操作系统实验报告

Linux操作系统课程实践

二级学院：数学与计算机科学学院

题 目：进程通信共享内存 学生姓名：石正坤

专 业：计算机科学与技术 班 别：计科本111班 学 号：1104402133 指导老师：张广平

日 期： 2013 年 6 月 24日

操作系统原理课程实践

摘要

操作系统作为信息科学，计算机软件的核心基础科学，其相关知识存在着抽象，难以理解等特点，为了使我们能更好的，系统的了解相关原理和概念，我们应该以相关Linux实验内容和适量的练习，通过上机实验和习题训练，帮助我们更好的实现理解跟加深巩固。

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。它为我们学习操作系统课程提供了一个看得见摸得着的范例。对于我们正确理解,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。

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部分，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。

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操作系统原理课程实践

目录

一、摘要……………………………………………………………………..……………………………………….……2

二、目录....................................................................................................................... .3

三、开发环境介绍....................................................................................................... .4

四、课程实践须知........................................................................................................ 5

五、课程实践题目和要求............................................................................................ 6

1.课程实践题目 ..................................................................................................... 6 2.课程实践目的 ..................................................................................................... 6 3.课程实践内容 ..................................................................................................... 6 4.共享储存区的创建 ............................................................................................. 6

六、实践规划................................................................................................................ 7

1.共享内存的函数与进程A代码 ......................................................................... 7 2.进程B、C代码 ................................................................................................... 8 3.进程D代码 ......................................................................................................... 9 4.Linux下C语言编程问题 .................................................................................. 10 5.涉及的线程函数 ............................................................................................... 11

七、详细的课程实践.................................................................................................. 13

1.实验原理.....................................................13 2.实验源代码………………………………………………………………….14 3.实验结果截图……………………………………………………………….17 4.附录………………………………………………………………………….18

八、执行结果及分析.................................................................................................. 22

1. 结果……………………………………………………………………………………………………………………………22 2.分析……………………………………………………………………………………………………………………………..23

九、实验心得.............................................................................................................. 24

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三、开发环境介绍

计算机Windows Xp系统、虚拟机上运行的Red Hat Linux 9系统运行环境。

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。它为我们学习操作系统课程提供了一个看得见摸得着的范例。对于我们正确理解,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。

(1)熟悉Linux的操作和开发环境;

(2)具有C语言知识(Linux操作系统大部分的源码是用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软件进行操作。

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四、课程实践须知

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中的共享内存通信机制。

4.开辟一个共享区，实现进程共享资源，互相通信。

5.我们又有了一种新的方法——利用共享内存(shared memory)。这可以使我们在任意两个进程间传递数据。

6.Linux下练习C语言编程使用共享内存实现进程间通信。

7.掌握 linux 中如何创建储存区和 linux 进程如何通过共享内存进行通信，通过自己动手，增加自己的动手能力，操作能力。

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五、课程实践题目及要求

1、课程实践题目：

进程通信共享内存

2、实践目的：

用代码实现进程通信共享内存

3、实践内容：

用C语言代码创建进程，实现进程通信共享内存（父进程和子进程

通过共享内存实现信息的交流）。

4、共享存储区的创建，附接和断接，使用系统调用shmget()，shmat()，msgdt()，shmctl()。

用Linux操作系统原理和学过的知识撰写一份实验报告。

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六、实践规划

1、共享内存的函数有以下几个：

（1）int shmget(key_t key, int size, int shmflg)，开

辟或使用一块共享内存。

（2）void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int

shmflg)， 将参数shmid所指向的共享内存与当前进程连接。

当使用某共享内存时，需要先使用shmat，达成连接。

（3）int shmdt(const void *shmaddr)，将先前用shmat

连接的共享内存与当前进程解除连接。参数shmaddr为shmat返回的共享内存的地址。

在完成对共享内存的使用后，需要使用shmdt解除连接。

（4）int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds

*buf)，控制内存的操作。当cmd为IPC_RMID时，删除shmid所指的共享内存。

这些函数的表头文件为和，其详细参数请去网上搜索。

下面给出一个使用共享内存实现进程间通信的例子：进程A开辟一块新的共享内存，进程B修改这个共享内存，进程C打印输出这个共享内存的内容，进程D删除这个共享内存。

进程BCD运行的命令格式为：命令 共享内存ID，如./output 123432。

2、进程A代码：

int main() {

int shmid;

shmid = shmget(IPC_PRIVATE, SIZE, IPC_CREAT | 0600); if (shmid < 0) {

perror(\

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exit(1); }

printf(\

return 0; }

3、进程B代码如下：

int main(int argc, char *argv[]) {

int shmid;

char *shmaddr; if (argc != 2) {

perror(\ exit(1); }

shmid = atoi(argv[1]);

shmaddr = (char *)shmat(shmid, NULL, 0); if ((int )shmaddr == -1) {

perror(\ exit(1); }

strcpy(shmaddr, \ shmdt(shmaddr);

return 0; }

4、进程C代码如下：

int main(int argc, char *argv[]) {

int shmid; char *shmaddr; if (argc != 2) {

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printf(\ exit(1); }

shmid = atoi(argv[1]);

shmaddr = (char *)shmat(shmid, NULL, 0); if ((int )shmaddr == -1) {

perror(\ exit(1); }

printf(\ shmdt(shmaddr);

return 0; }

5、进程D代码如下：

int main(int argc, char *argv[]) {

int shmid; if (argc != 2) {

perror(\ exit(1); }

shmid = atoi(argv[1]);

shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);

return 0; }

6、linux下C语言编程5-多线程编程

Linux系统下的多线程遵循POSIX线程接口，称为pthread。编写Linux

下的多线程程序，需要使用头文件pthread.h，编译需要在后面加-lpthread。

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7、linux下C语言编程5-多线程编程

Linux系统下的多线程遵循POSIX线程接口，称为pthread。编写Linux下的多线程程序，需要使用头文件pthread.h，编译需要在后面加-lpthread。 关于多线程，主要有以下几个过程： （1），创建线程

（2），各个线程的执行 （3），等待线程的结束

8、涉及的线程函数主要有：

A，int pthread_create(pthread_t *restrict tidp, const pthread_attr_t *restrict attr, void *(*start_rtn)(void), void *restrict arg); 函数有4个参数：第一个参数为指向线程标识符的指针。第二个参数用来设置线程属性。第三个参数是一个函数指针（有关函数指针，看这里），指向线程运行函数的起始地址。最后一个参数是函数指针所需要的参数。

注意：pthread_create函数返回0表示成功。另外如果函数指针需要多个参数的话，就将这些参数做成某个结构体，作为第4个参数。如果有返回值的话，也可将返回值的指针回写到第4个参数中。

B，pthread_join()等待一个线程的结束。pthread_exit()用于线程退出，可以指定返回值，以便其他线程通过pthread_join()函数获取该线程的返回值。 线程的应用：并行数据库的查询

假设我们有3台计算机A, B, C，每台均安装PG数据库，通过网络连接。我们可以通过多线程将查询SQL广播出去，A，B，C并行查询，最终返回各自的结果。如果没有多线程，而只是用了个循环，那么我们获取结果的过程将是顺序的，即等A的结果返回后才能查询B，B结束后查询C，效率低下。 代码如下：

//最多支持MAX个线程 #define MAX 16 /**** 多线程 ******/

typedef struct PDthread {

char *host; // IP int port; // 端口

char *dbname; // 数据库名 char *query; // SQL语句 void *rst; // 查询结果

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ril.html