2268

Синхронизация процессов. Обмен данными между процессами

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Цель работы: получить представление о сигналах в операционной системе UNIX и способах их перехвата и обработки, а также о синхронизации процессов при помощи сигналов и обмене данными между процессами с использованием разделяемой памяти.

Русский

2013-01-06

56 KB

12 чел.

Министерство образования РФ

Костромской Государственный Технологический Университет

Кафедра АМТ

Курс «Управляющие системы реального времени»

Лабораторная работа №2

Синхронизация процессов. Обмен данными между процессами

Выполнил:  Швайко А.В.

Группа:       99-А-18 «а»

Проверил:   Ершов В.Н.

Кострома 2003

Цель работы: получить представление о сигналах в операционной системе UNIX и способах их перехвата и обработки, а также о синхронизации процессов при помощи сигналов и обмене данными между процессами с использованием разделяемой памяти.

 

Иcпользуемые средства: ОС Linux, графическая оболочка KDE, среда разработки Anjuta, терминал.

 

1. Составить программу, содержащую бесконечный цикл с вызовом sleep и выводом на экран. Заблокировать сигнал SIGINT при помощи

а. Функции signal

б. Критической секции

Убедиться, что программа не реагирует на Control-C.

а)

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
int main()
{
 
int c;
 c=
0;
 signal(SIGINT, SIG_IGN);
 
while(1)
 {
   sleep(
1);
   fprintf(stderr,
"We want to write programs on C++ %d\n",c++);
 }
 
return 0;
}

б)

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
int main()
{
 
int c;
 sigset_t mysig;
 c=
0;
 sigaddset(&mysig, SIGINT);
 sigprocmask(SIG_SETMASK, &mysig, NULL);
 
while(1)
 {
   sleep(
1);
   fprintf(stderr,
"We want to write programs on C++ %d\n",c++);
 }
 sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &mysig, NULL);
 
return 0;
}

2. Модифицировать программу, установив обработчик сигнала SIGINT, выводящий на экран запрос на подтверждение завершения программы и по получении положительного ответа вызывающий функцию exit. Убедиться, что нажатие на Control C досрочно завершает сон процесса.

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
void obrab(int key)
{
 printf(
"Are you ready to stop process. Yes-1, No-0\n");
 scanf(
"%d",&key);
 
if (key == 1) exit(0);
}
int main()
{
 
int c;
 c=
0;
 signal(SIGINT, obrab);
 
while(1)
 {
   sleep(
1);
   fprintf(stderr,
"We want to write programs on C++ %d\n",c++);
 }
 
return 0;
}

3. Модифицировать обработчик сигнала SIGINT таким образом, чтобы он вызывал exit после получения третьего сигнала.

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
int n=0;
int obrab()
{
 n++;
 printf(
"Control-C number=%d\n",n);
 
if (n==3) exit (0);
}
int main()
{
 
int c;
 c=
0;
 signal(SIGINT, obrab);
 
while(1)
 {
   sleep(
1);
   fprintf(stderr,
"We want to write programs on C++ %d\n",c++);
 }
 
return 0;
}

4. Модифицировать бесконечный цикл основной программы таким образом, чтобы вызов sleep и вывод на экран находились внутри критической секции (но не весь цикл). Убедиться, что пока процесс «спит» внутри критической секции, для него откладывается только один сигнал SIGINT, независимо от числа нажатий на Control C.

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
int n=0;
int obrab()
{
 n++;
 printf(
"Control-C number=%d\n",n);
 
if (n==3) exit (0);
}
int main()
{
 
int c;
 sigset_t mysig;
 sigaddset(&mysig,SIGINT);
 c=
0;
 signal(SIGINT, obrab);
 
while(1)
 {
   sigprocmask(SIG_SETMASK, &mysig, NULL);
   fprintf(stderr,
"In critical part%d\n",c++);
   sleep(
3);
   sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &mysig, NULL);
 }
 
return 0;
}

5. Составить программу, устанавливающую обработчик сигнала от таймера реального времени и устанавливающую интервал между сигналами в 1,5 сек. Для контроля работы программы поместить в обработчик сигнала вывод на экран кода 0х07 (звуковой сигнал) или какой-либо строки. Перевести основную программу в

неактивное состояние

а. Вызовом pause()

б. Циклом while(1) pause()

Сравнить результаты.

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>
int c;
void obrab()
{
 
char sig=0x07;
 c+=
1;
 fprintf(stderr,
"%cSignal number\t%d\n",sig,c);
}
int main()
{
 
struct itimerval tm;
    tm.it_value.tv_sec=
0;
    tm.it_value.tv_usec=
500000;
    tm.it_interval.tv_sec=
1;
    tm.it_interval.tv_usec=
500000;
   setitimer(ITIMER_REAL,&tm,NULL);
   signal(SIGALRM, obrab);
 
while(1) pause();
 
//pause();
 
return (0);
}

6.Составить 2 программы, обменивающиеся информацией через разделяемую память. Достаточно использовать одну переменную целого типа для обмена информацией и одну переменную целого типа для синхронизации. Оба процесса устанавливают обработчики от таймера реального времени. Первый с интервалом 0.2 сек, второй – 1 сек. Обработчик сигнала от таймера в первом процессе инкрементирует переменную в разделяемой памяти, а второй – выводит значение этой переменной на экран. Оба процесса должны завершиться после срабатывания обработчика сигнала от таймера во втором процессе 15-20 раз.

Передатчик:

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#define mem 0xAAAA

int* c;
int dmem;
char* pmem;
int* start;
int* end;

void obrab()
{
 fprintf(stderr,
"%d\n",*c);
 *c+=
1;
}
int main()
{
 
struct itimerval tm;
  tm.it_value.tv_sec=
0;
  tm.it_value.tv_usec=
500000;
  tm.it_interval.tv_sec=
0;
  tm.it_interval.tv_usec=
200000;
 setitimer(ITIMER_REAL,&tm,NULL);
 signal(SIGALRM, SIG_IGN);
 dmem=shmget(mem,getpagesize(),IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 pmem=(
char*)shmat(dmem,0,0);
 start=(
int*)pmem;
 c=(
int*)(pmem+sizeof(int));
 end=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int));

 signal(SIGALRM,obrab);
 *start=
0;

 
while(!*end) pause();
 *c=
0; *end=0;
 shmdt(pmem);
 
return 0;
}

Приемник:

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#define mem 0xAAAA
int* c;
int dmem;
char* pmem;
int* start;
int* end;
int ch;

void obrab()
{
 ch+=
1;
 fprintf(stderr,
"%d\t%d\n",*c,ch);
}
int main()
{
 
struct itimerval tm;
  tm.it_value.tv_sec=
0;
  tm.it_value.tv_usec=
200000;
  tm.it_interval.tv_sec=
1;
  tm.it_interval.tv_usec=
0;
 setitimer(ITIMER_REAL,&tm,NULL);
 signal(SIGALRM, SIG_IGN);
 dmem=shmget(mem,getpagesize(),IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 pmem=(
char*)shmat(dmem,0,0);
 start=(
int*)pmem;
 c=(
int*)(pmem+sizeof(int));
 end=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int));

 *end=
0;
 *start=
1;
 
while(*start);
 signal(SIGALRM, obrab);

 
while(ch<15) pause();
 *end=
1;
 
return 0;
}

7. Переработать схему взаимодействия «модели» и «регулятора». Для этого заменить сигналы от таймера пользовательскими сигналами. А источником пользовательских сигналов сделать третий процесс «диспетчер», который будет в цикле, исполняемом 15-20 раз, посылать 5 сигналов «модели» и 1 сигнал «регулятору».

    а) выполнить посылку сигналов от «диспетчера» к «модели» и «регулятору» без подтверждения приема:

for(i=0; i< 20; i++){
   kill(*p_reg, SIGUSR2); 

   for(j=0; j<5; j++)kill(*p_mod, SIGUSR1);
}

убедиться, что схема не работает. Объяснить почему.

    б) выполнить посылку сигналов от «диспетчера» к «модели» и «регулятору» с подтверждением приема:

for(i=0; i< N; i++){
    kill(*p_reg, SIGUSR2); if(!gotcha2) pause(); gotcha2=0;
    for(j=0; j<M; j++){

      kill(*p_mod, SIGUSR1); 

      if(!gotcha1) pause(); gotcha1=0;

   }
}

Диспетчер:

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#define mem 0xABCD
int* c;
int dmem;
char* pmem;
int* end;
int i;
int* pid1;
int* pid2;
int* ch;
int j;
int* flag1;
int* flag2;

int main()
{
 dmem=shmget(mem,getpagesize(),IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 pmem=(
char*)shmat(dmem,0,0);
    pid1=(
int*)pmem;
    pid2=(
int*)(pmem+sizeof(int));
       c=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int));
     end=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));
      ch=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));
   flag1=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));
   flag2=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));

 *end=
0;
 j=
0;
 printf(
"\tGo!!!\n");

 
for(i=0;i<20;i++)
   {
   kill(*pid2, SIGUSR2);
   
if(!*flag2) pause();
   *flag2=
0;
   
for(j=0;j<5;j++)
     {
     kill(*pid1, SIGUSR1);
     
if(!*flag1) pause();
     *flag1=
0;
     fprintf(stderr,
"\t| %d\t| %d\t|\n",*c,*ch);
     }
   }

 kill(*pid1, SIGTERM);
 kill(*pid2, SIGTERM);
 
if(!shmdt(pmem)) fprintf(stderr,"\tMEMORY ALL RIGHT\n");
   
else fprintf(stderr,"ERROR!!!\n");

 
return 0;
}

Передатчик:

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#define mem 0xABCD

int* c;
int dmem;
char* pmem;
int* pid1;
int* pid2;
int* end;
int* ch;
int* flag1;
int* flag2;

void obrab()
{
 *c+=
1;
 fprintf(stderr,
"%d\n",*c);
 *flag1=
1;
}
int main()
{
 dmem=shmget(mem,getpagesize(),IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 pmem=(
char*)shmat(dmem,0,0);
    pid1=(
int*)pmem;        *pid1=getpid();
    pid2=(
int*)(pmem+sizeof(int));
       c=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int));
     end=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));
      ch=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));
   flag1=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));
   flag2=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));

 *c=
0;
 signal(SIGUSR1,obrab);
 printf(
"Peredatchic on start\n");

 
while(!*end) pause();

 
return 0;
}

Приемник:

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#define mem 0xABCD

int dmem;
char* pmem;
int* ch;
int* pid1;
int* pid2;
int* end;
int* c;
int* flag1;
int* flag2;

void obrab()
{
 (*ch)++;
 fprintf(stderr,
"%d\t%d\n",*c,*ch);
 *flag2=
1;
}

int main()
{
 dmem=shmget(mem,getpagesize(),IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 pmem=(
char*)shmat(dmem,0,0);
    pid1=(
int*)pmem;
    pid2=(
int*)(pmem+sizeof(int));      *pid2=getpid();
       c=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int));
     end=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));
    ch=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));
   flag1=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));
   flag2=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));

 *ch=
0;
 signal(SIGUSR2, obrab);
 printf(
"Priemnic on start\n");

 
while(!*end) pause();

 
return 0;
}


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

12752. Получение знаний о высоковольтных выключателях 496.9 KB
  ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Целью работы является получение знаний о высоковольтных выключателях. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ: Ознакомиться с назначением и типами высоковольтных выключателей характеризующими их параметрами и условиями выбора. Условия выбора выключателей: В о...
12753. Масляные выключатели. Маломасляные выключатели 122.38 KB
  ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Целью работы является получение знаний о высоковольтных выключателях. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ: Ознакомиться с назначением и типами высоковольтных выключателей характеризующими их параметрами и условиями выбора. Масляные выключатели Различаю
12754. Получение знаний об измерительных трансформаторах тока 407.96 KB
  ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Целью работы является получение знаний об измерительных трансформаторах тока. ОДНОВИТКОВЫЕ: ТПОЛ: Стержневые трансформаторы тока с литой изоляцией типа ТПОЛ Т трансформатор тока П проходной О одновитковый Л с литой изоляцией. Предназначе...
12755. Получение знаний об измерительных трансформаторах напряжения 91.42 KB
  Целью работы является получение знаний об измерительных трансформаторах напряжения. НОМ – трансформатор напряжения однофазный масляный; НТМИ – трансформатор напряжения трехфазный масляный с дополнительной вторичной обмоткой для контроля изоляции сети; НТМК – тр
12756. Приводы высоковольтных выключателей Управление масляным выключателем ВМПЭ-10 369.83 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4 Приводы высоковольтных выключателей Управление масляным выключателем ВМПЭ10 ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Целью работы является получение знаний о приводах высоковольтных выключателей а так же ознакомление со схемой управления масляными выключателями....
12757. Комплектные распределительные устройства 6-10 кВ 236.59 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5 Комплектные распределительные устройства 610 кВ ЦЕЛЬ РАБОТЫ Целью работы является получение знаний о конструкциях ячеек комплектных распределительных устройств 610 кВ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ Ознакомиться с информацией...
12758. Разъединители, отделители короткозамыкатели 267.85 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6 Разъединители отделители короткозамыкатели. Целью лабораторной работы является получение знаний о разъединителях отделителях и короткозамыкателях используемых в установках выше 1000 В. Разъединитель. Разъединитель предст
12759. Метод наименьших квадратов 1.88 MB
  Метод наименьших квадратов В данной работе содержатся краткие теоретические положения образцы выполнения заданий необходимые для выполнения лабораторной работы индивидуальные задания. Работа предназначена для студентов всех специальностей. Содержание 1. Те...
12760. Расчет вероятностей случайных событий 454 KB
  Расчет вероятностей случайных событий Методическая разработка содержит теоретические упражнения и практические задания по теме Расчет вероятностей случайных событий. Индивидуальные задания разбиты на три уровня сложности. Представлены примеры решения наиболее сл...