惠州学院操作系统实验三.pdf

【操作系统实验三——进程通信详解】 本实验主要探讨了两种进程间通信（IPC，Inter-Process Communication）的方式：管道（Pipe）和共享存储区（Shared Memory）。这些是操作系统中实现多进程协同工作的重要机制。 **一、管道通信** 1. **实验目标**：通过管道实现两个并发进程之间的数据实时传送，父进程负责接收，子进程负责发送。 2. **基本原理**：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动。在Linux中，可以通过`pipe()`系统调用来创建管道。管道中的数据会被缓冲，且具有先进先出（FIFO）的特性。 3. **实验步骤**： - 父进程创建一个无名管道`fd[2]`，其中`fd[0]`用于读，`fd[1]`用于写。 - 父进程创建两个子进程`p1`和`p2`。 - 子进程通过`write()`函数将数据写入管道的写端，这里使用了`lockf()`函数对写端进行加锁，确保数据的原子性。 - 父进程通过`read()`函数从管道的读端接收数据，并输出到屏幕。 **二、共享存储区通信** 1. **实验目标**：通过共享存储区实现在两个并发进程之间交替发送和接收数据，模拟服务器（SERVER）与客户端（CLIENT）的交互。 2. **基本原理**：共享存储区允许多个进程访问同一块内存区域，实现数据的快速交换。在Linux中，可以使用`shmget()`创建共享内存段，`shmat()`将其映射到进程的地址空间。 3. **实验步骤**： - SERVER进程创建一个键值为75的共享内存区，设置第一个字节为-1作为空闲标志。 - 当SERVER检测到共享内存的第一个字节改变时，它读取数据并处理，然后显示处理结果。 - CLIENT进程检查共享内存的第一个字节，若为-1则填充数据并显示发送信息，然后将共享内存的第一个字节设置为非-1。 - 该过程循环进行30次。 4. **注意点**：在实验中，SERVER和CLIENT都需要使用`shmctl()`系统调用来管理共享内存，例如在不使用时删除。 **总结**：这两个实验展示了进程通信的基本概念和操作。管道适合于简单、单向的数据传输，而共享存储区则允许更复杂的双向通信和数据共享。通过实践，学生能深入理解进程间的同步与通信机制，为后续学习操作系统原理和开发多进程应用打下基础。