实验四 linux进程通信
linux系统进程通信实验
三. 准备知识
Linux 内核中所有的系统调用都维护在一张名为 sys_call_table 的表中，每一个系统调用 函数在表中的顺序即为这个系统调用号。这个号码在用户进程提出系统调用请求时被传 递到内核，用来唯一的标识一个系统调用。所以，向内核中添加一个新的系统调用首先 需要分配一个新的系统调用号，并将其发布（通常使用 include/asm/unistd.h 文件）。然 后修改系统调用表，把新的系统调用函数添加到系统调用号所对应的位置。这样，用户 就可以根据这个号码来使用相应的系统调用。例如：
流管道功能实现 struct file *create_s_pipe(void) {
int err; struct inode *inode;
struct file *f; struct dentry *dentry; struct qstr name = { .name = "" };
f = get_empty_filp(); if (!f)
err_file: put_filp(f); return ERR_PTR(err);
}
void free_s_pipe(struct file *f) {
free_pipe_info(f->f_dentry->d_inode); dput(f->f_path.dentry); mntput(f->f_path.mnt); put_filp(f); }
四. 参考代码
#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <linux/ipc.h> #include <linux/sem.h> #include <linux/shm.h> #include <errno.h> #include <time.h> #include "ipc.h"
linux课程设计进程间通信
linux课程设计进程间通信一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解和掌握Linux进程间通信的基本概念和常用方法。
知识目标包括：掌握进程间通信的定义、作用和分类；理解Linux系统中进程间通信的机制和原理。
技能目标包括：学会使用Linux系统中的管道、信号和共享内存等通信方法；能够编写简单的Linux进程间通信程序。
情感态度价值观目标包括：培养学生对Linux系统的兴趣和好奇心，提高学生对计算机操作系统的基本认识；培养学生团队合作精神和自主学习能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括Linux进程间通信的概念、分类和机制，以及常用的进程间通信方法。
首先，介绍进程间通信的定义和作用，让学生了解进程间通信的重要性。
然后，讲解Linux系统中进程间通信的机制和原理，包括管道、信号和共享内存等方法。
接下来，通过实例演示和编程实践，让学生掌握这些通信方法的用法和特点。
最后，结合实际应用场景，讨论进程间通信在操作系统中的应用和意义。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标，采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
首先，采用讲授法，向学生讲解进程间通信的基本概念和原理。
其次，通过案例分析法，分析实际应用场景中的进程间通信问题，引导学生学会运用所学知识解决实际问题。
然后，利用实验法，让学生动手实践，编写进程间通信程序，加深对通信方法的理解和记忆。
最后，采用讨论法，鼓励学生积极参与课堂讨论，培养团队合作精神和批判性思维。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施，准备以下教学资源。
首先，教材《Linux操作系统原理与应用》，作为学生学习的基础资料。
其次，参考书《Linux进程间通信》，为学生提供更深入的理论学习资料。
再次，多媒体教学课件，用于直观展示进程间通信的原理和实例。
最后，实验室设备，包括计算机和网络设备，用于学生进行进程间通信实验。
通过这些教学资源，丰富学生的学习体验，提高学习效果。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多种方式，以全面、客观地评价学生的学习成果。
04--Linux系统编程-进程间通信
IPC方法Linux环境下，进程地址空间相互独立，每个进程各自有不同的用户地址空间。
任何一个进程的全局变量在另一个进程中都看不到，所以进程和进程之间不能相互访问，要交换数据必须通过内核，在内核中开辟一块缓冲区，进程1把数据从用户空间拷到内核缓冲区，进程2再从内核缓冲区把数据读走，内核提供的这种机制称为进程间通信（IPC，InterProcess Communication）。
在进程间完成数据传递需要借助操作系统提供特殊的方法，如：文件、管道、信号、共享内存、消息队列、套接字、命名管道等。
随着计算机的蓬勃发展，一些方法由于自身设计缺陷被淘汰或者弃用。
现今常用的进程间通信方式有：①管道(使用最简单)②信号(开销最小)③共享映射区(无血缘关系)④本地套接字(最稳定)管道管道的概念：管道是一种最基本的IPC机制，作用于有血缘关系的进程之间，完成数据传递。
调用pipe系统函数即可创建一个管道。
有如下特质：1. 其本质是一个伪文件(实为内核缓冲区)2.由两个文件描述符引用，一个表示读端，一个表示写端。
3. 规定数据从管道的写端流入管道，从读端流出。
管道的原理: 管道实为内核使用环形队列机制，借助内核缓冲区(4k)实现。
管道的局限性：①数据自己读不能自己写。
②数据一旦被读走，便不在管道中存在，不可反复读取。
③由于管道采用半双工通信方式。
因此，数据只能在一个方向上流动。
④只能在有公共祖先的进程间使用管道。
常见的通信方式有，单工通信、半双工通信、全双工通信。
pipe函数创建管道int pipe(int pipefd[2]); 成功：0；失败：-1，设置errno函数调用成功返回r/w两个文件描述符。
无需open，但需手动close。
规定：fd[0] →r；fd[1] →w，就像0对应标准输入，1对应标准输出一样。
向管道文件读写数据其实是在读写内核缓冲区。
管道创建成功以后，创建该管道的进程（父进程）同时掌握着管道的读端和写端。
进程管理实验报告分析(3篇)
第1篇一、实验背景进程管理是操作系统中的一个重要组成部分，它负责管理计算机系统中所有进程的创建、调度、同步、通信和终止等操作。
为了加深对进程管理的理解，我们进行了一系列实验，以下是对实验的分析和总结。
二、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。
三、实验内容1. 使用系统调用fork()创建两个子进程，父进程和子进程分别显示不同的字符。
2. 修改程序，使每个进程循环显示一句话。
3. 使用signal()捕捉键盘中断信号，并通过kill()向子进程发送信号，实现进程的终止。
4. 分析利用软中断通信实现进程同步的机理。
四、实验结果与分析1. 实验一：父进程和子进程分别显示不同的字符在实验一中，我们使用fork()创建了一个父进程和两个子进程。
在父进程中，我们打印了字符'a'，而在两个子进程中，我们分别打印了字符'b'和字符'c'。
实验结果显示，父进程和子进程的打印顺序是不确定的，这是因为进程的并发执行。
2. 实验二：每个进程循环显示一句话在实验二中，我们修改了程序，使每个进程循环显示一句话。
实验结果显示，父进程和子进程的打印顺序仍然是随机的。
这是因为并发执行的进程可能会同时占用CPU，导致打印顺序的不确定性。
3. 实验三：使用signal()捕捉键盘中断信号，并通过kill()向子进程发送信号在实验三中，我们使用signal()捕捉键盘中断信号（按c键），然后通过kill()向两个子进程发送信号，实现进程的终止。
实验结果显示，当按下c键时，两个子进程被终止，而父进程继续执行。
这表明signal()和kill()在进程控制方面具有重要作用。
4. 实验四：分析利用软中断通信实现进程同步的机理在实验四中，我们分析了利用软中断通信实现进程同步的机理。
进程通信的实验报告
一、实验目的1. 理解进程通信的概念和作用。
2. 掌握进程通信的常用方法，包括管道、消息队列、信号量等。
3. 通过编程实践，加深对进程通信机制的理解和应用。
二、实验环境操作系统：Linux开发环境：gcc三、实验内容1. 管道通信2. 消息队列通信3. 信号量通信四、实验步骤及分析1. 管道通信（1）实验步骤1）创建一个父进程和一个子进程；2）在父进程中创建一个管道，并将管道的读端和写端分别赋给父进程和子进程；3）在父进程中，通过管道的写端发送数据给子进程；4）在子进程中，通过管道的读端接收父进程发送的数据；5）关闭管道的读端和写端；6）结束进程。
（2）实验分析通过管道通信，实现了父进程和子进程之间的数据传递。
管道是半双工通信，数据只能单向流动。
在本实验中，父进程向子进程发送数据，子进程接收数据。
2. 消息队列通信（1）实验步骤1）创建一个消息队列；2）在父进程中，向消息队列中发送消息；3）在子进程中，从消息队列中接收消息；4）删除消息队列；5）结束进程。
（2）实验分析消息队列是一种进程间通信机制，允许不同进程之间传递消息。
消息队列的创建、发送、接收和删除等操作都是通过系统调用实现的。
在本实验中，父进程向消息队列发送消息，子进程从消息队列接收消息，实现了进程间的消息传递。
3. 信号量通信（1）实验步骤1）创建一个信号量；2）在父进程中，对信号量执行P操作，请求资源；3）在子进程中，对信号量执行V操作，释放资源；4）结束进程。
（2）实验分析信号量是一种用于实现进程同步的机制。
在进程通信中，信号量可以用来协调多个进程对共享资源的访问。
在本实验中，父进程和子进程通过信号量实现了对共享资源的同步访问。
五、实验结果1. 管道通信实验结果：父进程成功向子进程发送数据，子进程成功接收数据。
2. 消息队列通信实验结果：父进程成功向消息队列发送消息，子进程成功从消息队列接收消息。
3. 信号量通信实验结果：父进程成功获取资源，子进程成功释放资源。
进程通讯管理实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解进程通信的概念和原理；2. 掌握进程通信的常用机制和方法；3. 能够使用进程通信机制实现进程间的数据交换和同步；4. 增强对操作系统进程管理模块的理解。
二、实验环境1. 操作系统：Linux2. 编程语言：C3. 开发环境：GCC三、实验内容1. 进程间通信的管道机制2. 进程间通信的信号量机制3. 进程间通信的共享内存机制4. 进程间通信的消息队列机制四、实验步骤1. 管道机制（1）创建管道：使用pipe()函数创建管道，将管道文件描述符存储在两个变量中，分别用于读和写。
（2）创建进程：使用fork()函数创建子进程，实现父子进程间的通信。
（3）管道读写：在父进程中，使用read()函数读取子进程写入的数据；在子进程中，使用write()函数将数据写入管道。
（4）关闭管道：在管道读写结束后，关闭对应的管道文件描述符。
2. 信号量机制（1）创建信号量：使用sem_open()函数创建信号量，并初始化为1。
（2）获取信号量：使用sem_wait()函数获取信号量，实现进程同步。
（3）释放信号量：使用sem_post()函数释放信号量，实现进程同步。
（4）关闭信号量：使用sem_close()函数关闭信号量。
3. 共享内存机制（1）创建共享内存：使用mmap()函数创建共享内存区域，并初始化数据。
（2）映射共享内存：在父进程和子进程中，使用mmap()函数映射共享内存区域。
（3）读写共享内存：在父进程和子进程中，通过指针访问共享内存区域，实现数据交换。
（4）解除映射：在管道读写结束后，使用munmap()函数解除映射。
4. 消息队列机制（1）创建消息队列：使用msgget()函数创建消息队列，并初始化消息队列属性。
（2）发送消息：使用msgsnd()函数向消息队列发送消息。
（3）接收消息：使用msgrcv()函数从消息队列接收消息。
（4）删除消息队列：使用msgctl()函数删除消息队列。
进程的管道通信实验报告
进程的管道通信实验报告一、实验目的本实验旨在通过实际操作，深入理解进程间通信（IPC）的原理，掌握管道通信的实现方法，提高对操作系统进程管理的理解。
二、实验环境实验环境为Linux操作系统，使用Shell脚本进行进程的管道通信实验。
三、实验内容1. 创建两个Shell脚本文件，分别命名为sender.sh和receiver.sh。
2. 在sender.sh中，编写一个简单的程序，用于向管道中写入数据。
程序包括一个无限循环，每次循环中随机生成一个数字并写入管道。
3. 在receiver.sh中，编写一个简单的程序，用于从管道中读取数据。
程序同样包括一个无限循环，每次循环中从管道中读取一个数字并输出。
4. 使用Shell命令将sender.sh和receiver.sh链接起来，实现进程间的管道通信。
四、实验过程1. 打开两个终端窗口，分别用于运行sender.sh和receiver.sh。
2. 在第一个终端窗口中，输入命令“bash sender.sh”运行sender.sh脚本。
该脚本将创建一个无限循环，每次循环中随机生成一个数字并写入管道。
3. 在第二个终端窗口中，输入命令“bash receiver.sh”运行receiver.sh脚本。
该脚本将创建一个无限循环，每次循环中从管道中读取一个数字并输出。
4. 观察两个终端窗口的输出，可以看到sender.sh进程向管道中写入的数字被receiver.sh进程读取并输出。
五、实验总结通过本次实验，我们成功实现了进程间的管道通信。
在实验过程中，我们深入了解了进程间通信的原理和实现方法，掌握了管道通信的基本操作。
通过实际操作，我们更好地理解了操作系统中进程管理、进程间通信的相关知识。
同时，我们也发现了一些不足之处，例如在程序中没有添加异常处理机制等。
在今后的学习中，我们将继续深入探索进程间通信的相关知识，提高自己的编程技能和系统设计能力。
实验四 进程通信
实验四进程间通信一、实验目的1.掌握利用管道机制实现进程间的通信的方法2.掌握利用消息缓冲队列机制实现进程间的通信的方法3.掌握利用共享存储区机制实现进程间的通信的方法4.了解Linux系统中进程软中断通信的基本原理二、实验学时2学时三、实验内容1．掌握实现进程间通信的系统调用的功能和方法进程通信，是指进程之间交换信息。
从这个意义上讲，进程之间的同步、互斥也是一种信息交换，也是一种通信。
但是，这里所说的“通信”是指进程之间交换较多的信息这样一种情况，特别是在由数据相关和有合作关系的进程之间，这种信息交换是十分必要和数量较大的。
进程间通信是协调解决多个进程之间的约束关系，实现进程共同进展的关键技术，是多道系统中控制进程并发执行必不可少的机制。
（1）进程的通信方式：a. 直接通信是指信息直接传递给接收方，如管道。
在发送时，指定接收方的地址或标识，也可以指定多个接收方或广播式地址, send(Receiver, message)。
在接收时，允许接收来自任意发送方的消息，并在读出消息的同时获取发送方的地址, receive(Sender,message)。
b. 间接通信：借助于收发双方进程之外的共享数据结构作为通信中转，如消息队列。
这种数据结构称为缓冲区或信箱。
通常收方和发方的数目可以是任意的。
（2）进程间通信的类型：a. 共享存储器系统：基于共享数据结构的通信方式：只能传递状态和整数值（控制信息），包括进程互斥和同步所采用的信号量机制。
速度快，但传送信息量小，编程复杂，属于低级通信；基于共享存储区的通信方式：能够传送任意数量的数据，属于高级通信。
b. 消息传递系统：在消息传递系统中，进程间的数据交换以消息为单位，用户直接利用系统提供的一组通信命令（原语）来实现通信。
c. 管道通信：管道是一条在进程间以字节流方式传送的通信通道。
它由OS 核心的缓冲区（通常几十KB）来实现，是单向的；在实质上，是一个有OS 维护的特殊共享文件，常用于命令行所指定的输入输出重定向和管道命令。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
姓名
学号
专业班级
课程名称
操作系统实验
实验日期
成绩
指导教师
批改日期
实验名称
实验四linux进程通信
一、现进程间通信的原理。
2、掌握和使用消息对流实现进程间的通信。
3、掌握和使用信号量实现进程同步。
4、掌握使用共享主存实现进程间的通信。
二、实验要求：
IPC版本
特点
Unix早期版本
在进程间通信方面表现较弱，利用pipe来传递大量数据
Unix system V版本
由三部分组成：消息（用于进程之间传递分类的格式化数据）、共享存储器（使得不同进程通过共享彼此的虚拟空间而达到互相对共享区操作和数据通信的目的）、信号量（机制用于通信进程之间的同步控制。信号量通常与共享储存器方式一起使用。）
Linux
完整继承了system V进程间通信IPC
三、实验内容和步骤：
1、利用信号机制实现进程软中断通信
经过以上步骤，查阅相关资料，我学习到两点知识：
1、警告与错误是两个概念，警告存在的情况下程序仍能编译通过，但有错误就不可以。
2、exit与return功能相似，但主要用于非main函数中，正常执行即返回0值。
修改后得到如下结果：
2、进程的管道通信
3、信号量实现进程同步