操作系统进程通信共享内存课程设计
进程通信课程设计
进程通信课程设计一、教学目标本课程旨在让学生理解进程通信的基本概念、原理和实现方式，掌握进程间通信的主要方法，包括管道、消息队列、信号量和共享内存等，以及进程同步和互斥的基本算法。
通过本课程的学习，学生应能运用进程通信的知识解决实际问题，提高进程设计与调度的能力。
具体来说，知识目标包括：1.理解进程通信的基本概念和分类。
2.掌握进程间通信的主要方法和实现机制。
3.理解进程同步和互斥的基本原理及应用。
技能目标包括：1.能够使用操作系统提供的进程通信接口进行编程。
2.能够设计和实现简单的进程通信应用。
情感态度价值观目标包括：1.培养学生的团队协作精神和问题解决能力。
2.使学生认识到进程通信在现代软件系统中的重要性。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括进程通信的基本概念、进程间通信的主要方法、进程同步和互斥的基本算法。
具体安排如下：1.进程通信的基本概念：介绍进程通信的定义、分类和作用。
2.进程间通信的主要方法：–管道：介绍管道的概念、分类和使用方法。
–消息队列：介绍消息队列的定义、创建和管理。
–信号量：介绍信号量的概念、PV操作和信号量的应用。
–共享内存：介绍共享内存的原理、创建和使用。
3.进程同步和互斥的基本算法：–互斥锁：介绍互斥锁的概念和实现方法。
–信号量：介绍信号量的概念和实现方法。
–条件变量：介绍条件变量的概念和实现方法。
–屏障：介绍屏障的概念和实现方法。
三、教学方法针对本课程的特点和学生实际情况，将采用以下教学方法：1.讲授法：用于讲解进程通信的基本概念、原理和实现方法。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解进程通信的应用。
3.实验法：安排实验课程，让学生动手实践，巩固所学知识。
4.讨论法：学生进行小组讨论，培养团队协作精神和问题解决能力。
四、教学资源为了保证教学质量和学生的学习体验，将准备以下教学资源：1.教材：《操作系统原理与应用》、《进程通信与同步》等。
2.参考书：《现代操作系统》、《计算机操作系统》等。
操作系统进程通信(信号,共享存储区,消息队列)
letter.txt 内容为：operatingsystemlixin numbet.txt 内容为：12342007202314 ·结果分析及解释
1．首先输出提示信息 Enter some text: ，提示输入文本。 2．首先输入 operating system 1234 [][]\] ，包括字母数字和无效字符。 3．再次输出提示信息 Enter some text: 。 4．输入 lixin2007202314 5．再次输出提示信息 Enter some text: 后输入 quit 退出。 6．输出提示信息 Distributed over! （7）问题分析
strcpy(msg.text,"Enter some text:\n"); msgsnd(msgid,&msg,MAXSIZE,IPC_NOWAIT);//发送提示信息 kill(pid1,SIGUSR1);//向子进程 1 发送信号，以显示提示信息 sleep(1); 6.父进程使用 fgets（）函数读入一行输入，fgets（）函数读入结束时的回车符 并自动添加字符串结束符。 7.对于输入 “quit” 退出的解决，一开始使用函数 strncmp（buf，”quit”,4）;但后 来考虑到输入诸如”quitxy”等字符床也会退出，因此将 strncmp 改为 strcmp 函数，具 体代码为： if(strcmp(buf,"quit\n&#. 共享存储区： 主要实现语句： shmid=shmget(key,size,flag)； shmat(shmid,addr,flag)； shmdt(addr)； shmctl(shmid,cmd,buf)。 2. 消息队列： 主要实现语句： struct my_msg { long int my_msg_type;
进程通信课程设计
进程通信课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握进程通信的基本概念，了解进程与线程的区别及通信机制。
2. 学会使用至少一种进程通信方法，如管道、消息队列、共享内存、信号量等，并理解其工作原理。
3. 掌握进程同步与互斥的概念，了解常见同步互斥机制。
技能目标：1. 培养学生运用进程通信方法解决实际问题的能力，能编写简单的进程通信程序。
2. 提高学生分析进程通信场景，选择合适通信机制的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对计算机操作系统及进程通信的兴趣，激发学生主动探索精神。
2. 培养学生具备团队协作意识，能够与同学共同完成进程通信相关的项目任务。
3. 引导学生认识到进程通信在计算机系统中的重要性，增强学生的专业认同感。
课程性质分析：本课程为计算机科学与技术专业课程，旨在让学生深入了解操作系统中进程通信的相关知识。
学生特点分析：学生已具备一定的编程基础和操作系统知识，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：1. 注重理论与实践相结合，通过实例分析，让学生更好地理解和掌握进程通信技术。
2. 鼓励学生参与课堂讨论，培养学生主动思考和解决问题的能力。
3. 强化实践环节，让学生在实际操作中掌握进程通信技术，提高编程技能。
二、教学内容1. 进程通信基本概念：进程与线程的对比，进程间通信的必要性及常见通信方式。
教材章节：第二章 进程管理，第三节 进程同步与通信2. 进程通信机制：管道、消息队列、共享内存、信号量、信号等。
教材章节：第二章 进程管理，第四节 进程通信机制3. 进程同步与互斥：互斥锁、条件变量、读写锁等同步互斥机制。
教材章节：第二章 进程管理，第五节 进程同步与互斥4. 进程通信实例分析：分析具体场景，选择合适的通信机制，进行实例讲解。
教材章节：第二章 进程管理，第六节 进程通信实例5. 实践环节：编写简单的进程通信程序，加深对进程通信机制的理解。
教材章节：实验教程，实验五 进程通信编程教学进度安排：1. 基本概念与通信机制（2课时）2. 同步互斥机制（2课时）3. 实例分析（2课时）4. 实践环节（4课时）教学内容确保科学性和系统性，结合教材章节，从理论到实践，使学生全面掌握进程通信的相关知识。
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。
操作系统实验报告(进程间的共享存贮区和信号量通信)
case -1:perror("fork()");exit(0);case 0:do_child_loop(sem_set_id,FILE_NAME);exit(0);default:break;}}for(i = 0;i<10;i++){int child_status;wait(&child_status);}printf("main is done");fflush(stdout);return 0;}运行结果：二、共享主存段机制共享主存段为进程提供了直接通过主存进行通信的有效手段，不像消息缓存机制那样需要系统提供缓存，也不像pipe机制那样需要事先建立一个特殊文件，而是有通信双方直接访问某些共享虚拟存储器空间。
在系统V中，系统管理一组共享主存段控制块。
通信进程在使用共享主存段以前，首先提出申请，系统为止分配存储空间并返回共享主存段标识号。
一个共享段建立后，进程把它被附加到自己的虚拟存储空间中。
一个进程可以附加多个共享主存段。
一个主存段一旦被附加到进程的虚拟机空间后，对它的访问以其他虚拟机的访问完全相同。
但为了保证共享主存段数据完整性，通信的进程之间要互斥的进行访问。
当通信进程不再需要该共享主存段时，可使用命令将其与进程分离，从而使其进程的虚空间删除。
为了理解进程通过共享主存段的通信过程，下面举例，一个是进程向共享段写信息的例子：一个是进行从共享段读信息的例子。
代码如下：四、实验过程与分析一、信号量机制在第一个例子的程序中创建了5个并发子进程，互斥地对文件进行写操作，将自己的进程号写到文件中去，信号量的初值为1，当地一个进程执行update_file函数时首先将信号量值-1，（相当于P操作）致使其它进程等待无法操作文件，直到其结束后，将其值变为1后（相当于V操作），其它进程并发竞争对文件的写操作，并将自己的pid 写入文件中。
在linux中信号量机制的执行既步骤如下所示：（1）信号量的定义：struct semaphore {spinlock_t lock;unsigned int count;struct list_head wait_list;};在linux中，信号量用上述结构体表示，我们可以通过该结构体定义一个信号量。
实验三、进程通信一 ——管道及共享内存
操作系统实验报告实验三、进程通信（一）——管道及共享存一、实验目的1）加深对管道通信的了解2）掌握利用管道进行通信的程序设计3）了解共享存通信的程序设计方法4）了解和熟悉Linux支持的共享存储区机制二、实验容任务一、（1）阅读以上父子进程利用管道进行通信的例子（例1），写出程序的运行结果并分析。
（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。
任务二、（1）阅读例2的程序，运行一次该程序，然后用ipcs命令查看系统中共享存储区的情况，再次执行该程序，再用ipcs命令查看系统中共享存的情况，对两次的结果进行比较，并分析原因。
最后用ipcrm命令删除自己建立的共享存储区。
（有关ipcs和ipcrm介绍见后面一页）（2）每个同学登陆两个窗口，先在一个窗口中运行例3程序1（或者只登陆一个窗口，先在该窗口中以后台方式运行程序1），然后在另一个窗口中运行例3程序2，观察程序的运行结果并分析。
运行结束后可以用ctrl+c结束程序1的运行。
（3）编写程序：使用系统调用shmget()，shmat()，shmdt()，shmctl()，编制程序。
要求在父进程中生成一个30字节长的私有共享存段。
接下来，设置一个指向共享存段的字符指针，将一串大写字母写入到该指针指向的存贮区。
调用fork()生成子进程，让子进程显示共享存段中的容。
接着，将大写字母改成小写，子进程修改共享存中的容。
之后，子进程将脱接共享存段并退出。
父进程在睡眠5秒后，在此显示共享存段中的容（此时已经是小写字母）。
三、代码及运行结果分析（1）阅读以上父子进程利用管道进行通信的例子（例1），写出程序的运行结果并分析实验代码：#include<stdio.h>main(){ int x,fd[2];char buf[30],s[30];pipe(fd);while ((x=fork())==-1);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);}}运行结果：分析：调用pipe(fd);创建一个管道后，接着调用fork()函数产生两个进程，首先开始执行子进程，关闭管道出口，通过管道入口向管道中写入容。
进程间通信Linux课程设计
进程间通信Linux 课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握进程间通信在Linux环境下的基本原理和实现方法。
具体目标如下：1.知识目标：–了解Linux操作系统的基本概念和架构；–理解进程间通信的概念、作用和分类；–掌握Linux下进程间通信的主要方法，如管道、消息队列、共享内存和信号等；–掌握同步机制，如互斥锁、条件变量和信号量等。
2.技能目标：–能够在Linux环境下编写简单的进程间通信程序；–能够分析并解决进程间通信过程中遇到的问题；–能够运用进程间通信的原理和技巧解决实际编程中的问题。
3.情感态度价值观目标：–培养学生的团队协作意识和沟通能力；–培养学生的创新精神和自主学习能力；–培养学生对操作系统和进程间通信领域的兴趣和热情。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.Linux操作系统基本概念和架构；2.进程间通信的概念、作用和分类；3.Linux下进程间通信的主要方法：–消息队列；–共享内存；4.同步机制：–条件变量；5.进程间通信实例分析。
三、教学方法为了达到本课程的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：用于讲解基本概念、原理和方法；2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解进程间通信的原理和应用；3.实验法：让学生动手实践，培养实际编程能力；4.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，培养团队协作和沟通能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法，将准备以下教学资源：1.教材：《Linux进程间通信》；2.参考书：相关领域的经典著作和学术论文；3.多媒体资料：教学PPT、视频讲座等；4.实验设备：计算机、网络设备等。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等方式评估学生的积极性、主动性和团队协作能力；2.作业：布置相关的编程练习和研究报告，评估学生的理解和应用能力；3.考试：包括期中和期末考试，以闭卷形式进行，评估学生对进程间通信知识的掌握程度和实际应用能力；4.实验报告：评估学生在实验过程中的动手能力和问题解决能力。
操作系统进程通信共享内存课程设计
某某城建学院《操作系统》课程设计说明书设计题目：进程通信专业：计算机科学与技术指导教师：邵国金、郭猛、薛冰班级：学号：姓名：同组人：计算机科学与工程系2013年1 月10 日前言本设计是基于课程中学到的UNIX系统调用，使用操作系统环境是Red Hat Linux 9，言语开发环境是Linux的GNU C或C++。
Linux操作系统是一个向用户开放源码的免费的类UNIX操作系统。
它为在校学生学习操作系统课程提供了一个看得见摸得着的X例。
对于学生正确理解,掌握操作系统的根本知识具有重要意义。
鉴于此,本操作系统课程涉与的实验均在Linux环境下进展。
这就要求大家：(1)熟悉Linux的操作和开发环境;(2)具有C语言知识(Linux操作系统大约90%的源码是用C语言编写)。
我们的设计和实验将在Windows xp环境下，基于虚拟机软件VMWare软件进展安装。
学习计算机软件技术，特别是计算机操作系统技术，除了需要刻苦努力外，还需要掌握软件和操作系统的原理与设计技巧。
如何学习和掌握操作系统技术的原理与实际技巧呢?除了听课和读书之外，最好的方法恐怕就是在实践中练习。
例如，自己设计一个小型操作系统，多使用操作系统，多阅读和分析操作源代码等。
但由于我们的条件和学时有限，在理论学习过程中没有给同学们提供更多的实验机会。
基于共享内存的进程通信，通过在两个进程间创建一块共享内存，将共享内存块分为两局部，标示位和数据域。
通过实践让我们了解了什么是共享内存通信机制，实现了程序进程间的通信。
积极通过合作，完成任务。
目录一、系统开发环境- 3 -二、设计目的- 5 -三、设计题目与要求- 6 -四、总体设计- 7 -1、服务器功能- 7 -2、客户端功能- 7 -3、文件读取功能- 8 -4、界面显示函数- 8 -5、组成框图：- 9 -6.共享内存分配- 9 -7.总体流程图- 10 -五、详细设计- 11 -1.主函数- 11 -2.菜单显示- 12 -3.服务器端：- 12 -4.客户端程序：- 14 -5、局部函数介绍- 15 -六、调试与测试- 17 -七、执行结果与分析- 18 -八、源程序清单- 20 -九、心得体会- 25 -十、参考文献- 26 -一、系统开发环境Windows Xp系统、虚拟机上运行的Red Hat Linux 9系统运行环境。
操作系统实验5进程间基于共享存储区的通信
编写一段程序，同时父进程创建两个子进程p1和p2；并使子进程p1与子进程p2通过共享存储区相互发送数据(５１２字节)。
实现的思想、方法和技术（含数据结构、算法）
编写一段程序，同时父进程创建两个子进程p1和p2；并使子进程p1与子进程p2通过通过共享存储区相互发送数据（512）。linux系统的通信机构IPC中消息通信机制提供四个操纵共享存储区的系统调用。shmget()的主要功能是建立新的共享存储区或返回一个已存在的共享存储区描述字，shmat(shmid,addr,flag)的主要功能是将物理共享区附接到进程虚拟地址空间，其中shmid是shmget()共享存储区描述字,addr等于0有系统自动选址进行附接，flag置0既能读又能写。shmdt()的功能是断接一个共享存储区，shmctl()的主要功能是查询及设置一个共享存储区状态和有关参数。使用以上的系统调用不仅减少了数据流动带来的硬件开销，还是批次的通信不仅仅局限于接受和发送数据，还可以操作彼此的某些虚拟存储区。
pint=(int *)addr;
for(i=91;i>=64;i--)
*pint++=i;
pint=(int *)addr;
*pint=0;
shmctl(shmid,IPC_RMID,0);
exit(0);
}
}
}
共享存储区所用的头文件
全局变量shmid
外部函数声明
建立进程1
建立256字节共享区SHMKEY
char *addr;
while((p1=fork())==-1);
if(p1==0)
{
for(i=0;i<20;i++)
shmid=shmget(SHMKEY,K,0777|IPC_CREAT);
linux进程间通信课程设计
linux进程间通信课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解Linux操作系统中进程间通信的基本概念与原理；2. 掌握进程间通信的几种主要机制，如管道、消息队列、共享内存和信号量；3. 学会使用相关API进行进程间数据传输和控制流程；4. 了解进程间同步和互斥的概念，并掌握相关实现方法。
技能目标：1. 能够编写简单的Linux进程间通信程序；2. 能够分析进程间通信程序的执行流程，并解决通信过程中可能出现的常见问题；3. 能够运用所学知识解决实际场景中的进程间通信问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对操作系统和底层编程的兴趣，激发学生探究新技术的好奇心；2. 培养学生的团队协作精神，提高学生在团队项目中的沟通与协作能力；3. 培养学生严谨、认真的学习态度，使学生认识到编程过程中细节的重要性。
本课程针对高年级计算机专业学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将课程目标分解为具体的学习成果。
通过本课程的学习，学生将掌握Linux进程间通信的基本知识和技能，培养实际编程能力和团队协作精神，为后续学习操作系统及相关领域知识打下坚实基础。
二、教学内容1. 进程间通信概述- 了解进程与线程的概念及区别；- 掌握Linux操作系统中进程间通信的基本需求及分类。
2. 管道通信- 学习管道的基本原理和使用方法；- 掌握无名管道和命名管道（FIFO）的创建、读写操作及注意事项。
3. 消息队列- 了解消息队列的基本概念和原理；- 掌握消息队列的创建、发送、接收和删除操作。
4. 共享内存- 学习共享内存的基本原理和用途；- 掌握共享内存的创建、映射和解除映射操作，以及同步机制。
5. 信号量- 了解信号量的基本概念和用途；- 掌握信号量的创建、P操作和V操作，以及应用场景。
6. 信号- 学习信号的基本概念、分类和作用；- 掌握信号的发送、捕捉和处理方法。
教学内容根据课程目标进行选择和组织，保证科学性和系统性。
本教学内容涵盖教材中关于Linux进程间通信的相关章节，按照教学进度安排，逐一向学生传授各通信机制的基本原理和实际应用。
操作系统实验---进程通信——共享存储区和信号量
实验报告实验题目姓名：学号：课程名称：操作系统实验所在学院：信息科学与工程学院专业班级：计算机任课教师：实验项目名称进程通信——共享存储区和信号量一、实验目的与要求：1、了解和熟悉共享存储机制2、了解和熟悉信号量机制3、熟悉信号量机制中使用的数据结构和信号量机制的操作以及控制。
4、了解共享主存段机制，学会对共享主存段的系统调用。
二、实验设备及软件：1、PC机一台2、Linux操作系统三、实验方法（原理、流程图）一、共享存储区1、共享存储区机制的概念共享存储区（Share Memory）是 UNIX 系统中通信速度最高的一种通信机制。
该机制可使若干进程共享主存中的某一个区域，且使该区域出现（映射）在多个进程的虚地址空间中。
另一方面，一个进程的虚地址空间中又可连接多个共享存储区，每个共享存储区都有自己的名字。
当进程间欲利用共享存储区进行通信时，必须先在主存中建立一共享存储区，然后将它附接到自己的虚地址空间上。
此后，进程对该区的访问操作，与对其虚地址空间的其它部分的操作完全相同。
进程之间便可通过对共享存储区中数据的读、写来进行直接通信。
图示列出二个进程通过共享一个共享存储区来进行通信的例子。
其中，进程 A 将建立的共享存储区附接到自己的 AA’区域，进程 B 将它附接到自己的 BB’区域。
应当指出，共享存储区机制只为进程提供了用于实现通信的共享存储区和对共享存储区进行操作的手段，然而并未提供对该区进行互斥访问及进程同步的措施。
因而当用户需要使用该机制时，必须自己设置同步和互斥措施才能保证实现正确的通信。
二、涉及的系统调用1、shmget( )创建、获得一个共享存储区。
系统调用格式： shmid=shmget(key,size,flag)参数定义： int shmget(key,size,flag);key_t key;int size,flag;其中，key是共享存储区的名字；size是其大小（以字节计）；flag是用户设置的标志，如IPC_CREAT。
进程间通信课程设计
进程间通信课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握进程间通信的基本概念、分类和作用。
2. 学生能够描述不同进程间通信机制的原理和特点，如管道、消息队列、共享内存和信号量等。
3. 学生能够运用所学知识，分析实际场景中的进程间通信问题，并提出合理的解决方案。
技能目标：1. 学生能够运用编程语言（如C、Java等）实现基本的进程间通信操作。
2. 学生能够通过实际操作，掌握不同进程间通信机制的编程方法和技巧。
3. 学生能够运用调试工具，分析和解决进程间通信过程中出现的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对计算机操作系统和进程间通信的兴趣，激发学生的学习热情和探究精神。
2. 培养学生具备团队协作意识，学会与他人共同分析和解决问题，提高沟通与协作能力。
3. 培养学生具备良好的编程习惯，注重代码规范和性能优化，提高软件工程质量。
课程性质：本课程属于计算机科学与技术专业核心课程，旨在帮助学生掌握操作系统中的进程间通信原理和技术。
学生特点：学生具备一定的编程基础和操作系统知识，具有较强的逻辑思维能力和动手能力。
教学要求：结合实际案例，采用讲授、实践和讨论相结合的教学方法，引导学生掌握进程间通信的知识点和技能。
通过课后作业、实验和项目，巩固所学内容，提高学生的实际操作能力。
同时，注重培养学生的团队协作和沟通能力，提高其综合素质。
二、教学内容1. 进程间通信概述：介绍进程间通信的概念、动机和基本要求，分析进程间通信在操作系统中的作用。
相关教材章节：第一章 进程与线程2. 进程间通信机制：- 管道通信：讲解无名管道和命名管道的原理、使用方法及其特点。
- 消息队列：介绍消息队列的概念、实现机制以及应用场景。
- 共享内存：分析共享内存的原理、同步机制以及使用注意事项。
- 信号量：讲解信号量的概念、分类（计数信号量、二值信号量）及其操作。
- 信号：阐述信号的概念、分类、发送和接收过程。
相关教材章节：第二章 进程间通信3. 编程实践：- C语言进程间通信编程：通过示例代码，讲解如何使用系统调用实现进程间通信。
进程间通信Linux课程设计
进程间通信Linux 课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解Linux操作系统中进程间通信的基本概念，掌握不同通信机制的工作原理及适用场景。
2. 掌握使用信号、管道、消息队列、共享内存和信号量等Linux进程间通信机制。
3. 学会分析进程间通信的需求，并能够设计合理的通信方案。
技能目标：1. 能够编写基于Linux进程间通信机制的程序，实现多个进程的数据交换和控制同步。
2. 能够运用所学知识解决实际编程问题，提高程序的并发性和效率。
3. 能够使用调试工具对进程间通信程序进行调试，找出并修复潜在问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对操作系统和进程间通信的兴趣，激发学习热情。
2. 培养学生的团队合作意识，提高沟通能力，使其在项目协作中发挥积极作用。
3. 引导学生认识到掌握进程间通信技术在软件开发中的重要性，提高职业素养。
课程性质：本课程为高年级计算机专业选修课，侧重于Linux进程间通信技术的实际应用。
学生特点：学生已具备一定的操作系统基础，熟悉C语言编程，具有一定的编程实践能力。
教学要求：结合理论教学与实践操作，注重培养学生的动手能力和问题解决能力，使学生在实际项目中能够灵活运用所学知识。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 进程间通信基本概念- 进程与线程的区别与联系- 进程间通信的需求与意义2. Linux进程间通信机制- 信号：信号的概念、分类、发送与接收- 管道：无名管道与命名管道的创建、读写操作- 消息队列：消息队列的创建、发送与接收- 共享内存：共享内存的创建、映射与解除映射- 信号量：信号量的创建、P操作与V操作3. 进程间通信编程实践- 使用信号实现进程同步- 使用管道实现兄弟进程间通信- 使用消息队列、共享内存和信号量实现进程间数据交换4. 进程间通信调试与优化- 常见通信问题的调试方法- 提高进程间通信效率的技巧5. 教学案例分析- 分析实际项目中进程间通信的应用案例- 结合教材内容，进行案例讲解与讨论教学大纲安排：第1周：进程间通信基本概念及信号机制第2周：管道与消息队列机制第3周：共享内存与信号量机制第4周：进程间通信编程实践第5周：调试与优化方法及案例分析教学内容与教材关联性：教学内容紧密围绕教材中关于Linux进程间通信的相关章节，结合实际编程需求，确保学生学以致用。
实验6 进程及进程间的通信之共享内存
实验6 进程及进程间的通信●实验目的：1、理解进程的概念2、掌握进程复制函数fork的用法3、掌握替换进程映像exec函数族4、掌握进程间的通信机制，包括：有名管道、无名管道、信号、共享内存、信号量和消息队列●实验要求：熟练使用该节所介绍fork函数、exec函数族、以及进程间通信的相关函数。
●实验器材：软件：1.安装了Ubunt的vmware虚拟机硬件：PC机一台●实验步骤：1、用进程相关API 函数编程一个程序，使之产生一个进程扇：父进程产生一系列子进程，每个子进程打印自己的PID 然后退出。
要求父进程最后打印PID。
进程扇process_fan.c参考代码如下：2、用进程相关API 函数编写一个程序，使之产生一个进程链：父进程派生一个子进程后，然后打印出自己的PID，然后退出，该子进程继续派生子进程，然后打印PID，然后退出，以此类推。
要求：1) 实现一个父进程要比子进程先打印PID 的版本。
（即打印的PID 一般是递增的）2 )实现一个子进程要比父进程先打印PID 的版本。
（即打印的PID 一般是递减的）进程链1,process_chain1.c的参考代码如下：进程链2，process_chain2.c的参考代码如下：3、编写程序execl.c，实现父进程打印自己的pid号,子进程调用execl函数，用可执行程序file_creat替换本进程。
注意命令行参数。
参考代码如下：/*execl.c*/#include<unistd.h>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>int main(int argc,char *argv[]){/*判断入参有没有传入文件名*/if(argc<2){perror("you haven,t input the filename,please try again!\n");exit(EXIT_FAILURE);}pid_t result;result=fork();if(result>0){printf(“I’m parent,my pid:%d, mysun’s pid %d\n”,getpid(), result);}/* 下面代码是调用ls程序,用可执行程序ls替换本进程if(result==0){printf(“I’m sum process my pid is %d\n”,getpid());if(execl("/bin/ls","ls","-l",NULL)<0){perror("execlp error");}}*//*下面程序调用execl函数，用可执行程序file_creat替换本进程*/if(result==0){printf(“I’m sum process my pid is %d\n”,getpid());if(execl("./file_creat","file_creat",argv[1],NULL)<0) perror("execl error!");}其中file_creat.c的代码如下：file_creat.c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>void create_file(char *filename){/*创建的文件具有可读可写的属性*/if(creat(filename,0666)<0){printf("create file %s failure!\n",filename);exit(EXIT_FAILURE);}else{printf("create file %s success!\n",filename);}}int main(int argc,char *argv[]){/*判断入参有没有传入文件名 */if(argc<2){perror("you haven't input the filename,please try again!\n");exit(EXIT_FAILURE);}create_file(argv[1]);exit(EXIT_SUCCESS);代码分析execl函数会让一个可执行程序运行并替换本进程，那么这个可执行程序就应该有创建一个文件的功能。
操作系统课程设计报告操作系统模拟之--进程通信
中南大学操作系统课程设计报告学院：_ 信息科学与工程学院____ 专业班级：计算机科学与技术09**班学号： 09090928**姓名： ***指导教师：宋虹2012年6月目录一、概述 (1)二、课程设计要求 (1)三、设计的基本原理和概念 (1)四、详细设计：使用主要控件、函数 (6)1.线程1 函数(获得两个随机数) (6)2.线程2 函数（计算它们的和） (7)3.线程3 函数（输出结果） (8)4.信号量控制 (8)5.登录以及用户切换 (8)6.新增用户函数 (10)五、运行及使用 (11)六、实验总结 (14)参考文献 (15)一、概述操作系统课程主要讲述的内容是多道操作系统的原理与技术，与其它计算机原理、编译原理、汇编语言、计算机网络、程序设计等专业课程关系十分密切。
本课程设计的目的综合应用学生所学知识，建立系统和完整的计算机系统概念，理解和巩固操作系统基本理论、原理和方法，掌握操作系统开发的基本技能。
二、课程设计要求采用VC、VB、java或C等编程语言，模拟开发一个多用户多任务的类操作系统软件。
要求如下：1.模拟进程调度算法，模拟各种进程调度算法，并能管理各种进程调度算法的演示过程。
2.模拟各种内存分配算法及回收过程，并能动态演示。
结合进程调度算法，能为进程模拟分配内存，并设计一个跟踪该内存模拟分配的进程或线程，记录内存分配的结果；3.模拟多用户登录管理过程，能允许多个用户登录，为每个用户建立进程或线程，并进行进程管理；4.能模拟文件系统管理，进程可以对文件系统（包括文件和目录）进行读、写、创建、删除、打开、关闭等操作；5.模拟磁盘管理过程，结合文件系统管理，显示磁盘管理的结构和文件在磁盘上的分布情况。
6.能模拟进程通信管理，用户之间可以相互通信交流；7.最好能采用类似于Windows的窗口界面。
三、设计的基本原理和概念我所做的部分是模拟多用户登录管理过程，能允许多个用户登录，为每个用户建立进程或线程，并进行进程管理。
计算机操作系统实验报告(共享内存管理)
数学与计算机科学系实验报告课程：计算机操作系统地点：软件实验室二时间：2013年5月17 日#include <sys/ipc.h>#include <sys/sem.h>#include <sys/shm.h>#include <stdlib.h>#include <errno.h>#include <string.h>#include <signal.h>/* The union for semctl may or may not be defined for us.This code,defined in linux's semctl() manpage,is the proper way to attain it if necessary */ #if defined (__GNU_LIBRARY__)&& !defined (_SEM_SEMUN_UNDEFINED) /* union semun is defined by including <sys/sem.h> */#else/* according to X/OPEN we have to define it ourselves */union semun{int val;/* value for SETVAL */struct semid_ds *buf;/* buffer for IPC_STAT,IPC_SET */unsigned short int *array;/* array for GETALL,SETALL */struct seminfo *__buf;/* buffer for IPC_INFO */};#endif#define SHMDATASIZE1000#define BUFFERSIZE (SHMDATASIZE - sizeof(int))#define SN_READ 0#define SN_WRITE 1#define SN_LOCK 2int Semid = 0;void reader(int shmid);void writer(int shmid);int masterinit(void);char *standardinit(int shmid,int *semid);void delete(void);void sigdelete(int signum);void locksem(int semid,int semnum);void unlocksem(int semid,int semnum);void write(int shmid,int semid,char *buffer);int mysemget(key_t key,int nsems,int semflg);int mysemctl(int shmid,int semnum,int cmd,union semun arg);int mysemop(int semid,struct sembuf *sops,unsigned nsops);int myshmget(key_t key,int size,int shmflg);void *myshmat(int shmid,const void *shmaddr,int shmflg);int myshmctl(int shmid,int cmd,struct shmid_ds *buf);int main(int argc,char *argv[]){char selection[3];int shmid;/* 没有参数,则为master */if(argc < 2){shmid = masterinit();}else{shmid = atoi(argv[1]);}printf(" do you want a writer(1) or reader(2) ?");fgets(selection,sizeof(selection),stdin);switch(selection[0]){case '1':writer(shmid); break;case '2':reader(shmid);break;default:printf(" invalid choice, quit \n");}return 0;}void reader(int shmid){int semid;char *buffer;buffer = standardinit(shmid,&semid);printf("\n reader begin to run，and the id of share memory is %d, semaphore id is %d \n",shmid,semid);while(1){printf("\n wait for writer to input information ...");fflush(stdout);printf("finish \n");printf(" wait for locking semaphore SN_LOCK ...");fflush(stdout);locksem(semid,SN_LOCK);printf("finish \n");printf("received information: %s \n",buffer);unlocksem(semid,SN_LOCK);unlocksem(semid,SN_READ);}}void writer(int shmid){int semid;char *buffer;buffer = standardinit(shmid,&semid);printf("writer begin to run，the id of share memory is %d, semaphore id is %d\n",shmid,semid);while(1){char input[3];printf("\n menu \n 1.send a message \n");printf(" 2.quit \n");printf("input your choice（1-2）:");fgets(input,sizeof(input),stdin);switch(input[0]){case '1':write(shmid,semid,buffer);break;case '2':exit(0);break;}}}char *standardinit(int shmid,int *semid){void *shmdata;char *buffer;shmdata = myshmat(shmid,0,0);*semid = *(int *)shmdata;buffer = shmdata + sizeof(int);return buffer;}int masterinit(void){union semun sunion;int semid,shmid;void *shmdata;/* 首先：我们要创建信号量*/semid = mysemget(IPC_PRIVATE,3,SHM_R|SHM_W);Semid = semid;/* 当进程离开时，删除信号量*/atexit(&delete);signal(SIGINT,&sigdelete);/* 信号量SN_READ 初始化为1(锁定)，SN_WRITE 初始化为0（未锁定）*//* 信号量SN_LOCK 初始化为1（锁定）*/sunion.val = 1;mysemctl(semid,SN_READ,SETVAL,sunion);mysemctl(semid,SN_LOCK,SETVAL,sunion);sunion.val = 0;mysemctl(semid,SN_WRITE,SETVAL,sunion);/* 现在创建一块共享内存*/shmid = myshmget(IPC_PRIVATE,SHMDATASIZE,IPC_CREAT|SHM_R|SHM_W); /* 将该共享内存映射进进程的虚存空间*/shmdata = myshmat(shmid,0,0);/* 将该共享内存标志为已销毁的，这样在使用完毕后，将被自动销毁*/myshmctl(shmid,IPC_RMID,NULL);/* 将信号量的标识符写入共享内存，以通知其它的进程*/*(int *)shmdata = semid;printf("*** begin to run, and semaphore id is %d \n",shmid);return shmid;}void delete(void){printf("\n quit; delete the semaphore %d \n",Semid);union semun senion;senion.val=0;if(mysemctl(Semid,0,IPC_RMID,senion) == -1){printf("Error releasing semaphore. \n");}}void sigdelete(int signum){/* Calling exit will conveniently trigger the normal delete item. */ exit(0);}void locksem(int semid,int semnum){struct sembuf sb;sb.sem_num = semnum;sb.sem_op = -1;sb.sem_flg = SEM_UNDO;mysemop(semid,&sb,1);}void unlocksem(int semid,int semnum){struct sembuf sb;sb.sem_num = semnum;sb.sem_op = 1;sb.sem_flg = SEM_UNDO;mysemop(semid,&sb,1);}void waitzero(int semid,int semnum){struct sembuf sb;sb.sem_num = semnum;sb.sem_op = 0;sb.sem_flg = 0;/* No modification so no need to undo */mysemop(semid,&sb,1);void write(int shmid,int semid,char *buffer){printf("\n wait for reader to read in information ...");fflush(stdout);locksem(semid,SN_READ);printf("finish; wait for locking semaphore SN_LOCK...\n");fflush(stdout);locksem(semid,SN_LOCK);printf("please input information:");fgets(buffer,BUFFERSIZE,stdin);unlocksem(semid,SN_LOCK);unlocksem(semid,SN_WRITE);}int mysemget(key_t key,int nsems,int semflg){int retval;retval = semget(key,nsems,semflg);if(retval == -1){printf("semget key %d,nsems %d failed: %s ",key,nsems,strerror(errno)); exit(255);}return retval;}int mysemctl(int semid,int semnum,int cmd,union semun arg){int retval;retval = semctl(semid,semnum,cmd,arg);if(retval == -1){printf("semctl semid %d,semnum %d,cmd %dfailed: %s",semid,semnum,cmd,strerror(errno));exit(255);}return retval;int mysemop(int semid,struct sembuf *sops,unsigned nsops){int retval;retval = semop(semid,sops,nsops);if(retval == -1){printf("semop semid %d (%d operations) failed: %s",semid,nsops,strerror(errno)); exit(255);}return retval;}int myshmget(key_t key,int size,int shmflg){int retval;retval = shmget(key,size,shmflg);if(retval == -1){printf("shmget key %d,size %d failed: %s",key,size,strerror(errno));exit(255);}return retval;}void *myshmat(int shmid,const void *shmaddr,int shmflg){void *retval;retval = shmat(shmid,shmaddr,shmflg);if(retval == (void*) -1){printf("shmat shmid %d failed: %s",shmid,strerror(errno));exit(255);}return retval;}。
操作系统课程设计 进程间通信
《操作系统原理与Linux》课程设计报告专业计算机科学与技术班级学号姓名指导教师完成时间2012年9月14日成绩操作系统课程设计一、设计题目进程间通信模拟二、设计目的通过该题目的设计过程，了解了进程通讯的两种方式，管道通信以及消息通信。
熟悉操作系统支持的进程通信方式三、设计要求(1)要求实现管道通信与消息通信两种方式.(2)要求界面简单,易懂,关键代码部分要注释.(3)编程语言可以采用自己任意精通的语言四、设计思想说明创建一个内存共享区，实现消息管道的进程间通讯。
五、系统结构的说明本程序是采用MFC框架所编写的win32应用程序采用C++语言。
六、数据结构的说明管道通信定义了一个结构体，存放管道基础信息：struct PipeStruct//定义管道基础信息{int UseProCount;//当前管道使用进程数，2表示已经在使用int BuffCount;//缓冲区有效数据长度BOOL isRecvOK;//接收完成标志实现管道同步DWORD DataSender;//缓冲区数据的发送者，用来判断是不是接收到数据};消息通信：同样定义一个结构体，用来存放信息缓冲区的信息struct MsgBaseInfo//定义消息缓冲区基础信息{bool isHaveMsg;//缓冲区是否有消息标志bool isBusy;//缓冲区是否正在使用实现消息同步};struct MyMsgInfo{SYSTEMTIME msgTime;//消息产生时间char data[256];//消息数据};七、程序清单：#include "stdafx.h"////////////////////////////////////////////////////////////////进程通信消息机制模拟实现实验版///Author: 广东石油化工学院: 郑捷朱晓标王克俭刘斌///Date: 2012-9-12///本文件功能: 实现基于共享内存消息机制通信模拟实验/////////////////////////////////////////////////////////////#include "stdafx.h"struct MsgBaseInfo//定义消息缓冲区基础信息{bool isHaveMsg;//缓冲区是否有消息标志bool isBusy;//缓冲区是否正在使用实现消息同步};struct MyMsgInfo{SYSTEMTIME msgTime;//消息产生时间char data[256];//消息数据};HANDLE hNowMsg;//共享内存句柄CList<MyMsgInfo> MsgList;//消息队列全局变量LPVOID pMsgBuff;//消息缓冲区extern int GetMsgToList();int InitMyMsg(char *MsgName){MsgList.RemoveAll();//初始化消息队列SetLastError(0);//创建共享内存实现消息机制0-0x1000存放消息缓冲区基础信息0x1000-0x2000为消息缓冲区hNowMsg =CreateFileMappingA(INV ALID_HANDLE_V ALUE,0,P AGE_READWRITE,0,0x2000,MsgName);if (hNowMsg == NULL){return 2;//表示初始化失败}else if(GetLastError()==ERROR_ALREADY_EXISTS){return 3;//消息标示重复，已经被使用}pMsgBuff = MapViewOfFile(hNowMsg,FILE_MAP_ALL_ACCESS,0,0,0x2000); //将一个文件映射对象映射到当前应用程序的地址空间。
Linux进程间通信-共享内存
实验名称：Linux进程间通信-共享内存
一．实验目的
1. 在linux中如何创建共享存储区。
2.学习linux进程间如何通过共享内存进行通信。
二．实验内容
编程实现两个进程通过共享一存储区进行通信。
要求建立一个利用共享内存机制的，关于经典的write/reader的解决方案。
Writer向共享内存中写入数据，reader从共享内存中获取信息，然后在屏幕上打印出来。
该程序由两个进程实现，一个进程往共享存储区中写入数据，即写入256个数字，另外一个进程则从该存储区中读出256个数字。
三．实验步骤
1.进入VI编辑器编辑write.c和read.c。
2.用cat命令显示write.c和read.c的内容。
3.用gcc将write.c和read.c编译成相应的目标文件。
4.执行成可执行文件，执行结果如下：
四．实验心得体会
在本次试验中，通过老师的耐心讲解和自己的亲身操作，知道了共享内存是最有用的进程间通信方式。
两个不同进程A,B共享内存是指：同一块物理内存被映射到进程A,B各自的进程地址空间。
进程A可以即时看到进程B对共享内存中数据的更新。
掌握了在linux中如何创建共享存储区和linux进程间如何通过共享内存进行通信。
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城建学院《操作系统》课程设计说明书设计题目：进程通信专业：计算机科学与技术指导教师：邵国金、郭猛、薛冰班级：学号：姓名：同组人：计算机科学与工程系2013年1 月10 日前言本设计是基于课程中学到的UNIX系统调用，使用操作系统环境是Red Hat Linux 9，言语开发环境是Linux的GNU C或C++。
Linux操作系统是一个向用户开放源码的免费的类UNIX操作系统。
它为在校学生学习操作系统课程提供了一个看得见摸得着的例。
对于学生正确理解,掌握操作系统的基本知识具有重要意义。
鉴于此,本操作系统课程涉及的实验均在Linux环境下进行。
这就要求大家：(1)熟悉Linux的操作和开发环境;(2)具有C语言知识(Linux操作系统大约90%的源码是用C语言编写)。
我们的设计和实验将在Windows xp环境下，基于虚拟机软件VMWare软件进行安装。
学习计算机软件技术，特别是计算机操作系统技术，除了需要刻苦努力外，还需要掌握软件和操作系统的原理与设计技巧。
如何学习和掌握操作系统技术的原理与实际技巧呢?除了听课和读书之外，最好的方法恐怕就是在实践中练习。
例如，自己设计一个小型操作系统，多使用操作系统，多阅读和分析操作源代码等。
但由于我们的条件和学时有限，在理论学习过程中没有给同学们提供更多的实验机会。
基于共享存的进程通信，通过在两个进程间创建一块共享存，将共享存块分为两部分，标示位和数据域。
通过实践让我们了解了什么是共享存通信机制，实现了程序进程间的通信。
积极通过合作，完成任务。
目录一、系统开发环境................................................................................................... - 4 -二、设计目的........................................................................................................... - 5 -三、设计题目及要求............................................................................................... - 6 -四、总体设计........................................................................................................... - 7 -1、服务器功能.................................................................................................. - 7 -2、客户端功能.................................................................................................. - 7 -3、文件读取功能.............................................................................................. - 8 -4、界面显示函数.............................................................................................. - 8 -5、组成框图：.................................................................................................. - 9 -6.共享存分配..................................................................................................... - 9 -7.总体流程图................................................................................................... - 10 -五、详细设计......................................................................................................... - 11 -1.主函数........................................................................................................... - 11 -2.菜单显示....................................................................................................... - 11 -3.服务器端：................................................................................................... - 12 -4.客户端程序：............................................................................................... - 14 -5、部分函数介绍............................................................................................ - 15 -六、调试与测试..................................................................................................... - 17 -七、执行结果及分析............................................................................................. - 18 -八、源程序清单..................................................................................................... - 20 -九、心得体会......................................................................................................... - 25 -十、参考文献......................................................................................................... - 26 -一、系统开发环境Windows Xp系统、虚拟机上运行的Red Hat Linux 9系统运行环境。
二、设计目的1、进一步了解什么是进程，以及创建进程的方式。
2、实现UNIX/LINUX系统环境下的进程通信方式。
3、熟练掌握C/S中的共享存通信机制。
4、开辟一个共享区，实现进程共享资源，互相通信。
三、设计题目及要求利用UNIX系统提供的进程通信机制实现通信以及共享存区的实现(1) 共享存储区的创建，附接和断接使用系统调用shmget()，shmat()，msgdt()，shmctl()，编制一长度为1K 的消息发送和接收的程序。
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。
SERVER和CLIENT也可分别为2个各自独立的程序。
2）SERVER端建立一个Key为375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，表示收到了信息，并进行处理。
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Key为375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端的再次空闲。
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。
（2）功能扩展：在sever端创建一个服务函数，从而形成C/S通讯模式要求SERVER每接收到一次数据后不仅仅显示“(server)received”，而是做一些其它事情，比如读取或查询某个文件等。
此功能可由设计者自己定义。
四、总体设计1.服务器功能服务器共有四块共享存,分别用addr1，addr2，addr3，addr4接收，其中addr1为整形指针，addr1，addr2，addr3为结构体型指针，结构体的定义如下：Typedef strcut address{Int mark;Char ch[20];}address;其中的mark成员用来作为标记为标示共享存块的状态，-1表示该存块空闲，服务端可以发送服务请求，1,2,3这分别表示服务器正在处理不同的服务请求，客户端需等待。
而字符数组成员ch则用来将各个客户端的文件中的数据放入对应的共享存块中，与服务器交换数据。
而存块之所以既能实现客户端与服务器的通信，又能相互之间交换数据，在于shmat函数的返回值为void*，可以将其转化为任意类型的指针变量，该函数调用如下：Addr1=（address*）shmat(shmid1,1024,0);Addr2=（address*）shmat(shmid2,1024,0);Addr3=（address*）shmat(shmid31024,0);该四块共享存分别用于实现接受各个客户端的服务请求，处理客户端1，客户端2，客户端3的服务请求。