8105

Синхронизация процессов при помощи семафоров

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Синхронизация процессов при помощи семафоров Цель работы: получить представление о синхронизации процессов в ОС UNIX при помощи флагов в разделяемой памяти и процессных семафоров. Иcпользуемые средства: ОС Linux, графическая оболочка KDE, среда разр...

Русский

2013-02-03

48 KB

4 чел.

Синхронизация процессов при помощи семафоров

Цель работы: получить представление о синхронизации процессов в ОС UNIX при помощи флагов в разделяемой памяти и процессных семафоров.

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

1. Создать два процесса: приемник и передатчик. Передатчик увеличивает на единицу переменную целого типа в разделяемой памяти, а приемник выводит ее значение на экран. Для синхронизации использовать переменные в разделяемой памяти. Задать 100 повторений цикла обмена.

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* f_t;
int* f_r;
int* end;
int main()
{
 dmem=shmget(mem,getpagesize(),IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 pmem=(
char*)shmat(dmem,0,0);
    c=(
int*)pmem;
  f_t=(
int*)(pmem+sizeof(int));
  f_r=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int));
  end=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));
 printf(
"Go-o-o-o !!!\n\t");

 
while(!*end){
   *f_t=
1;               
   
while(!*f_r);         
   (*c)++;               
   printf(
"%d\n\t",*c);  
   *f_t=
0;               
   
while(*f_r);          
 }
 
if(!shmdt(pmem)) printf("MEMORY CLOSE ALL RIGHT\n");
   
else printf("MEMORY ERROR!!!\n");
 
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* c;
int dmem;
char* pmem;
int* f_t;
int* f_r;
int* end;
int main()
{
 dmem=shmget(mem,getpagesize(),IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 pmem=(
char*)shmat(dmem,0,0);
    c=(
int*)pmem;
  f_t=(
int*)(pmem+sizeof(int));
  f_r=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int));
  end=(
int*)(pmem+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int));
 *c=
0;*f_t=0;*f_r=0;*end=0;
 printf(
"Priemnic on start\n\t");
 
while(*c<20)
   {
   
while(!*f_t);             
   *f_r=
1;                       
   
while(*f_t);                  
   printf(
"%d\n\t",*c);          
   *f_r=
0;                       
   }
 *end=
1;
 
return 0;
}

2. Выполнить обмен данными между процессами как в пункте 1, но для синхронизации использовать процессный семафор.

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>
#include <sys/sem.h>
#define mem 0xABCD
#define sem 0x1234

int* c;
int dmem;
char* pmem;
int* end;
int idsem;
union semun {
 
int val;
 
struct semid_ds *buf;
 
unsigned short *array;
 
struct seminfo *__buf;
} semini;
struct sembuf smb;
int main()
{
 idsem=semget(sem,
1,IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 semini.val=
0;
 smb.sem_num=
0;
 semctl(idsem,
0,SETVAL,semini);
 dmem=shmget(mem,getpagesize(),IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 pmem=(
char*)shmat(dmem,0,0);
    c=(
int*)pmem;
  end=(
int*)(pmem+sizeof(int));
 printf(
"Go-o-o-o !!!\n");
 
while(!*end){
   smb.sem_op=
1;
   semop(idsem,&smb,
1);
   smb.sem_op=
0;
   semop(idsem,&smb,
1);
   (*c)++; printf(
"%d\n",*c);
   smb.sem_op=
1;
   semop(idsem,&smb,
1);
   smb.sem_op=
0;
   semop(idsem,&smb,
1);
 }
 
if(!shmdt(pmem)) printf("MEMORY CLOSE ALL RIGHT\n");
   
else printf("MEMORY ERROR!!!\n");
 semctl(idsem,
0,IPC_RMID,semini);
 
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>
#include <sys/sem.h>
#define mem 0xABCD
#define sem 0x1234

int* c;
int dmem;
char* pmem;
int* end;
int idsem;
union semun {
 
int val;
 
struct semid_ds *buf;
 
unsigned short *array;
 
struct seminfo *__buf;
} semini;
struct sembuf smb;

int main()
{
 
idsem=semget(sem,1,IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 
semini.val=0;
 
smb.sem_num=0;
 
semctl(idsem,0,SETVAL,semini);
 
dmem=shmget(mem,getpagesize(),IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 
pmem=(char*)shmat(dmem,0,0);
    
c=(int*)pmem;
  
end=(int*)(pmem+sizeof(int));
 *
c=0;*end=0;
 
printf("Priemnic on start\n\t");
 
while(*c<1000)
   {
     
smb.sem_op=-1;
     
semop(idsem,&smb,1);
     
smb.sem_op=-1;
     
semop(idsem,&smb,1);
     
printf("%d\n",*c);
   }
 *
end=1;
 
return 0;
}

3. Создать 3 процесса: диспетчер, регулятор и модель и обеспечить их синхронизацию при помощи процессных семафоров таким образом, чтобы на каждые 5 шагов модели приходился один шаг регулятора. Модель на каждом шаге увеличивает на единицу переменную целого типа в разделяемой памяти, а регулятор выводит значение этой переменной на экран.

 

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>
#include <sys/sem.h>
#define mem 0xAAAA
#define sem 0x4567

int* c;
int* ch;
int dmem;
char* pmem;
int* end;
int idsem;
union semun {
 
int val;
 
struct semid_ds *buf;
 
unsigned short *array;
 
struct seminfo *__buf;
} semini;
struct sembuf smb;

int main()
{
 idsem=semget(sem,
3,IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 semini.val=
0;
 smb.sem_num=
0;
 semctl(idsem,
0,SETVAL,semini);
 smb.sem_num=
1;
 semctl(idsem,
1,SETVAL,semini);
 smb.sem_num=
2;
 semctl(idsem,
2,SETVAL,semini);

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

 printf(
"Dispetcher on start\n\n");

 smb.sem_num=
0;
 smb.sem_op=
2;
 semop(idsem,&smb,
1);

 
while(*c<500)
   {
   smb.sem_num=
1;
   smb.sem_op=
5;
   semop(idsem,&smb,
1);
   smb.sem_op=
0;
   semop(idsem,&smb,
1);


   smb.sem_num=
2;
   smb.sem_op=
1;
   semop(idsem,&smb,
1);
   smb.sem_op=
0;
   semop(idsem,&smb,
1);

   fprintf(stderr,
"\t| %d\t| %d\t|\n",*c,*ch);
   }
 *end=
1;
 printf(
"\t|_______|_______|\n\n");

 
if(!shmdt(pmem)) printf("MEMORY CLOSE ALL RIGHT\n");
   
else printf("MEMORY ERROR!!!\n");
 
if(!semctl(idsem,0,IPC_RMID,semini)) printf("SEMAFORS CLOSE ALL RIGHT\n");
   
else printf("SEMAFORS 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>
#include <sys/sem.h>
#define mem 0xAAAA
#define sem 0x4567

int* c;
int* ch;
int dmem;
char* pmem;
int* end;
int idsem;
union semun {
 
int val;
 
struct semid_ds *buf;
 
unsigned short *array;
 
struct seminfo *__buf;
} semini;
struct sembuf smb;

int main()
{
 idsem=semget(sem,
3,IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 semini.val=
0;
 smb.sem_num=
1;
 semctl(idsem,
1,SETVAL,semini);

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

 printf(
"Peredatchic on start\n\n");

 smb.sem_num=
0;
 smb.sem_op=-
1;
 semop(idsem,&smb,
1);


 
while(!*end)
   {
   smb.sem_num=
1;
   smb.sem_op=-
1;
   semop(idsem,&smb,
1);
   (*c)++;
   printf(
"\t| %d\t|\n",*c);
   }
 
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>
#include <sys/sem.h>
#define mem 0xAAAA
#define sem 0x4567

int* c;
int* ch;
int dmem;
char* pmem;
int* end;
int idsem;
union semun {
 
int val;
 
struct semid_ds *buf;
 
unsigned short *array;
 
struct seminfo *__buf;
} semini;
struct sembuf smb;
int main()
{
 idsem=semget(sem,
3,IPC_CREAT|S_IRUSR|S_IWUSR);
 semini.val=
0;
 smb.sem_num=
2;
 semctl(idsem,
2,SETVAL,semini);

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

 printf(
"Priemnic on start\n\n");
 smb.sem_num=
0;
 smb.sem_op=-
1;
 semop(idsem,&smb,
1);

 
while(!*end){
   smb.sem_num=
2;
   smb.sem_op=-
1;
   semop(idsem,&smb,
1);
   (*ch)++;
   fprintf(stderr,
"\t| %d\t|\n",*ch);
 }
 *end=
1;
 
return 0;
}


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

10960. Условная плотность распределения 140.12 KB
  Условная плотность распределения Рассмотрим другой подход при определении вероятности попадания двумерной СВ в элементарный прямоугольник со сторонами и и устремим и к нулю. Рассмотрим вероятность попадания в элементарный прямоугольник как произведение вероятн
10961. Нормальный (гауссов) закон распределения 209.39 KB
  Нормальный гауссов закон распределения Нормальный закон распределения закон Гаусса играет исключительно важную роль в теории вероятностей. Это наиболее часто встречающийся на практике закон распределения СВ. Главная особенность выделяющая закон Гаусса состоит в
10962. Показательный (экспоненциальный) закон распределения 102.76 KB
  Показательный экспоненциальный закон распределения В теории массового случайные процессы часто распределены по показательному закону например время обслуживания требования каналом обслуживания. Непрерывная случайная величина имеет показательный экспоненциа
10963. Групи слів за значенням: синоніми, антоніми, омоніми 91.65 KB
  Розширити уявлення учнів про групи слів за значенням; розкрити поняття синонімічні ряди, способи розрізнення омонімів і багатозначних слів, навчити користуватися словниками; вчити п’ятикласників свідомо підходити до розуміння значення і використання слова, добирати синоніми й антоніми, доцільно вживати їх у власному мовленні;
10964. Закон больших чисел центральная предельная теорема 154.21 KB
  Закон больших чисел центральная предельная теорема Свойство устойчивости массовых случайных явлений известно человечеству еще с глубоких времен. В какой бы области оно не проявлялось суть его сводится к следующему: конкретные особенности каждого отдельного случайно...
10965. Элементы математической статистики 91.45 KB
  Элементы математической статистики Математическая статистика – это наука изучающая методы сбора систематизации и интерпретации числовых случайных данных. В этом определении интерпретация и систематизация данных рассматривается как существенный аспект. Главна
10966. Статистическая (эмпирическая) функция распределения 115.14 KB
  Статистическая эмпирическая функция распределения Статистическим распределением выборки называют перечень вариант и соответствующих им частот или относительных частот частостей. В теории вероятностей под распределением понимают соответствие между возможными з...
10967. Интервалное оценивание 150.45 KB
  Интервалное оценивание Ранее мы обсудили использование выборочных значений в качестве оценок параметров случайных величин. Однако такие процедуры дают только точечные оценки интересующих нас параметров и не позволяют судить о степени близости выборочных значений к о...
10968. Интервальная оценка выборочной дисперсии 71.39 KB
  Интервальная оценка выборочной дисперсии Доверительный интервал для оценки дисперсии по выборочной дисперсии для СВ строится аналогичным образом. Естественно что в качестве математического ожидания и дисперсии гауссовой СВ мы возьмем их несмещённые и эффективные о