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

68781. Интервенция и гражданская война 131 KB
  В январе 1924г была принята первая Конституция СССР согласно которой высшим органом власти объявлялся Съезд Советов СССР. СССР в системе международных отношений накануне II Мировой и Великой Отечественной войн I Политика военного коммунизма Экономическая политика Советского...
68782. ВВЕДЕНИЕ В ИСТОРИЮ ЭКОНОМИЧЕСКИХ УЧЕНИЙ 1.9 MB
  Можно с уверенностью утверждать что сегодня как и в давние времена именно достоверность рекомендуемых экономистами теоретических изысканий предопределяет степень результативности реализуемой в данной стране социально-экономической стратегии.
68783. ИСТОРИЯ ГОСУДАРСТВА И ПРАВА ЗАРУБЕЖНЫХ СТРАН 1.32 MB
  Наука история возникла на самой заре цивилизации. Историческое знание сделало огромные успехи в течение XVIII и особенно XIX веков. Многие выдающиеся умы нашли на этом поприще свое призвание и признание. Благодаря их трудам поднялись из забвения великие цивилизации Древнего востока, Древней Греции и Древнего Рима...
68784. ИСТОРИЯ ИСКУССТВ 218 KB
  Хронологические границы периода возникновения искусства: Основные черты первобытного искусства: Древние цивилизации: Основные достижения древних цивилизаций в сфере культуры и искусства: Определение основных понятий и явлений: Искусство Культура Виды искусств Петроглифы Мегалиты Зиккурат Эпос...
68785. ИСТОРИЯ НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ В РОССИИ 1.61 MB
  Если в конце прошлого века самая распространенная сейчас энергия - электрическая - играла, в общем, вспомогательную и незначительную в мировом балансе роль, то уже в 1930 году в мире было произведено около 300 миллиардов киловатт-часов электроэнергии.
68786. ИСТОКИ ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В СРЕДНЕВЕКОВОЙ РУСИ 409.5 KB
  Торговый обмен – древнейший вид предпринимательской деятельности, а купцов по праву называют первыми русскими предпринимателями, внесшими значительный вклад в поступательное развитие экономики страны. На протяжении IX – X вв. одновременно с началом формирования классовых отношений...
68788. Стародавня історія України 654.5 KB
  Основними заняттями кочовиків були скотарство, ремісництво (виплавка заліза, виготовлення зброї), землеробство, торгівля. Із посиленням майнової нерівності, зародженням класів з’явилися елементи державності. Центром Скіфського царства в Криму, яке існувало до III ст. н. е., був Неаполь...