操作系统课程设计进程管理进程间通信Word文件下载.docx
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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
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）①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。
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？
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。
〈程序〉
#include<
stdio.h>
main（）
{
intp1,p2;
if（p1=fork（））/*子进程创建成功*/
putchar（'
b'
）;
else
{
if（p2=fork（））/*子进程创建成功*/
c'
elseputchar（'
a'
/*父进程执行*/
}
}
<
运行结果>
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的排列都是有可能的。
2．进程的控制
任务>
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〉
intp1,p2,i;
if（p1=fork（））
for（i=0;
i<
500;
i++）
printf（"
parent%d\n"
i）;
wait（0）;
/*保证在子进程终止前，父进程不会终止*/
exit（0）;
if（p2=fork（））
{
i++）
printf（"
son%d\n"
/*向父进程信号0且该进程推出*/
printf（“grandchild%d\n"
〈运行结果〉
parent….
son…
grandchild…
或grandchild
…son
…grandchild
…parent
分析：
由于函数printf（）输出的字符串之间不会被中断，因此,每个字符串内部的字符顺序输出时不变。
但是,由于进程并发执行时的调度顺序和父子进程的抢占处理机问题，输出字符串的顺序和先后随着执行的不同而发生变化。
这与打印单字符的结果相同。
〈程序2〉
lockf（1,1,0）;
parent%d\n"
lockf（1,0,0）;
wait（0）;
lockf（1,1,0）;
daughter%d\n"
lockf（1,0,0）;
运行结果〉
输出parent块,son块,grandchild块的顺序可能不同，但是每个块的输出过程不会被打断。
因为上述程序执行时，lockf（1,1,0）锁定标准输出设备，lockf（1,0,0）解锁标准输出设备，在lockf（1,1,0）与lockf（1,0,0）中间的for循环输出不会被中断，加锁与不加锁效果不相同。
3．软中断通信
〈任务1〉
编制一段程序，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ctrl+c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：
childprocess1iskilledbyparent!
childprocess2iskilledbyparent!
父进程等待两个子进程终止后，输出以下信息后终止：
parentprocessiskilled!
signal.h>
unistd.h>
voidwaiting（）,stop（）,alarming（）;
intwait_mark;
intp1,p2;
if（p1=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SIGALRM
waiting（）;
kill（p1,16）;
/*向p1发软中断信号16*/
kill（p2,17）;
/*向p2发软中断信号17*/
/*同步*/
\n"
exit（0）;
}
{
wait_mark=1;
signal（17,stop）;
signal（SIGINT,SIG_IGN）;
/*忽略^c信号*/
while（wait_mark!
=0）;
signal（16,stop）;
signal（SIGINT,SIG_IGN）;
/*忽略^c信号*/
while（wait_mark!
=0）
lockf（1,0,0）;
voidwaiting（）
sleep（5）;
if（wait_mark!
kill（getpid（）,SIGALRM）;
voidalarming（）
wait_mark=0;
voidstop（）
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（SIGINT,SIG_IGN）和signal（SIGQUIT,SIG_IGN）分别为忽略键信号以及忽略中断信号。
程序>
intpid1,pid2;
intEndFlag=0;
intpf1=0;
intpf2=0;
voidIntDelete（）
kill（pid1,16）;
kill（pid2,17）;
voidInt1（）
childprocess1iskilled!
byparent\n"
voidInt2（）
childprocess2iskilled!
intexitpid;
if（pid1=fork（））
if（pid2=fork（））
signal（SIGINT,IntDelete）;
waitpid（-1,&
exitpid,0）;
parentprocessiskilled\n"
else
signal（17,Int2）;
pause（）;
signal（16,Int1）;
请读者将上述程序输入计算机后，执行并观察。
3．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：
child1processissendingmessage!
child2processissendingmessage!
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<
intpid1,pid2;
main（）
{
intfd[2];
charoutpipe[100],inpipe[100];
pipe（fd）;
/*创建一个管道*/
while（（pid1=fork（））==-1）;
if（pid1==0）
lockf（fd[1],1,0）;
sprintf（outpipe,"
child1processissendingmessage!
"
/*把串放入数组outpipe中*/
write（fd[1],outpipe,50）;
/*向管道写长为50字节的串*/
/*自我阻塞5秒*/
lockf（fd[1],0,0）;
else
while（（pid2=fork（））==-1）;
if（pid2==0）
/*互斥*/
sprintf（outpipe,"
child2processissendingmessage!
write（fd[1],outpipe,50）;
sleep（5）;
wait（0）;
read（fd[0],inpipe,50）;
/*从管道中读长为50字节的串*/
%s\n"
inpipe）;
延迟5秒后显示:
再延迟5秒:
child2processissendingmessage!
（2）进程的管道通信
{
（2）消息的创建，发送和接收
sys/types.h>
sys/msg.h>
sys/ipc.h>
#defineMSGKEY75/*定义关键词MEGKEY*/
Structmsgform/*消息结构*/
longmtype;
charmtexe[100];
/*文本长度*/
}msg;
intmsgqid,i;
voidCLIENT（）
inti;
msgqid=msgget（MSGKEY,0777|IPC_CREAT）;
for（i=10;
i>
=1;
i--）
msg.mtype=i;
（client）sent\n"
msgsnd（msgqid,&
msg,1030,0）;
/*发送消息msg入msgid消息队列*/
voidSERVER（）
/*由关键字获得消息队列*/
do
msgrcv（msgqid,&
msg,1030,0,0）;
/*从队列msgid接受消息msg*/
（server）receive\n"
}while（msg.mtype!
=1）;
/*消息类型为1时，释放队列*/
msgctl（msgqid,IPC_RMID,0）;
if（fork（））
SERVER（）;
elseCLIENT（）;
。
。
五．设计流程图
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,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sendmessage后才receivemessage.这一点有助于理解消息转送的实现机理.
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