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

14677. УСТОЙЧИВОСТЬ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ 199.5 KB
  УСТОЙЧИВОСТЬ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ Цель работы: приобретение навыков исследования устойчивости замкнутых систем автоматического регулирования АСР и изучение влияния корректирующих устройств на устойчивость системы. 1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОПР
14678. ЗНЯТТЯ РЕГУЛЯТОРНОЇ І ШВІДКИСНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГУНА 226 KB
  Лабораторна робота №5 ЗНЯТТЯ РЕГУЛЯТОРНОЇ І ШВІДКИСНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГУНА Мета роботи. Виявити залежності ефективної потужності годинної і питомої витрат палива обертального моменту та інших показників що характеризують робочий процес. На п...
14679. ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГУНА ПО КУТУ ВИПЕРЕДЖЕННЯ ЗАПАЛЮВАННЯ 128.5 KB
  Лабораторна робота № 4 ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГУНА ПО КУТУ ВИПЕРЕДЖЕННЯ ЗАПАЛЮВАННЯ Мета роботи. Виявлення залежності потужності часової та питомої витрат палива від кута випередження запалювання і на підставі аналізу визначенн...
14680. ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГУНА ПО УСТАНОВОЧНОМУ КУТУ ВИПЕРЕДЖЕННЯ ПОЧАТКУ ВПРИСКУВАННЯ ПАЛИВА 135 KB
  Лабораторна робота № 3 ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГУНА ПО УСТАНОВОЧНОМУ КУТУ ВИПЕРЕДЖЕННЯ ПОЧАТКУ ВПРИСКУВАННЯ ПАЛИВА Мета роботи. На підставі аналізу регулювальних характеристик побудованих за результатами вимірів визначити оптимальне...
14681. ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГУНА ПО СКЛАДУ СУМІШІ 244 KB
  Лабораторна робота № 2 ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГУНА ПО СКЛАДУ СУМІШІ Мета роботи. На підставі аналізу регулювальних характеристик побудованих за результатами оброблених досвідчених даних визначити оптимальні значення витрати палива...
14682. Измерение спектров поглощения 364.98 KB
  Работу выполнила: Юрова Наталия 04.03.13 Лабораторная работа №1 Измерение спектров поглощения Цель работы: Провести измерения спектров поглощения выданного образца По полученным данным провести анализ сделать соответствующие выводы. Схема опыта: ...
14683. ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНИХ ХСАРАКТЕРИСТИК ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГУНА ПО СКЛАДУ СУМІШІ (ВИТРАТІ ПАЛИВА) 261.5 KB
  Лабораторна робота № 1 ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНИХ ХСАРАКТЕРИСТИК ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГУНА ПО СКЛАДУ СУМІШІ ВИТРАТІ ПАЛИВА Мета роботи: Встановити оптимальну часову витрату палива і циклову подачу на яку слід регулювати насоси паливного насоса високого тиску. Послідовність ...
14684. ИССЛЕДОВАНИЕ ПИД-РЕГУЛЯТОРОВ 173 KB
  Лабораторная работа № 7 ИССЛЕДОВАНИЕ ПИДРЕГУЛЯТОРОВ Цель работы: изучить способы оптимизации параметров типовых регуляторов П И ПД ПИПИД с использованием пакета MatLab NCD Blokset. Исходные данные: Таблица 1 №...
14685. ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СИНТЕЗИРОВАННОЙ МЕТОДОМ СИММЕТРИЧНОГО ОПТИМУМА 108 KB
  абораторная работа №7 4 ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СИНТЕЗИРОВАННОЙ МЕТОДОМ СИММЕТРИЧНОГО ОПТИМУМА Цель работы: Получение практических навыков синтеза системы автоматического регулирования методом симметричного оптимума.