進(jìn)程的管道通信實(shí)驗(yàn)說明書

/*＊****＊＊****＊＊****＊實(shí)踐教學(xué)＊＊＊＊＊*＊＊＊******＊*＊＊蘭州理工大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院2011年秋季學(xué)期操作系統(tǒng)原理課程設(shè)計(jì)題目：進(jìn)程的管道通信實(shí)驗(yàn)專業(yè)班級(jí)：09計(jì)算機(jī)(5）班姓名：董躍永學(xué)號(hào)：0９２40521指導(dǎo)教師:年福忠成績:__＿＿＿_(dá)___＿_(dá)____

目錄TOＣ\ｏ\h\z\uHYPERLINＫ\ｌ”_Tｏｃ2493７5７24＂摘要 ３ＨＹPEＲLINK\l＂_Toc2４９37５725＂正文?4HＹPＥRＬINK\l"_Toc2493７572６"一．問題描述?４HYＰEＲLINＫ\ｌ"_Toc2４9375727”二。設(shè)計(jì)目的 4HYＰERLINK\l”_Tｏｃ2493７5７2８"三.設(shè)計(jì)要求?5ＨYPＥＲLINK\l"_Ｔoc2４9375729"四。詳細(xì)設(shè)計(jì)?5ＨYPERＬIＮK五.結(jié)果分析?9ＨYPEＲLＩＮK參考文獻(xiàn) 11HYPERLIＮＫ＼l"_Toc２49375735＂致謝?12HＹPＥRLINＫ\ｌ”_Toc2８1166869＂附件Ⅰ源程序代碼 1３?摘要管道通信是發(fā)送進(jìn)程和接收進(jìn)程之間通過一個(gè)通道交流信息，管道是單向的，發(fā)送進(jìn)程視管道為輸出文件，即向管道寫入數(shù)據(jù),接收進(jìn)程視管道為輸入文件,即從中讀取數(shù)據(jù)。先寫入的必定先讀出,即管道通信的工作是單向的并以先進(jìn)先出為順序。管道通信的實(shí)質(zhì)是一個(gè)共享文件，數(shù)據(jù)以自然字符流的方式寫入和讀出。在Linux系統(tǒng)中，進(jìn)程在執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用pipｅ()之后便創(chuàng)建了一個(gè)無名管道。在管道通信實(shí)驗(yàn)中,可用父進(jìn)程創(chuàng)建一個(gè)無名管道，子進(jìn)程向其中寫入信息，父進(jìn)程從其中讀取信息并顯示.關(guān)鍵詞：父進(jìn)程，子進(jìn)程,管道,通信,文件?正文一．問題描述：（1）．了解UNIX的命令及使用格式，熟悉UNIX/LＩNUＸ的常用基本命令，練習(xí)并掌握UＮIX提供的ｖi編輯器來編譯C程序，學(xué)會(huì)利用gcc、gｄb編譯、調(diào)試C程序.（2）.編寫程序?qū)崿F(xiàn)進(jìn)程的管道通信。用系統(tǒng)調(diào)用pｉpe（)建立一管道，二個(gè)子進(jìn)程P1和P2分別向管道各寫一句話：Child1iｓｓendｉｎgaｍesｓａgｅ?。茫鑙ｌd２issendingaｍesｓagｅ！父進(jìn)程從管道中讀出二個(gè)來自子進(jìn)程的信息并顯示（要求先接收Ｐ1,后P2)。二.設(shè)計(jì)目的：通過該題目的設(shè)計(jì)過程，熟悉ＵNIＸ/LINUＸ支持的管道通信方式，了解該系統(tǒng)下進(jìn)程管道通信機(jī)制,掌握進(jìn)程管道通信程常用的系統(tǒng)函數(shù)，能夠編寫代碼實(shí)現(xiàn)父子進(jìn)程的管道通信.練習(xí)并掌握ＵNIＸ/LIＮUＸ提供的vi編輯器來編譯C程序，學(xué)會(huì)利用ｇcｃ、ｇdb編譯、調(diào)試C程序。三．設(shè)計(jì)要求：編寫程序?qū)崿F(xiàn)進(jìn)程的管道通信.用系統(tǒng)調(diào)用pipｅ（)建立一管道，二個(gè)子進(jìn)程P1和P2分別向管道各寫一句話:Ｃhilｄ１isｓendingaｍessaｇe！Chilｄ２issenｄingａmesｓage！父進(jìn)程從管道中讀出二個(gè)來自子進(jìn)程的信息并顯示(要求先接收P1，后P2）。四．詳細(xì)設(shè)計(jì)：1.程序流程圖函數(shù)的調(diào)用關(guān)系圖：2．算法設(shè)計(jì)各模塊的偽碼算法該函數(shù)使用頭文件如下：#ｉnclude＜sys／ｔypes.h＞＃incluｄｅ＜unisｔd．ｈ＞#includｅ＜stdio.ｈ>#inclｕdｅ＜sｔdlib.h＞pipe()函數(shù)調(diào)用格式：intfd[2];pipｅ（fd）功能：建匿名管道,fd［0]為讀端，ｆd[1］為寫端。2．ｆorｋ（）函數(shù)調(diào)用格式:pｉd_tpｉd1，pid2;piｄ1=fｏｒｋ（)；pｉd2=fork(）;功能:foｒk（）函數(shù)創(chuàng)建子進(jìn)程.注：此函數(shù)被調(diào)用一次但返回兩次，子進(jìn)程中返回0值，而父進(jìn)程中返回子進(jìn)程IＤ;調(diào)用fork（）函數(shù)，父、子進(jìn)程的執(zhí)行次序不確定。３。sprinｔｆ（)函數(shù)調(diào)用格式：charoutpipe[5０］;chaｒstring＝“hello"；sｐrinｔｆ（ｏutpiｐe，ｓtring）；功能:把字符串ｓtｒing的內(nèi)容寫入到字符數(shù)組ｏutpipe中。4.wrｉｔe()函數(shù)調(diào)用格式:wriｔe(fd[1]，ouｔpiｐe,nｂｙtｅ)；功能：把nbｙte個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，從ｏｕｔｐｉpe所指向的緩沖區(qū)寫到由fd所指向的系統(tǒng)文件中。寫入內(nèi)容時(shí)，關(guān)閉讀取端，鎖定寫入端，寫入完成，解除鎖定。5。read（)函數(shù)調(diào)用格式:ｒｅad(ｆd[0］，inpipe,nbyte）;功能:從fd［0]端讀取nｂyte個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)寫入到inpｉpe中。6．ｌocｋf(）函數(shù)調(diào)用格式：lｏｃkｆ（ｆd［１］，1，0）;功能：鎖定管道寫端,保證寫入數(shù)據(jù)的完整性。loｃｋf（fd［1］，０,0）；功能:解鎖管道寫端。7.waiｔ()函數(shù)調(diào)用格式：wait（ＮULL);功能：在用fork()創(chuàng)建一個(gè)子進(jìn)程的時(shí)候,若先進(jìn)入父進(jìn)程，則使其等待,直到子進(jìn)程把信息寫入管道，再執(zhí)行父進(jìn)程.8.sleｅp（)函數(shù)調(diào)用格式:slｅe(cuò)p（nｕm)；功能：使進(jìn)程休眠ｎuｍ秒。?9.exiｔ（)函數(shù)調(diào)用格式：eｘit(0);功能：子進(jìn)程執(zhí)行寫入數(shù)據(jù)操作完成,退出，并向系統(tǒng)返回０值.五。結(jié)果分析最終所得結(jié)果如下圖所示：

設(shè)計(jì)總結(jié)通過這次課程設(shè)計(jì),我對(duì)操作系統(tǒng)的進(jìn)程管道通信有了進(jìn)一步的了解，同時(shí)熟悉了在linux環(huán)境下c語言的編譯和調(diào)試,以及l(fā)inux系統(tǒng)有關(guān)進(jìn)程管道通信的函數(shù)。更為重要的是，將所學(xué)的課本理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高了解決實(shí)際問題的能力.從開始借閱書籍,上網(wǎng)查找相關(guān)資料，到設(shè)計(jì)程序,短短兩周很快就過去了。在這次課程設(shè)計(jì)的過程中，我遇到了很多困難,通過自己的不斷努力，同學(xué)的幫助，和老師的細(xì)心指導(dǎo),進(jìn)程的管道通信實(shí)驗(yàn)基本完成.其功能基本符合課程設(shè)計(jì)任務(wù)的要求.在此次實(shí)踐設(shè)計(jì)中我遇到了很多困難,這說明對(duì)理論知識(shí)還需要深入地理解。動(dòng)手實(shí)踐編寫程序,調(diào)試程序則是更為重要的。所以在平時(shí)學(xué)習(xí)課本知識(shí)的同時(shí)，需要親自實(shí)踐編寫代碼實(shí)現(xiàn)理論的知識(shí),提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力,并加深對(duì)理論知識(shí)的理解.最后,通過該題目的設(shè)計(jì)過程，我熟悉Linux操作系統(tǒng)、ｇcｃ、ｖiｍ編輯器、make以及l(fā)inux下進(jìn)程的管道通信，進(jìn)一步理解了操作系統(tǒng)中進(jìn)程管道通信的原理,并學(xué)會(huì)如何在liｎｕx操作系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的管道通信。?參考文獻(xiàn)1．湯子瀛，哲鳳屏?！队?jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》.西安電子科技大學(xué)學(xué)出版社。2．王清,李光明?！队?jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》。冶金工業(yè)出版社.3。孫鐘秀等．《操作系統(tǒng)教程》．高等教育出版社４。曾明．《Linｕx操作系統(tǒng)應(yīng)用教程》.陜西科學(xué)技術(shù)出版社.5。張麗芬，劉利雄.《操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教程》.清華大學(xué)出版社。6。孟靜.《操作系統(tǒng)教程－—原理和實(shí)例分析》。高等教育出版社７．周長林．《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程》。高等教育出版社8．張堯?qū)W.《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程》。清華大學(xué)出版社9．任滿杰?！恫僮飨到y(tǒng)原理實(shí)用教程》。電子工業(yè)出版社?致謝這次課程設(shè)計(jì)使我學(xué)到了很多實(shí)用知識(shí)，真正做到了理論與實(shí)踐相結(jié)合，得到了操作系統(tǒng)方面的綜合訓(xùn)練,提高了解決實(shí)際問題的能力。這次課程設(shè)計(jì)也使我明白了，學(xué)習(xí)知識(shí)不僅僅是停留在書本上那么簡單，編寫代碼，調(diào)試程序,更是一種有效地學(xué)習(xí)知識(shí)的方法。只有理論與實(shí)踐相結(jié)合才在以后的學(xué)習(xí)與工作中走的更高走的更遠(yuǎn).在此，感謝年福忠老師孜孜不倦的指導(dǎo)同學(xué)無私的幫助。附錄Ⅰ:源程序代碼＃iｎｃlude〈sys/typeｓ.ｈ〉#inｃｌｕde〈uniｓtd.h>＃includｅ〈ｓtｄiｏ.h>#ｉncｌｕde〈stdlib。ｈ>intｍain（）｛?pid＿tｐid１，pid2; iｎtfd［2];?cｈaroutｐiｐe[50]，inpipe［５0］;?if(piｐe(fｄ）〈0）? ／*創(chuàng)建匿名管道,ｆｄ［0］為讀端，fｄ［1］為寫端＊／?{ prinｔf（＂Ｐｉpｅｃreaｔeｅrror！\n＂）;??eｘit（-1)； }?/＊＊＊*＊Thisiｓtｈechiｌdｐroｃeｓs1＊/ ／＊＊*＊＊fｏrk函數(shù)被調(diào)用一次但返回兩次，子進(jìn)程中返回0值，而父進(jìn)程中返回子進(jìn)程ID；＊/?/＊＊＊＊＊但調(diào)用fｏrｋ（)父子進(jìn)程的執(zhí)行次序不確定.＊/?／＊如果創(chuàng)建子進(jìn)程失敗，則退出＊/?if（（pid１＝fｏｒk（))==—1) ?/＊?jiǎng)?chuàng)建子進(jìn)程１＊/?｛ ?printf（＂Eｒｒｏrinforｋ(）。＼n＂)； ?ｅxiｔ(－1）;?｝ /*執(zhí)行子進(jìn)程１，向管道寫入信息*/ if(pid1==0)?｛? locｋf(fd［1］，1,０);?／＊鎖定管道寫端,保證寫入數(shù)據(jù)的完整性*/? sprｉｎtｆ（ouｔｐｉpe，"cｈild1iｓseｎdｉngａmessage！”）; ?wｒite(ｆｄ［1]，outpipe，35)；/*子進(jìn)程向管道中寫入信息＊/? ｌｏｃkf（fd［１]，0,0）； ?/*解鎖管道寫端＊／ ?exiｔ(0）；????/*子進(jìn)程１退出*/?}?elsｅ {? /＊若先進(jìn)入父進(jìn)程，則使其等待，直到子進(jìn)程1把信息寫入管道＊/ ?/*即：先讓子進(jìn)程1把信息寫入管道,后讓子進(jìn)程2把信息寫入管道＊／ ?wait（NULL）;? /*Thiｓiｓtheｃhildproｃess２*/ /*如果創(chuàng)建子進(jìn)程失敗,則退出*/??iｆ(（piｄ２＝foｒk(）)==－1)? ｛ ?printf（”Eｒroriｎｆork().\n”); exｉｔ（—1）;? } ?/＊執(zhí)行子進(jìn)程2*／? if（piｄ2==０） ?{???lｏckf（ｆd[１］，1，0）；／*鎖定管道寫端，保證寫入數(shù)據(jù)的完整性*/ ? spｒiｎtf（ｏｕｔpipe，"Ｃhiｌd2issｅndingamessage!”)； ? ｗriｔe(ｆd[1]，outｐipe，３4)； ｌockf(fd［1],0，0)；?/＊解鎖管道寫端＊／? eｘit（0); ? /＊子進(jìn)程2退出*／ ｝ ?ｅlse ｛ ??ｗａｉｔ（0）; ?／*若先執(zhí)行父進(jìn)程,則等待，直到子