66545

Многопоточность. Межпроцессорные взаимодействия

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Два дочерних процесса выполняют некоторые циклы работ, передавая после окончания очередного цикла через очереди сообщений родительскому процессу очередные четыре строки некоторого стихотворения, при этом первый процесс передает нечетные четверостишья, второй - четные.

Русский

2014-08-22

49 KB

1 чел.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Факультет технической кибернетики

—————————

Кафедра информационной безопасности компьютерных систем

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №7

«Многопоточность. Межпроцессорные взаимодействия»

по курсу «Операционные системы»

Студент:

Никитин А. С.

гр. 2088/1

Преподаватель:

Степанова Т. В.

Санкт-Петербург — 2011

1. Формулировка задания

Цель работы — изучение процессов разработки многопоточных приложений для семейств ОС UNIX и Windows, стандартных механизмов взаимодействия процессов.

2. Использованные теоретические сведения

3. Результаты работы

3.1. Выполнение примеров

3.2. Выполнение индивидуального задания

  1.  UNIX.  Два дочерних процесса выполняют некоторые циклы работ, передавая после окончания очередного цикла через очереди сообщений родительскому процессу очередные четыре строки некоторого стихотворения, при этом первый процесс передает нечетные четверостишья, второй - четные. Родительский процесс компонует из передаваемых фрагментов законченное стихотворение и выводит его по завершении работы обоих процессов. Решить задачу с использованием механизмов синхронизации,  чтобы стихотворение получилось корректным.
    #include <unistd.h>
    #
    include <stdio.h>
    #
    include <sys/types.h>
    #
    include <sys/ipc.h>
    #
    include <sys/msg.h>

    typedef struct mesgbuf {
       
    long mtype;
       
    char buff[1024];
    }
    mesg;

    char *data[] = {
    "Гой ты, Русь, моя родная,\
    n\
    Хаты - в ризах образа...\n\
    Не видать конца и края -\n\
    Только синь сосет глаза.\n\n",

    "Как захожий богомолец,\n\
    Я смотрю твои поля.\n\
    А у низеньких околиц\n\
    Звонно чахнут тополя.\n\n",

    "Пахнет яблоком и медом\n\
    По церквам твой кроткий Спас.\n\
    И гудит за корогодом\n\
    На лугах веселый пляс.\n\n",

    "Побегу по мятой стежке\n\
    На приволь зеленых лех,\n\
    Мне навстречу, как сережки,\n\
    Прозвенит девичий смех.\n\n",

    "Если крикнет рать святая:\n\
    \"Кинь ты Русь, живи в раю!\"\
    n\
    Я скажу: \"Не надо рая,\
    n\
    Дайте родину мою\".\
    n"
    };

    void parent_proc(void) { //Функция родительского процесса
       
    mesg message;
       
    key_t key;
       
    int msgid, len;
       
    int done = 0; //Показатель окончания передачи данных процессом
       
    key = ftok("data", 'A'); //Получение ключа
       
    msgid = msgget(key, 0666 | IPC_CREAT); //Создание очереди сообщений
       
    message.mtype = 3L; //Тип сообщения 3 необходим для инициализации
       
    message.buff[0] = 0; //дочерних процессов. Отправляются два таких
       
    msgsnd(msgid, &message, 1, 0);  //сообщения со значениями первого
       
    message.buff[0] = 1;                                //байта 0 и 1
       
    msgsnd(msgid, &message, 1, 0);
       
    for (;;) {
           
    if ((done & 0x1) == 0) { //Если первый процесс ещё передаёт
                                       //данные, то получаем сообщение
               
    len = msgrcv(msgid, &message, sizeof(message), 1L, 0);
               
    if (message.buff[0] == 0) done |= 0x1; //Если это пустая
                    //строка, то устанавливаем флаг завершения передачи
               
    else write(1, message.buff, len); //иначе выводим строку
           }
           
    if ((done & 0x2) == 0) { //Аналогично для второго процесса
               
    len = msgrcv(msgid, &message, sizeof(message), 2L, 0);
               
    if (message.buff[0] == 0) done |= 0x2;
               
    else write(1, message.buff, len);
           }
           
    if (done == 0x3) { //Если оба процесса завершили передачу, то
               
    msgctl(msgid, IPC_RMID, 0);            //завершаем работу
               
    return;
           }
       }
    }

    void child_proc(void) {
       
    mesg message;
       
    key_t key;
       
    int msgid, whoami, str, len;
       
    key = ftok("data", 'A'); //Получение ключа
       
    msgid = msgget(key, 0); //Открытие очереди сообщений
       
    msgrcv(msgid, &message, sizeof(message), 3L, 0); //Получение
                                          //сообщения инициализации
       
    whoami = (int) message.buff[0]; //Номер процесса определяется
                                             //содержанием сообщения
       
    message.mtype = whoami + 1; //Тип сообщений, отправляемых данным
                                                            //процессом
       
    for (str = 0; str < 5; str++) { //Цикл по четверостишиям
           
    if (str % 2 == whoami) { //В зависимости от номера, процесс
                  //будет передавать чётные или нечётные четверостишия
               
    len = sprintf(message.buff, (const char *) data[str]);
               
    msgsnd(msgid, &message, len, 0); //Отправление сообщения
           }
       }
       
    message.buff[0] = 0;
       
    msgsnd(msgid, &message, 1, 0); //Отправление сообщения о завершении
       
    return;
    }

    int main() {
       
    if (!fork()) {
           
    child_proc();
           
    return 0;
       }
       
    if (!fork()) {
           
    child_proc();
           
    return 0;
       }
       
    parent_proc();
       
    return 0;
    }

3.3. Ответы на контрольные вопросы

  1.  Опишите основные операции над нитями в UNIX.
    Создание нити, уничтожение текущей нити, уничтожение произвольной нити, ожидание завершения нити.
  2.  Как организовать критическую секцию программы при помощи функций работы с семафорами потоков в UNIX?
    Перед входом в критическую секцию необходимо осуществить вызов
    sem_wait(), с целью захвата ресурса – оповещения других потоков о входе в критическую секцию. После выходя необходимо освободить ресурс, осуществив вызов sem_post().
  3.  Как организовать критическую секцию в Windows?
    Способ аналогичен приведённому выше, но следует использовать вызовы
    EnterCriticalSection() и LeaveCriticalSection()

4. Выводы

Операционные системы Windows и UNIX обеспечивают достаточный набор механизмов, использующихся при взаимодействии потоков и процессов.

Приложение

Исходные тексты программ


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

51457. Исследование компенсационных стабилизаторов напряжения 3.42 MB
  Цель работы: изучение схемотехники компенсационных стабилизаторов постоянного напряжения с непрерывным регулированием и исследование основных типов таких устройств.
51460. Сумматор 125.5 KB
  Требуется спроектировать шестнадцатиразрядный сумматор дробных чисел со знаком и плавающей точкой
51461. Счетчик 106 KB
  Техническое задание Требуется разработать четырехразрядный счетчик с фильтрацией Техническая схема Таблица истинности. Логическая схема Временная диаграмма.
51462. Понятие закрытой и открытой ринолалии, ее причины и проявления 15.32 KB
  Ринолалия - вид органической дислалии; расстройство звукопроизношения, образующееся в результате излишнего или недостаточного резонирования в носовой полости в процессе речи...
51463. Строение наружного уха, иннервация, его роль в слуховой функции. Особенности наружного уха у ребенка. Аномалии 15.7 KB
  Ввиду того что функциональное значение ушной раковины невелико, все ее заболевания, а также повреждения и аномалии развития, вплоть до полного отсутствия, не влекут за собой существенного нарушения слуха и имеют в основном лишь косметическое значение.
51464. Устройство и принцип работы трансформатора ТД-500 6.1 MB
  Сварочная дуга как потребитель энергии и источник питания образуют взаимосвязанную энергетическую систему. Дуга представляет собой мощный, длительно существующий электрический разряд, происходящий в атмосфере газов и паров металла между электродом и изделием или между двумя электродами, находящимися под напряжением.
51465. Барабанная полость. Формы, размеры и иннервация, ее содержимое и их роль в слуховой функции. Аномалии 15.4 KB
  Верхняя = передняя стенка пирамиды. Отделяет барабан.пер. от средней черепной ямки, где расположена височная доля мозга. У детей между пирамидой и чешуйчатой костью – щель (воспаление – осложнение отита – менингит).