进程的管道通信实验说明书Word文档下载推荐.docx

1、 _致 12摘 要管道通信是发送进程和接收进程之间通过一个通道交流信息，管道是单向的，发送进程视管道为输出文件，即向管道写入数据，接收进程视管道为输入文件，即从中读取数据。先写入的必定先读出，即管道通信的工作是单向的并以先进先出为顺序。管道通信的实质是一个共享文件，数据以自然字符流的方式写入和读出。在Linux系统中，进程在执行系统调用pipe（）之后便创建了一个无名管道。在管道通信实验中，可用父进程创建一个无名管道，子进程向其中写入信息，父进程从其中读取信息并显示。关键词：父进程，子进程，管道，通信，文件正 文一问题描述：（1）.了解UNIX的命令及使用格式，熟悉UNIX/LINUX的常用基

2、本命令，练习并掌握UNIX提供的vi编辑器来编译C程序，学会利用gcc、gdb编译、调试C程序。（2）.编写程序实现进程的管道通信。用系统调用pipe（ ）建立一管道，二个子进程P1和P2分别向管道各写一句话： Child 1 is sending a message! Child 2 is sending a message!父进程从管道中读出二个来自子进程的信息并显示（要求先接收P1，后P2）。二.设计目的：通过该题目的设计过程，熟悉UNIX/LINUX支持的管道通信方式，了解该系统下进程管道通信机制，掌握进程管道通信程常用的系统函数，能够编写代码实现父子进程的管道通信。练习并掌握UNIX

3、/LINUX提供的vi编辑器来编译C程序，学会利用gcc、gdb编译、调试C程序。三.设计要求：编写程序实现进程的管道通信。用系统调用pipe（ ）建立一管道，二个子进程P1和P2分别向管道各写一句话:四. 详细设计： 1程序流程图函数的调用关系图：2算法设计各模块的伪码算法该函数使用头文件如下：#include unistd.hstdio.hstdlib.h1. pipe（） 函数调用格式:int fd2;pipe（fd）功能: 建匿名管道，fd0为读端，fd1为写端。2fork（） 函数pid_t pid1,pid2;pid1=fork（）;pid2=fork（）;fork（）函数创建子进

4、程。注：此函数被调用一次但返回两次，子进程中返回0值,而父进程中返回子进程ID；调用fork（）函数，父、子进程的执行次序不确定。3.sprintf（） 函数char outpipe50;char string = “hello”; sprintf（outpipe，string）; 把字符串string的容写入到字符数组outpipe中。 4.write（） 函数write（fd1,outpipe,nbyte）; 把nbyte 个字节的数据，从outpipe所指向的缓冲区写到由fd所指向的系统文件中。写入容时，关闭读取端，锁定写入端，写入完成，解除锁定。5.read（） 函数read（fd0,

5、inpipe,nbyte）; 从fd0端读取nbyte个字节的数据，并把数据写入到inpipe中。6.lockf（） 函数lockf（fd1,1,0）; 锁定管道写端，保证写入数据的完整性。lockf（fd1,0,0）; 解锁管道写端。7.wait（） 函数wait（NULL）; 在用fork（）创建一个子进程的时候，若先进入父进程，则使其等待，直到子进程把信息写入管道，再执行父进程。8.sleep（） 函数sleep（num）; 使进程休眠num秒。9.exit（） 函数 exit（0）; 子进程执行写入数据操作完成，退出，并向系统返回0值。五. 结果分析最终所得结果如下图所示：设计总结通过

6、这次课程设计，我对操作系统的进程管道通信有了进一步的了解，同时熟悉了在linux环境下c语言的编译和调试，以及linux系统有关进程管道通信的函数。更为重要的是，将所学的课本理论知识运用到实践当中，实现了理论与实践相结合，提高了解决实际问题的能力。从开始借阅书籍，上网查找相关资料，到设计程序，短短两周很快就过去了。在这次课程设计的过程中，我遇到了很多困难，通过自己的不断努力，同学的帮助，和老师的细心指导，进程的管道通信实验基本完成。其功能基本符合课程设计任务的要求。在此次实践设计中我遇到了很多困难，这说明对理论知识还需要深入地理解。动手实践编写程序，调试程序则是更为重要的。所以在平时学习课本知

7、识的同时，需要亲自实践编写代码实现理论的知识，提高自己的实际动手能力，并加深对理论知识的理解。最后，通过该题目的设计过程，我熟悉Linux操作系统、gcc、vim编辑器、makefile、gdb以及linux下进程的管道通信，进一步理解了操作系统中进程管道通信的原理，并学会如何在linux操作系统中实现进程的管道通信。参考文献1. 汤子瀛，哲凤屏.计算机操作系统.电子科技大学学.2. 王清，光明.计算机操作系统.冶金工业.3. 钟秀等.操作系统教程. 高等教育4. 曾明.Linux操作系统应用教程. 科学技术. 5. 丽芬，利雄.操作系统实验教程. 清华大学.6. 孟静.操作系统教程原理和实例

8、分析. 高等教育7. 周长林.计算机操作系统教程. 高等教育8. 尧学.计算机操作系统教程.清华大学9. 任满杰.操作系统原理实用教程.电子工业致 这次课程设计使我学到了很多实用知识，真正做到了理论与实践相结合，得到了操作系统方面的综合训练，提高了解决实际问题的能力。这次课程设计也使我明白了，学习知识不仅仅是停留在书本上那么简单，编写代码，调试程序，更是一种有效地学习知识的方法。只有理论与实践相结合才在以后的学习与工作中走的更高走的更远。在此，感年福忠老师孜孜不倦的指导同学无私的帮助。附录：源程序代码 int main（） pid_t pid1,pid2; int fd2; char outp

9、ipe50,inpipe50; if（pipe（fd）0） /* 创建匿名管道，fd0为读端，fd1为写端 */ printf（Pipe create error!n）; exit（-1）; /* This is the child process 1 */ /* fork函数被调用一次但返回两次，子进程中返回0值,而父进程中返回子进程ID；*/ /* 但调用fork（）父子进程的执行次序不确定.*/ /* 如果创建子进程失败，则退出 */ if（pid1=fork（） = -1） /* 创建子进程1 */Error in fork（）.n /* 执行子进程1，向管道写入信息 */ if（pi

10、d1=0） lockf（fd1,1,0）; /* 锁定管道写端，保证写入数据的完整性 */ sprintf（outpipe,child 1 is sending a message! write（fd1,outpipe,35）; /* 子进程向管道中写入信息 */ lockf（fd1,0,0）; /* 解锁管道写端 */ exit（0）; /* 子进程1退出 */ else /* 若先进入父进程，则使其等待，直到子进程1 把信息写入管道 */ /* 即：先让子进程1 把信息写入管道，后让子进程2 把信息写入管道 */ wait（NULL）; /* This is the child proce

11、ss 2 */ /* 如果创建子进程失败，则退出 */ if（pid2=fork（） = -1） printf（ exit（-1）; /* 执行子进程2 */ if（pid2=0） lockf（fd1,1,0）; sprintf（outpipe,Child 2 is sending a message! write（fd1,outpipe,34）; lockf（fd1,0,0）; /* 解锁管道写端 */ exit（0）; /* 子进程2退出 */ else wait（0）; /* 若先执行父进程，则等待，直到子进程2 写入信息*/ sleep（1）; /* 休眠1秒 */ read（fd0,inpipe,35）; /* 从管道中读取信息，此信息由子进程1写入 */%sn,inpipe）; /* 打印输出信息*/ /* 从管道中读取信息，此信息由子进程2写入 */ return 0;