交通923、927操作系統(tǒng)電子課件zgsosjiaoan

118三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院主講教師：翟高壽（副教授）聯(lián)系電話：(辦)電子郵件：制作人：翟高壽制作單位：北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院《操作系統(tǒng)》218三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院第二章進(jìn)程管理2.1進(jìn)程的基本概念2.2進(jìn)程控制2.3進(jìn)程同步2.4經(jīng)典進(jìn)程同步問(wèn)題2.5進(jìn)程通信2.6管程與線程318三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2.5

進(jìn)程通信2.5.1進(jìn)程通信概念及分類2.5.2消息傳遞通信實(shí)現(xiàn)方式2.5.3消息傳遞系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)若干問(wèn)題2.5.4消息緩沖隊(duì)列通信機(jī)制418三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院進(jìn)程通信概念與實(shí)現(xiàn)機(jī)制進(jìn)程通信概念

指進(jìn)程之間的信息交換實(shí)現(xiàn)機(jī)制低級(jí)進(jìn)程通信：效率低，操作系統(tǒng)僅提供共享存儲(chǔ)器，通信對(duì)用戶不透明和不方便高級(jí)進(jìn)程通信：能傳送大量數(shù)據(jù)，效率高，進(jìn)程通信實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)由操作系統(tǒng)提供，整個(gè)通信過(guò)程對(duì)用戶透明，通信程序編制簡(jiǎn)單518三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院進(jìn)程通信的類型共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)基于共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的通信方式基于共享存儲(chǔ)區(qū)的通信方式消息傳遞系統(tǒng)直接/間接通信方式管道通信管道概念協(xié)調(diào)機(jī)制：互斥、同步、通信前提618三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2.5

進(jìn)程通信2.5.1進(jìn)程通信概念及分類2.5.2消息傳遞通信實(shí)現(xiàn)方式2.5.3消息傳遞系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)若干問(wèn)題2.5.4消息緩沖隊(duì)列通信機(jī)制718三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院直接通信方式通信原語(yǔ)Send(Receiver,message)Receive(Sender,message)一個(gè)接收進(jìn)程可與多個(gè)發(fā)送進(jìn)程通信打印進(jìn)程Sender無(wú)法事先指定基于進(jìn)程直接通信原語(yǔ)的應(yīng)用生產(chǎn)者-消費(fèi)者通信過(guò)程818三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院基于通信原語(yǔ)的生產(chǎn)者子程序設(shè)計(jì)producer:Varnextp:item;beginrepeatproduceaniteminnextp;

wait(empty);wait(mutex);

buffer[in]nextp;in(in+1)modn;

signal(mutex);signal(full);untilfalse;endSend(consumer,nextp);918三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院基于通信原語(yǔ)的消費(fèi)者子程序設(shè)計(jì)consumer:Varnextc:item;beginrepeat

wait(full);wait(mutex);

nextcbuffer[out];out(out+1)modn;signal(mutex);signal(empty);

consumetheiteminnextc;untilfalse;endReceive(producer,nextc);1018三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院間接通信方式信箱進(jìn)程間通信有關(guān)共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的中間實(shí)體由操作系統(tǒng)或用戶進(jìn)程創(chuàng)建私有/公有/共享信箱可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)/非實(shí)時(shí)通信通信原語(yǔ)信箱的創(chuàng)建和撤銷、消息的發(fā)送和接收發(fā)送/接收進(jìn)程間存在的四種關(guān)系一對(duì)一、多對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)多1118三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2.5

進(jìn)程通信2.5.1進(jìn)程通信概念及分類2.5.2消息傳遞通信實(shí)現(xiàn)方式2.5.3消息傳遞系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)若干問(wèn)題2.5.4消息緩沖隊(duì)列通信機(jī)制1218三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院消息傳遞系統(tǒng)中的幾個(gè)問(wèn)題通信鏈路顯式/隱式建立（計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)/單機(jī)）點(diǎn)-點(diǎn)或多點(diǎn)連接通信鏈路單向/雙向通信鏈路無(wú)容量/有容量通信鏈路（緩沖區(qū)）消息格式有消息頭和消息正文構(gòu)成，分定/變長(zhǎng)兩種進(jìn)程同步方式發(fā)送/接收進(jìn)程阻塞與否（三種情況）1318三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2.5

進(jìn)程通信2.5.1進(jìn)程通信概念及分類2.5.2消息傳遞通信實(shí)現(xiàn)方式2.5.3消息傳遞系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)若干問(wèn)題2.5.4消息緩沖隊(duì)列通信機(jī)制1418三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院消息緩沖隊(duì)列通信機(jī)制-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

消息緩沖區(qū)typeMessageBuffer=recordSender;//發(fā)送者進(jìn)程標(biāo)識(shí)符

Size;//消息長(zhǎng)度

Text;//消息正文

Next;//指向下一緩沖區(qū)的指針End;PCB通信數(shù)據(jù)項(xiàng)typePCB=recordMessageQueue;//隊(duì)首指針

mutex;//消息隊(duì)列互斥信號(hào)量

Semphore;//消息隊(duì)列資源信號(hào)量

……End;1518三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院消息緩沖隊(duì)列通信機(jī)制示意圖Send(B,SA)……Sender:ASize:5Text:Hello…………Receive(RB)……Sender:ASize:5Text:Hello………………MessageQueueMutexSemphore……Sender:ASize:5Text:HelloNext:0發(fā)送區(qū)接收區(qū)進(jìn)程A進(jìn)程BPCB(B)隊(duì)首消息緩沖區(qū)1618三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院消息緩沖隊(duì)列通信機(jī)制-發(fā)送原語(yǔ)ProcedureSend(Receiver,SA)Begingetbuf(SA.Size,Bufferi);Bufferi.SenderSA.Sender;Bufferi.Size

SA.Size;

Bufferi.Text

SA.Text;Bufferi.Next0;getid(PCB_Set,Receiver,PID);wait(PID.mutex);insert(PID.MessageQueue,Bufferi);signal(PID.mutex);signal(PID.Semphore);End;1718三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院消息緩沖隊(duì)列通信機(jī)制-接收原語(yǔ)ProcedureReceive(RB)BeginPIDInternalNameOfProcess;wait(PID.Semphore);wait(PID.mutex);remove(PID.MessageQueue,Bufferj);signal(PID.mutex);RB.SenderBufferj.Sender;RB.SizeBufferj.Size;

RB.TextBufferj.Text;End;1818三月2023北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2.5

進(jìn)程通信2.5.1進(jìn)程通信概念及分類2.