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

4 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

49077. ИССЛЕДОВАНИЕ ОРГАНА КОНТРОЛЯ ПОГАСАНИЯ ДУГИ 136.5 KB
  Исследуемая модель линии При угле передачи 0 и переходном сопротивлении Rпер=30 Ом напряжение на зажимах реактора относительно земли в фазе А где первый график модуль напряжения а второй угол. Используя значения напряжения после t=0.02 с изменяя место короткого замыкания а также значение угла передачи можно получить зависимости: Рисунок 2 Зависимость напряжения на реакторе от места повреждения при угле передачи 30 Рисунок 3 Зависимость напряжения на реакторе от места повреждения при...
49080. ДАТЧИК ВЛАЖНОСТИ 248.5 KB
  Описание физической величины Описание и выбор метода измерения влажности Метод высушивания Дистилляционный метод Экстракционные методы Химический метод Метод СВЧ-влагометрии Нейтронный метод Инфракрасные влагомеры Кондуктометрические датчики Выбор метода Выбор и описание датчика Влагомер ВП4 Влагомер для порошкообразных материалов Датчик влажности для формовочной смеси Датчик влажности для зерна Автоматическая...
49081. Разработка рациональной системы применения удобрений в конкретных почвенно-климатических условиях хозяйства 1.06 MB
  Производственные показатели для составления системы применения удобрений Выход навоза заготовка хранение и технология внесения органических удобрений Составление системы применения удобрений в расчете на планируемый урожай при освоении севооборота Составление системы применения удобрений на планируемый урожай в освоенном севообороте
49083. Шестипольный полевой севооборот в отделении совхоза Калининской области 1.31 MB
  Производственные показатели для составления системы применения удобрений. Выход навоза заготовка хранение и технология внесения органических удобрений. Технология внесения органических удобрений на примере одного поля. Составление системы применения удобрений на планируемый урожай при освоении севооборота18 4.
49084. Сущность демократической формы организации и осуществления власти 64 KB
  Проблема понимания демократии сейчас по-настоящему актуальна. В связи с провозглашением большинства политических систем современных государств демократическими, данным словом постоянно оперируют лица, связанные с политикой
49085. ТЕХНОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УЧЕТА ЗАПАСНЫХ ЧАСТЕЙ ДЛЯ ТЯЖЕЛОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ НА СКЛАДЕ 528.5 KB
  Задача автоматизированных информационных систем состоит в хранении всех представляющих интерес данных в одном или нескольких местах причем таким способом который заведомо исключает ненужную избыточность. Создание автоматизированных информационных систем преследует две основные цели: понизить избыточность данных и повысить их надежность. Между собственно физической базой данных и пользователями системы располагается уровень программного обеспечения именно это и подразумевается под понятием СУБД. Основная задача СУБД дать пользователю базы...