操作系统实验四(4).doc

操作系统实验四主要关注的是进程通信，这是操作系统中的一个重要概念，涉及多进程间的协作与数据交换。实验涵盖了多种进程通信机制，包括管道(Pipe)、消息队列(Message Queue)以及共享存储区(Shared Memory)。 1. **管道(Pipe)** - 管道是一种半双工通信方式，数据只能单向流动，且只能在具有亲缘关系的进程之间使用。`pipe()`函数用于创建管道，它接受一个文件描述符数组`filedes`，其中`filedes[0]`是读端，`filedes[1]`是写端。 - 使用管道通信时，写进程将数据写入`filedes[1]`，而读进程从`filedes[0]`读取数据。由于管道是共享资源，所以读写进程之间需要确保互斥访问。 2. **消息队列(Message Queue)** - `msgget()`系统调用用于获取或创建一个消息队列。如果键值`key`为`IPC_PRIVATE`，则创建私有队列；若键值不为`IPC_PRIVATE`且队列不存在，且`msgflg`包含`IPC_CREAT`，则创建新队列。 - `msgsnd()`和`msgrcv()`分别用于发送和接收消息。发送消息需要写权限，接收消息需读权限。 - `msgctl()`提供对消息队列的控制，如查询、设置和删除等操作。 3. **共享存储区(Shared Memory)** - 共享存储区允许多个进程访问同一块内存区域，实现高效的数据交换。 - `shmget()`创建或获取共享内存对象，返回对象的系统标识符`shmid`。 - `shmat()`将共享内存附接到进程的虚拟地址空间，使进程可以访问共享内存。 - `shmdt()`断开进程与共享内存的连接。 - `shmctl()`用于对共享内存进行控制，如获取状态信息、调整大小或删除。 实验的具体步骤包括编写C语言程序，使用这些系统调用来实现父子进程间的通信。例如，通过管道实现父子进程间的字符串传递，通过消息队列进行消息收发，以及利用共享存储区实现数据共享。 通过这个实验，学生能够深入理解进程通信的各种方法和原理，熟悉如何在实际编程中使用这些机制。实验的运行和分析有助于学生掌握这些系统调用的实际效果和潜在问题，提升对操作系统内核级别的理解和应用能力。