等。本实习可加深对于进程调度和各种调度算法的理解。 实验内容: 1.编制和调试示例给出的进程调度程序,并使其投入运行。 2.自行设计或改写一个进程调度程序,在相应机器上调试和运行该程序,其功能应该不亚 于示例。 3.直观地评测各种调度算法的性能。 示例: 1.题目 本程序可选用优先数法或简单轮转法对五个进程进行调度。每个进程处于运行R(run)、就绪W(wait)和完成F(finish)三种状态之一,并假设起始状态都是就绪状态W。为了便于处理,程序进程的运行时间以时间片为单位计算。各进程的优先数或轮转时间片数、以及进程需要运行的时间片数,均由伪随机数发生器产生。 进程控制块结构如下:

PCB 进程标识数 链指针 优先数/轮转时间片数 占用CPU时间片数 进程所需时间片数 进程状态 进程控制块链结构如下: 其中:RUN—当前运行进程指针; HEAD—进程就绪链链首指针; TAID—进程就绪链链尾指针。 2.算法与框图 (1) 优先数法。 进程就绪链按优先数大小从高到低排列,链首进程首先投入运行。每过一个时间片,运行进程所需运行的时间片数减1,说明它已运行了一个时间片,优先数也减3,理由是该进程如果在一个时间片中完成不了,优先级应该降低一级。接着比较现行进程和就绪链链首进程的优先数,如果仍是现行进程高或者相同,就让现行进程继续进行,否则,调度就绪链链首进程投入运行。原运行进程再按其优先数大小插入就绪链,且改变它们对应的进程状态,直至所有进程都运行完各自的时间片数。 (2) 简单轮转法。 进程就绪链按各进程进入的先后次序排列,进程每次占用处理机的轮转时间按其重要程度登入进程控制块中的轮转时间片数记录项(相当于优先数法的优先数记录项位置)。每过一个时间片,运行进程占用处理机的时间片数加1,然后比较占用处理机的时间片数是否与该进程的轮转时间片数相等,若相等说明已到达轮转时间,应将现运行进程排到就绪链末尾,调度链首进程占用处理机,且改变它们的进程状态,直至所有进程完成各自的时间片。(3) 程序框图如下图所示。

操作系统实验报告--实验一--进程管理

实验一进程管理 一、目的 进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求编写和调试一个简单的进程调度程序。通过本实验加深理解有关进程控制块、进程队列的概念,并体会和了解进程调度算法的具体实施办法。 二、实验内容及要求 1、设计进程控制块PCB的结构(PCB结构通常包括以下信息:进程名(进程ID)、进程优先数、轮转时间片、进程所占用的CPU时间、进程的状态、当前队列指针等。可根据实验的不同,PCB结构的内容可以作适当的增删)。为了便于处理,程序中的某进程运行时间以时间片为单位计算。各进程的轮转时间数以及进程需运行的时间片数的初始值均由用户给定。 2、系统资源(r1…r w),共有w类,每类数目为r1…r w。随机产生n进程P i(id,s(j,k),t),0<=i<=n,0<=j<=m,0<=k<=dt为总运行时间,在运行过程中,会随机申请新的资源。 3、每个进程可有三个状态(即就绪状态W、运行状态R、等待或阻塞状态B),并假设初始状态为就绪状态。建立进程就绪队列。 4、编制进程调度算法:时间片轮转调度算法 本程序用该算法对n个进程进行调度,进程每执行一次,CPU时间片数加1,进程还需要的时间片数减1。在调度算法中,采用固定时间片(即:每执行一次进程,该进程的执行时间片数为已执行了1个单位),这时,CPU时间片数加1,进程还需要的时间片数减1,并排列到就绪队列的尾上。 三、实验环境 操作系统环境:Windows系统。 编程语言:C#。 四、实验思路和设计 1、程序流程图

2、主要程序代码 //PCB结构体 struct pcb { public int id; //进程ID public int ra; //所需资源A的数量 public int rb; //所需资源B的数量 public int rc; //所需资源C的数量 public int ntime; //所需的时间片个数 public int rtime; //已经运行的时间片个数 public char state; //进程状态,W(等待)、R(运行)、B(阻塞) //public int next; } ArrayList hready = new ArrayList(); ArrayList hblock = new ArrayList(); Random random = new Random(); //ArrayList p = new ArrayList(); int m, n, r, a,a1, b,b1, c,c1, h = 0, i = 1, time1Inteval;//m为要模拟的进程个数,n为初始化进程个数 //r为可随机产生的进程数(r=m-n) //a,b,c分别为A,B,C三类资源的总量 //i为进城计数,i=1…n //h为运行的时间片次数,time1Inteval为时间片大小(毫秒) //对进程进行初始化,建立就绪数组、阻塞数组。 public void input()//对进程进行初始化,建立就绪队列、阻塞队列 { m = int.Parse(textBox4.Text); n = int.Parse(textBox5.Text); a = int.Parse(textBox6.Text); b = int.Parse(textBox7.Text); c = int.Parse(textBox8.Text); a1 = a; b1 = b; c1 = c; r = m - n; time1Inteval = int.Parse(textBox9.Text); timer1.Interval = time1Inteval; for (i = 1; i <= n; i++) { pcb jincheng = new pcb(); jincheng.id = i; jincheng.ra = (random.Next(a) + 1); jincheng.rb = (random.Next(b) + 1); jincheng.rc = (random.Next(c) + 1); jincheng.ntime = (random.Next(1, 5)); jincheng.rtime = 0;

进程调度算法模拟实验

华北科技学院计算机系综合性实验 实验报告 课程名称操作系统C 实验学期2012至2013学年第2学期学生所在系部计算机系 年级专业班级 学生姓名学号 任课教师杜杏菁 实验成绩 计算机系制

《操作系统C》课程综合性实验报告 开课实验室:基础六机房2013年6月3日 实验题目进程调度算法模拟 一、实验目的 通过对进程调度算法的模拟,进一步理解进程的基本概念,加深对进程运行状态和进程调度过程、调度算法的理解。 二、设备与环境 1.硬件设备:PC机一台 2.软件环境:安装Windows操作系统或者Linux操作系统,并安装相关的程序开发环境,如C \C++\Java等编程语言环境。 三、实验内容 (1)用C语言(或其它语言,如Java)实现对N个进程采用某种进程调度算法(如动态优先权调度)的调度。 (2)每个用来标识进程的进程控制块PCB可用结构来描述,包括以下字段: ?进程标识数ID。 ?进程优先数PRIORITY,并规定优先数越大的进程,其优先权越高。 ?进程已占用CPU时间CPUTIME。 ?进程还需占用的CPU时间ALLTIME。当进程运行完毕时,ALLTIME变为0。 ?进程的阻塞时间STARTBLOCK,表示当进程再运行STARTBLOCK个时间片后,进程将进 入阻塞状态。 ?进程被阻塞的时间BLOCKTIME,表示已阻塞的进程再等待BLOCKTIME个时间片后,将 转换成就绪状态。 ?进程状态STATE。 ?队列指针NEXT,用来将PCB排成队列。 (3)优先数改变的原则: ?进程在就绪队列中呆一个时间片,优先数增加1。 ?进程每运行一个时间片,优先数减3。 (4)为了清楚地观察每个进程的调度过程,程序应将每个时间片内的进程的情况显示出来,包括正在运行的进程,处于就绪队列中的进程和处于阻塞队列中的进程。

操作系统实验报告(进程的创建)(DOC)

实验题目进程的创建小组合作否姓名班级学号 一、实验目的 1、了解进程的创建。 2、了解进程间的调用以及实现。 3、分析进程竞争资源的现象,学习解决互斥的方法。 4、加深对进程概念的理解,认识并发执行的本质。 二.实验环境 Windows 系统的计算机一台,安装了Linux虚拟机 三、实验内容与步骤 1、fork()系统调用的使用例子 程序代码: #include #include #include int glob=3; int main(void) { pid_t pid;int loc=3; printf("before fork();glod=%d,loc=%d.\n",glob,loc); if((pid=fork())<0) { printf("fork() error. \n"); exit(0); } else if(pid==0) { glob++; loc--; printf("child process changes glob and loc: \n"); } else

wait(0); printf("parent process doesn't change the glob and loc:\n"); printf("glob=%d,loc=%d\n",glob,loc); exit(0); } 运行结果: 2、理解vofork()调用: 程序代码: #include #include #include int glob=3; int main(void) { pid_t pid; int loc=3; if((pid=vfork())<0) { printf("vfork() error\n"); exit(0); } else if(pid==0) { glob++; loc--; printf("child process changes the glob and loc\n"); exit(0); } else printf ("parent process doesn't change the glob and loc\n"); printf("glob=%d,val=%d\n",glob,loc);

进程间通信实验报告

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。

Linux进程通信实验报告

Linux进程通信实验报告 一、实验目的和要求 1.进一步了解对进程控制的系统调用方法。 2.通过进程通信设计达到了解UNIX或Linux系统中进程通信的基本原理。 二、实验内容和原理 1.实验编程,编写程序实现进程的管道通信(设定程序名为pipe.c)。使 用系统调用pipe()建立一条管道线。而父进程从则从管道中读出来自 于两个子进程的信息,显示在屏幕上。要求父进程先接受子进程P1 发来的消息,然后再接受子进程P2发来的消息。 2.可选实验,编制一段程序,使其实现进程的软中断通信(设定程序名为 softint.c)。使用系统调用fork()创建两个子进程,再用系统调用 signal()让父进程捕捉键盘上来的中断信号(即按Del键),当父进程 接受这两个软中断的其中一个后,父进程用系统调用kill()向两个子 进程分别发送整数值为16和17的软中断信号,子进程获得对应软中 断信号后分别输出相应信息后终止。 三、实验环境 一台安装了Red Hat Linux 9操作系统的计算机。 四、实验操作方法和步骤 进入Linux操作系统,利用vi编辑器将程序源代码输入并保存好,然后 打开终端对程序进行编译运行。 五、实验中遇到的问题及解决 六、实验结果及分析 基本实验 可选实验

七、源代码 Pipe.c #include"stdio.h" #include"unistd.h" main(){ int i,j,fd[2]; char S[100]; pipe(fd); if(i=fork==0){ sprintf(S,"child process 1 is sending a message \n"); write(fd[1],S,50); sleep(3); return; } if(j=fork()==0){ sprintf(S,"child process 2 is sending a message \n"); write(fd[1],S,50); sleep(3); return;

进程的同步实验报告

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) {

进程同步实验报告

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:

实验一处理器调度实验报告

处理器调度一、实验内容 选择一个调度算法,实现处理器调度。 二、实验目的 在采用多道程序设计的系统中,往往有若干个进程同时处于就绪状态。 当就绪状态进程 个数大于处理器数时,就必须依照某种策略来决定哪些进程优先占用处理器。本实验模拟在单处理器情况下处理器调度,帮助学生加深了解处理器调度的工作。 三、实验题目 设计一个按优先数调度算法实现处理器调度的程序 提示: (1)假定系统有五个进程,每一个进程用一个进程控制块PCB来代表。进 程控制块的格 式为: 其中,进程名----作为进程的标识,假设五个进程的进程名分别是R, P2, P3, P4,R。 指针—按优先数的大小把五个进程连成队列,用指针指出下一个进程的进程控制块

首地址,最后一个进程中的指针为“ 0”。 要求运行时间-- 假设进程需要运行的单位时间数。 优先数-赋予进程的优先数,调度时总是选取优先数大的进程先执行。 状态-可假设有两种状态,“就绪”状态和“结束“状态,五个进程的初 始状态都为 “就绪“状态,用“ R”表示,当一个进程运行结束后,它的状态变为“结束”, 用“ E”表示。 (2)在每次运行你所设计的处理器调度程序之前,为每个进程任意确定它的“优先数” 和“要求运行时间”。 (3)为了调度方便,把五个进程按给定的优先数从大到小连成队列,用一单元指出队首 进程,用指针指出队列的连接情况。例: 队首标志 (4)处理器调度总是选队首进程运行。采用动态改变优先数的办法,进程每运行一次优 先数就减“ 1”。由于本实验是模拟处理器调度,所以,对被选中的进程并不实际的 启动运行,而是执行: 优先数- 1 要求运行时间-1 来模拟进程的一次运行提醒注意的是:在实际的系统中,当一个进程被选中运

操作系统进程创建及通信实验报告

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);

操作系统原理-进程调度实验报告

一、实验目的 通过对进程调度算法的设计,深入理解进程调度的原理。 进程是程序在一个数据集合上运行的过程,它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。 进程调度分配处理机,是控制协调进程对CPU的竞争,即按一定的调度算法从就绪队列中选中一个进程,把CPU的使用权交给被选中的进程。 进程通过定义一个进程控制块的数据结构(PCB)来表示;每个进程需要赋予进程ID、进程到达时间、进程需要运行的总时间的属性;在RR中,以1为时间片单位;运行时,输入若干个进程序列,按照时间片输出其执行序列。 二、实验环境 VC++6.0 三、实验内容 实现短进程优先调度算法(SPF)和时间片轮转调度算法(RR) [提示]: (1) 先来先服务(FCFS)调度算法 原理:每次调度是从就绪队列中,选择一个最先进入就绪队列的进程,把处理器分配给该进程,使之得到执行。该进程一旦占有了处理器,它就一直运行下去,直到该进程完成或因发生事件而阻塞,才退出处理器。 将用户作业和就绪进程按提交顺序或变为就绪状态的先后排成队列,并按照先来先服务的方式进行调度处理,是一种最普遍和最简单的方法。它优先考虑在系统中等待时间最长的作业,而不管要求运行时间的长短。 按照就绪进程进入就绪队列的先后次序进行调度,简单易实现,利于长进程,CPU繁忙型作业,不利于短进程,排队时间相对过长。 (2) 时间片轮转调度算法RR

原理:时间片轮转法主要用于进程调度。采用此算法的系统,其程序就绪队列往往按进程到达的时间来排序。进程调度按一定时间片(q)轮番运行各个进程. 进程按到达时间在就绪队列中排队,调度程序每次把CPU分配给就绪队列首进程使用一个时间片,运行完一个时间片释放CPU,排到就绪队列末尾参加下一轮调度,CPU分配给就绪队列的首进程。 固定时间片轮转法: 1 所有就绪进程按 FCFS 规则排队。 2 处理机总是分配给就绪队列的队首进程。 3 如果运行的进程用完时间片,则系统就把该进程送回就绪队列的队尾,重新排队。 4 因等待某事件而阻塞的进程送到阻塞队列。 5 系统把被唤醒的进程送到就绪队列的队尾。 可变时间片轮转法: 1 进程状态的转换方法同固定时间片轮转法。 2 响应时间固定,时间片的长短依据进程数量的多少由T = N × ( q + t )给出的关系调整。 3 根据进程优先级的高低进一步调整时间片,优先级越高的进程,分配的时间片越长。 多就绪队列轮转法: (3) 算法类型 (4)模拟程序可由两部分组成,先来先服务(FCFS)调度算法,时间片轮转。流程图如下:

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