QT的内部进程通信
Linux程序开发：QT的内部进程通信
Qt作为一种跨平台的基于C++的GUI系统，能够提供给用户构造图形用户界面的强大功能。自从1996年Qt被Trolltech公司发布以来，该系统成为世界上很多成功的图形用户应用所使用的主要系统。更为重要的是，Linux操作系统的桌面环境系统KDE也是基于Qt构造的。目前，Qt已经提供了对包括MS/Windows、Unix/X11和嵌入式平台的支持，得到了越来越广泛的应用。
在Qt系统中，不仅有着构造完善的系统结构，而且为了满足用户对编写图形用户界面应用的种种需求，它还创建了许多新的系统机制，其中Qt所特有的内部进程通信机制尤其值得一提。本文分析了基于QT的应用进程之间通信常用的三种机制：QCOP协议，Signal-Slot机制和FIFO机制。给出了各自的使用方法，并指出了各自的使用场合。
1、QCOP协议
QCOP是Qt内部的一种通信协议，这种协议用于不同的客户之间在同一地址空间内部或者不同的进程之间的通信。目前，这种机制还只在Qt的嵌入式版本中提供。
为实现这种通信机制，Qt中包括了由QObject类继承而来的QCopChannel类，该类提供了诸如send()、isRegistered()等静态函数，它们可以在脱离对象的情况下使用。为了在channel中接收通信数据，用户需要构造一个QCopChannel的子类并提供receive()函数的重载函数，或者利用connect()函数与接收到的信号相联系。
值得一提的是，在Qt系统中，只提供了QCOP协议机制和用于接收消息的类，而如何发送消息则没有提供相应的类供用户使用。
在基于Qt的桌面系统Qtopia（QPE）中，则提供了相应的发送类：QCopEnvelope。用户可以通过该类利用channel向其他进程发送消息。该类将通过QCopChannel发送QCop消息的过程进行了封装，用户只需要调用该类中的相关函数就可以方便地实现进程之间的通信过程。一方面，QCop消息的发送要利用QCopEnvelope类，另一方面，接收消息则是通过与一个QCopChannel相关联。
在发送消息时，将利用如下的协议机制：
对于需要携带参数的消息，必须使用"<<()"运算符将参数添加到envelope中。
对于不带参数的消息，只需要利用：
在Qtopia中，所有的channels名都以"QPE/"开始，而messagename则是一个函数的标识符。在接收消息时，通常只需要利用在应用程序中预先定义好的QPE/Application/{appname}管道，当然，也可以根据需要自己定义管道，并将其与一个slot函数相关联：
下面将具体的通信过程举例如下,在需要接收消息的类（如Window1）中定义管道：
同时，需要在该类中定义相应的消息处理函数doMessage，
其中的Message1(QString)和Message2(QString)都是用户自己定义的消息，该函数中分别对这些消息进行了相应的处理。在该例中当收到带有参数的Message1消息时，将该字符串参数stream显示在按钮button上；当收到Message2消息时，将执行关闭Window1窗口的动作，当然用户可以根据需要自行编写相应的处理过程。
另一方面，在类Class2中需要发出消息的函数function中利用QCopEnvelope发送消息：
这里发出了Message1消息，并将需要携带的参数param发送到管道中。
通过这样的过程，用户可以很方便地实现不同对象、不同进程之间通信过程，而且可以根据需要在通信过程中任意传递参数。
2、信号-槽（Signal-Slot）机制
在Qt中，有一种用于对象之间的通信：信号-槽机制，这种机制是Qt的核心机制，也是它区别于其他GUI工具的最主要的特征。在大多数GUI工具中，通常为可能触发的每种行为定义一个回调函数，这个回调函数是一个指向函数的指针。在Qt中，信号-槽机制取代了这种繁杂的函数指针，能够实现同样的功能。信号-槽机制可以携带任意类型、任意数量的参数，而且完全是安全的，不会引起系统的崩溃。
所有由QObject类继承而来的类，或者是它的一个子类，都可以包括信号-槽机制。信号通常是当对象改变他们的状态时发出的，这就是一个对象在需要与其他对象通信时所需要做的一切，它并不知道是否有其他对象在另一端接收该信号。从这个意义上来说，这种机制实现了真正的信息封装，确保了对象可以被当作一个独立的软件构件来使用。
而槽可以被用于接收信号，它们通常是类中的成员函数。一个槽并不知晓是否有一个信号与自己相联系，同样，包含有槽函数的对象也对通信机制一无所知，它们也可以作为一个独立的软件构件。
用户可以按照需要将许多信号与一个单独的槽函数相联系，一个信号也可以按需要被联系到很多不同的槽函数。甚至还可以将一个信号直接与另一个信号相联系，这样当第一个信号被发出时立刻发出第二个信号。这样，信号-槽相结合就产生了一种功能强大的编程机制。
例如：
程序中定义了一个按钮，并利用connect()函数将该按钮button的activated()信号与slotButton()函数相关联，当用户触发按钮时，就会执行相应的槽函数。当然，这里的信号是QAction类中预先定义好的信号，用户在使用该机制时，可以根据需要自行定义信号，同时在适当的时候利用emit语句发出该信号。另外，在信号和相应的槽函数之间还可以传递任意参数，如：
3、FIFO机制
当然，除了Qt内部所特有的通信机制之外，一般操作系统中常用的进程间通信机制同样可以用于Qt系统内部不同进程之间的通信。如消息队列、共享内存、信号量、管道等机制，其中有些机制，如信号量，在Qt中重新进行了封装；有些机制则可以直接调用操作系统的系统调用来实现。这里，有名管道是一种简单实用的通信机制，用户在对Qt内部机制
不甚了解的情况下，同样可以使用这种方法实现对象进程之间的通信。下面就对利用这种机制实现Qt内部进程之间的通信过程进行介绍。
首先，需要创建FIFO，这个过程类似于创建文件，在系统中可以利用mkfifo命令来创建，这样就可以用open函数打开它，同时，一般的文件I/O函数（close、read、write）都可以用于FIFO。
在基于Qt的应用中，有很多应用采用了一种客户机-服务器模式，这时就可以利用FIFO在客户机和服务器之间传递数据。例如，有一个服务器，它负责接收底层程序发来的消息，同时，它与很多客户机有关，服务器需要将收到的不同消息发送到不同的客户机，而每个客户机也有请求需要发给服务器，进而发给底层程序。
下面是服务器端的程序示例：（架设已有客户端进程为读而打开/dev/fifoclient1和/dev/fifoclient1）
在该程序中，服务器接收底层发来的信息（这里假设也是由FIFO管道传来），然后根据收到的信息内容，如第一个字节的内容，将信息发到不同客户端的管道中，实现对信息的正确分发。
客户端程序示例如下：（假设服务器端已经为读而打开/dev/fifo管道）
进程同步与通信作业习题与答案
第三章 一．选择题(50题) 1.以下_B__操作系统中的技术是用来解决进程同步的。 A.管道 B.管程 C.通道 2.以下_B__不是操作系统的进程通信手段。 A.管道 B.原语 C.套接字 D.文件映射 3.如果有3个进程共享同一程序段，而且每次最多允许两个进程进入该程序段，则信号量的初值应设置为_B__。 4.设有4个进程共享一个资源，如果每次只允许一个进程使用该资源，则用P、V操作管理时信号量S的可能取值是_C__。 ,2,1,0，-1 ,1,0，-1，-2 C. 1,0，-1，-2，-3 ,3，2,1,0 5.下面有关进程的描述，是正确的__A__。 A.进程执行的相对速度不能由进程自己来控制 B.进程利用信号量的P、V 操作可以交换大量的信息 C.并发进程在访问共享资源时，不可能出现与时间有关的错误 、V操作不是原语操作 6.信号灯可以用来实现进程之间的_B__。 A.调度 B.同步与互斥 C.同步 D.互斥 7.对于两个并发进程都想进入临界区，设互斥信号量为S，若某时S=0，表示_B__。 A.没有进程进入临界区 B.有1个进程进入了临界区 C. 有2个进程进入了临界区 D. 有1个进程进入了临界区并且另一个进程正等待进入 8. 信箱通信是一种_B__方式 A.直接通信 B.间接通信 C.低级通信 D.信号量 9.以下关于临界区的说法，是正确的_C__。
A.对于临界区，最重要的是判断哪个进程先进入 B.若进程A已进入临界区，而进程B的优先级高于进程A，则进程B可以 打断进程A而自己进入临界区 C. 信号量的初值非负，在其上只能做PV操作 D.两个互斥进程在临界区内，对共享变量的操作是相同的 10. 并发是指_C__。 A.可平行执行的进程 B.可先后执行的进程 C.可同时执行的进程 D.不可中断的进程 11. 临界区是_C__。 A.一个缓冲区 B.一段数据区 C.一段程序 D.栈 12．进程在处理机上执行，它们的关系是_C__。 A.进程之间无关，系统是封闭的 B.进程之间相互依赖相互制约 C.进程之间可能有关，也可能无关 D.以上都不对 13. 在消息缓冲通信中，消息队列是一种__A__资源。 A.临界 B.共享 C.永久 D.可剥夺 14. 以下关于P、V操作的描述正确的是__D_。 A.机器指令 B. 系统调用 C.高级通信原语 D.低级通信原语 15.当对信号量进行V源语操作之后，_C__。 A.当S＜0，进程继续执行 B.当S＞0，要唤醒一个就绪进程 C. 当S＜＝ 0，要唤醒一个阻塞进程 D. 当S＜＝0，要唤醒一个就绪 16.对临界区的正确论述是__D_。 A.临界区是指进程中用于实现进程互斥的那段代码 B. 临界区是指进程中用于实现进程同步的那段代码 C. 临界区是指进程中用于实现进程通信的那段代码 D. 临界区是指进程中访问临界资源的那段代码 17. __A__不是进程之间的通信方式。 A.过程调用 B.消息传递 C.共享存储器 D.信箱通信 18. 同步是指进程之间逻辑上的__A__关系。
进程调度
进程、线程与处理器的调度（1）进程的概念（Dijkstra） 进程是可并发执行的程序在某个数据集合上的一次计算活动，也是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。 （2）进程与程序的联系与区别 ①程序是指令的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念。而进程是程序在处理机上的一次执行过程，它是一个动态的概念。 ②程序可以作为一种软件资料长期存在，而进程是有一定生命期的。程序是永久的，进程是暂时的。注：程序可看作一个菜谱，而进程则是按照菜谱进行烹调的过程。 ③进程和程序组成不同：进程是由程序、数据和进程控制块三部分组成的。 ④进程与程序的对应关系：通过多次执行，一个程序可对应多个进程；通过调用关系，一个进程可包括多个程序。 （3）进程的特征 动态性：进程是程序的执行，同时进程有生命周期。 并发性：多个进程可同存于内存中，能在一段时间内同时执行。 独立性：资源分配和调度的基本单位。 制约性：并发进程间存在制约关系，造成程序执行速度不可预测性，必须对进程的并发执行次序、相对执行速度加以协调。 结构特征：进程由程序块、数据块、进程控制块三部分组成。 进程的三种基本状态： （1）运行态(running) 当进程得到处理机，其执行程序正在处理机上运行时的状态称为运行状态。 在单CPU系统中，任何时刻最多只有一个进程处于运行状态。在多CPU系统中，处于运行状态的进程数最多为处理机的数目。 （2）就绪状态(ready) 当一个进程已经准备就绪，一旦得到CPU，就可立即运行，这时进程所处的状态称为就绪状态。系统中有一个就绪进程队列，处于就绪状态进程按某种调度策略存在于该队列中。 (3)等待态（阻塞态）（Wait / Blocked ） 若一个进程正等待着某一事件发生(如等待输入输出操作的完成)而暂时停止执行的状态称为等待状态。处于等待状态的进程不具备运行的条件，即使给它CPU，也无法执行。系统中有几个等待进程队列（按等待的事件组成相应的等待队列）。
Windows进程间各种通信方式浅谈
Windows进程间各种通信方式浅谈 1、Windows进程间通信的各种方法 进程是装入内存并准备执行的程序，每个进程都有私有的虚拟地址空间，由代码、数据以及它可利用的系统资源(如文件、管道等)组成。 多进程/多线程是Windows操作系统的一个基本特征。Microsoft Win32应用编程接口(Application Programming Interface, API) 提供了大量支持应用程序间数据共享和交换的机制，这些机制行使的活动称为进程间通信(InterProcess Communication, IPC)，进程通信就是指不同进程间进行数据共享和数据交换。 正因为使用Win32 API进行进程通信方式有多种，如何选择恰当的通信方式就成为应用开发中的一个重要问题， 下面本文将对Win32中进程通信的几种方法加以分析和比较。 2、进程通信方法 2.1 文件映射 文件映射(Memory-Mapped Files)能使进程把文件内容当作进程地址区间一块内存那样来对待。因此，进程不必使用文件I/O操作，只需简单的指针操作就可读取和修改文件的内容。 Win32 API允许多个进程访问同一文件映射对象，各个进程在它自己的地址空间里接收内存的指针。通过使用这些指针，不同进程就可以读或修改文件的内容，实现了对文件中数据的共享。 应用程序有三种方法来使多个进程共享一个文件映射对象。 (1)继承：第一个进程建立文件映射对象，它的子进程继承该对象的句柄。 (2)命名文件映射：第一个进程在建立文件映射对象时可以给该对象指定一个名字(可与文件名不同)。第二个进程可通过这个名字打开此文件映射对象。另外，第一个进程也可以通过一些其它IPC机制(有名管道、邮件槽等)把名字传给第二个进程。 (3)句柄复制：第一个进程建立文件映射对象，然后通过其它IPC机制(有名管道、
第3章 进程同步与通信 练习题答案
第3章进程同步与通信练习题 (一)单项选择题 1.临界区是指( )。 A.并发进程中用于实现进程互斥的程序段 B．并发进程中用于实现进程同步的程序段 C．并发进程中用户实现进程通信的程序段 D．并发进程中与共享变量有关的程序段 2．相关临界区是指( )。 A.一个独占资源 B．并发进程中与共享变量有关的程序段 c．一个共享资源 D．并发进程中涉及相同变量的那些程序段 3．管理若干进程共享某一资源的相关临界区应满足三个要求,其中( )不考虑。 A一个进程可以抢占己分配给另一进程的资源 B．任何进程不应该无限地逗留在它的临界区中c．一次最多让一个进程在临界区执行 D．不能强迫一个进程无限地等待进入它的临界区4、( )是只能由P和v操作所改变的整型变量。 A共享变量 B．锁 c整型信号量 D．记录型信号量 5．对于整型信号量，在执行一次P操作时，信号量的值应( )。 A．不变 B．加1 C减1 D．减指定数值 6．在执行v操作时，当信号量的值( )时，应释放一个等待该信号量的进程。 A>0 B.<0 c.>=0 D.<=0 7.Pv操作必须在屏蔽中断下执行，这种不可变中断的过程称为( )。 A初始化程序 B．原语 c．子程序 D控制模块 8．进程间的互斥与同步分别表示了各进程间的( )。 A．竞争与协作 B．相互独立与相互制约 c．不同状态 D．动态性与并发性 9并发进程在访问共享资源时的基本关系为( )。 A．相互独立与有交往的 B．互斥与同步 c并行执行与资源共享 D信息传递与信息缓冲 10．在进程通信中，( )常用信件交换信息。 A．低级通信 B．高级通信 c．消息通信 D．管道通信 11．在间接通信时，用send(N，M)原语发送信件，其中N表示( )。 A．发送信件的进程名 B．接收信件的进程名 C信箱名 D．信件内容 12．下列对线程的描述中，( )是错误的。 A不同的线程可执行相同的程序 B．线程是资源分配单位 c．线程是调度和执行单位 D．同一 进程中的线程可共享该进程的主存空间 13．实现进程互斥时，用( )对应，对同一个信号量调用Pv操作实现互斥。 A．一个信号量与一个临界区 B．一个信号量与—个相关临界区 c．一个信号量与一组相关临界 区 D一个信号量与一个消息 14．实现进程同步时，每一个消息与一个信号量对应，进程( )可把不同的消息发送出去。 A．在同一信号量上调用P操作 B在不同信号量上调用P操作 c．在同一信号量上调用v操作D．在不同信号量上调用v操作 (二)填空题 1．目前使用的计算机的基本特点是处理器______执行指令。 2．进程的______是指进程在顺序处理器上的执行是按顺序进行的。 3．当一个进程独占处理器顺序执行时，具有______和______两个特性。 4．进程的封闭性是指进程的执行结果只取决于______，不受外界影响。 5 进程的可再现性是指当进程再次重复执行时，必定获得______的结果。 6．一个进程的工作在没有全部完成之前,另一个进程就可以开始工作，则称这些进程为______.
操作系统进程调度实验报告
实验一进程调度实验 专业：XXXXX 学号：XXXXX 姓名：XXX 实验日期：20XX年XX月XX日
一、实验目的 通过对进程调度算法的模拟加深对进程概念和进程调度算法的理解。 二、实验要求 编写程序实现对5个进程的调度模拟，要求至少采用两种不同的调度算法分别进行模拟调度。 三、实验方法内容 1.算法设计思路 将每个进程抽象成一个控制块PCB，PCB用一个结构体描述。 构建一个进程调度类。将进程调度的各种算法分装在一个类中。类中存在三个容器，一个保存正在或未进入就绪队列的进程，一个保存就绪的进程，另一个保存已完成的进程。还有一个PCB实例。主要保存正在运行的进程。类中其他方法都是围绕这三个容器可以这个运行中的PCB展开。 主要用到的技术是STL中的vector以维护和保存进程容器、就绪容器、完成容器。 当程序启动时，用户可以选择不同的调度算法。然后用户从控制台输入各个进程的信息，这些信息保存到进程容器中。进程信息输入完毕后，就开始了进程调度，每调度一次判断就绪队列是否为空，若为空则系统时间加一个时间片。判断进程容器中是否有新的进程可以加入就绪队列。 2.算法流程图 主程序的框架： 开始 选择调度算法void FCFS();//先来先服务 void SJF();//最短进程优先调度void RR();//简单时间片轮转void PD();//最高优先数优先 输入进程信息 将输入容器中以满足进入条件的进程调入就绪队列 判断就绪容器和输入容器是否为空!processScheduler.m_WaitQueue.empty()|| !processScheduler.m_ProcessQueue.empt() void ProcessQueueProcess(); //查看当前时间下，有无进程加 入。若有则把该进程调入就绪队列 void PCBInput();//输入进程信息 Y 打印各进程信息 进行统计计算周转 时间等 结束void PCBDisplay(); //打印当前状况下。就绪队列、完成队列、运行中的进程信息 void SchedulerStatistics(); //调度统计，计算周转时间等 按照选择的算法开 始选择就绪队列的 进程开始执行 void ProcessSelect(); //若当前就绪队列不为空则根 据选择的调度算法开始调度,否则，系统时间加一个时间片.以等待新的进程到
进程间通信的四种方式
一、剪贴板 1、基础知识 剪贴板实际上是系统维护管理的一块内存区域，当在一个进程中复制数据时，是将这个数据放到该块内存区域中，当在另一个进程中粘贴数据时，是从该内存区域中取出数据。 2、函数说明： (1)、BOOL OpenClipboard( ) CWnd类的OpenClipboard函数用于打开剪贴板。若打开剪贴板成功，则返回非0值。若其他程序或当前窗口已经打开了剪贴板，则该函数返回0值，表示打开失败。若某个程序已经打开了剪贴板，则其他应用程序将不能修改剪贴板，直到前者调用了CloseClipboard函数。 (2)、BOOL EmptyClipboard(void) EmptyClipboard函数将清空剪贴板，并释放剪贴板中数据的句柄，然后将剪贴板的所有权分配给当前打开剪贴板的窗口。 (3)、HANDLE SetClipboardData(UINT uFormat, HANDLE hMem) SetClipboardData函数是以指定的剪贴板格式向剪贴板上放置数据。uFormat指定剪贴板格式，这个格式可以是已注册的格式，或是任一种标准的剪贴板格式。CF_TEXT表示文本格式，表示每行数据以回车换行(0x0a0x0d)终止，空字符作为数据的结尾。hMem指定具有指定格式的数据的句柄。hMem参数可以是NULL，指示采用延迟提交技术，则该程序必须处理WM_RENDERFORMA T和WM_RENDERALLFORMATS消息。应用程序在调用SetClipboardData函数之后，就拥有了hMem参数所标识的数据对象，该应用程序可以读取该数据对象，但在应用程序调用CloseClipboard函数之前，它不能释放该对象的句柄，或者锁定这个句柄。若hMem标识了一个内存对象，那么这个对象必须是利用GMEM_MOVEABLE标志调用GlobalAlloc函数为其分配内存。 注意：调用SetClipboardData函数的程序必须是剪贴板的拥有者，且在这之前已经打开了剪贴板。 延迟提交技术：当一个提供数据的进程创建了剪贴板数据之后，直到其他进程获取剪贴板数据之前，这些数据都要占据内存空间。若在剪贴板上放置的数据过大，就会浪费内存空间，降低对资源的利用率。为了避免这种浪费，就可以采用延迟提交计数，也就是由数据提供进程先提供一个指定格式的空剪贴板数据块，即把SetClipboardData函数的hMem参数设置为NULL。当需要获取数据的进程想要从剪贴板上得到数据时，操作系统会向数据提供进程发送WM_RENDERFORMA T消息，而数据提供进程可以响应这个消息，并在此消息的响应函数中，再一次调用SetClipboardData函数，将实际的数据放到剪贴板上。当再次调用SetClipboardData函数时，就不再需要调用OpenClipboard函数，也不再需要调用EmptyClipboard函数。也就是说，为了提高资源利用率，避免浪费内存空间，可以采用延迟提交技术。第一次调用SetClipboardData函数时，将其hMem参数设置为NULL，在剪贴板上以指定的剪贴板格式放置一个空剪贴板数据块。然后直到有其他进程需要数据或自身进程需要终止运行时再次调用SetClipboardData函数，这时才真正提交数据。 (4)、HGLOBAL GlobalAlloc( UINT uFlags,SIZE_T dwBytes); GlobalAlloc函数从堆上分配指定数目的字节。uFlags是一个标记，用来指定分配内存的方式，uFlags为0，则该标记就是默认的GMEM_FIXED。dwBytes指定分配的字节数。
李建伟版实用操作系统第二版最新习题 3 进程同步与通信
李建伟版实用操作系统第二版最新习题 3 进程同步与通信 一、选择题 题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案A D D C B C A B A A 题号11 12 答案D C 二、综合题 1、答：临界资源也称独占资源、互斥资源，它是指某段时间内只充许一个进程使用的资源。比如打印机等硬件资源，以及只能互斥使用的变量、表格、队列等软件资源。各个进程中访问临界资源的、必须互斥执行的程序代码段称为临界区，各进程中访问同一临界资源的程序代码段必须互斥执行。 为防止两个进程同时进入临界区,可采用软件解决方法或同步机构来协调它们。但是,不论是软件算法还是同步机构都应遵循下述准则: ①空闲让进。②忙则等待。③有限等待。④让权等待。 2、答：忙等待意味着一个进程正在等待满足一个没有闲置处理器的严格循环的条件。因为只有一个CPU 为多个进程服务，因此这种等待浪费了CPU 的时钟。 其他类型的等待：与忙等待需要占用处理器不同，另外一种等待则允许放弃处理器。如进程阻塞自己并且等待在合适的时间被唤醒。忙等可以采用更为有效的办法来避免。例如：执行请求（类似于中断）机制以及PV 信号量机制，均可避免“忙等待”现象的发生。 3、答： 在生产者—消费者问题中，Producer 进程中P（empty）和P(mutex)互换先后次序。先 执行P(mutex)，假设成功，生产者进程获得对缓冲区的访问权，但如果此时缓冲池已满，没有空缓冲区可供其使用，后续的P（empty）原语没有通过，Producer 阻塞在信号量empty 上,而此时mutex 已被改为0，没有恢复成初值1。切换到消费者进程后,Consumer 进程执行P（full）成功，但其执行P（mutex）时由于Producer 正在访问缓冲区，所以不成功，阻塞在信号量mutex 上。生产者进程和消费者进程两者均无法继续执行，相互等待对方释放资源，会产生死锁。 在生产者和消费者进程中，V 操作的次序无关紧要，不会出现死锁现象。 4、答：
进程调度研究现状分析
进程调度研究现状分析 （中南大学信息学院） 【摘要】：调度算法是指根据系统的资源分配策略所规定的资源分配算法．本文详细地讨论了先来先服务调度算法、短作业（进程）优先调度算法、时间片轮转调度算法、优先级调度算法、最短剩余时间优先、高响应比优先调度算法、多级反馈队列调度算法、最晚时间限调度等八种常用作业调度算法的基本思想，并就其性能的进行了比较分析。 【关键字】：调度策略；FCFS；SPJ；RR；优先级 【Abstract】：Scheduling algorithm is defined as the resource allocation strategy for the allocation of resources required by algorithm. This article discussed in detail first-come first-serve scheduling algorithm, the short operations (the process) priority scheduling algorithm, time scheduling algorithm rotary tablet, priority scheduling algorithm, the shortest time remaining priority, high priority response ratio scheduling algorithm, multi-level feedback queue scheduling algorithm the latest scheduling time limit of eight common operations, such as the basic idea of scheduling algorithm and its performance on a comparative analysis. 【Key Words】：Scheduling strategy; FCFS; SPJ; RR; Priority 【正文】: 1、引言 随着现代操作系统的日趋成熟，用户对计算机的需求越来越多，处理机在同一时刻能处理的资源是有限的，从而导致各种任务随时随地争夺使用处理机，因此对程序的并发能力提出了更高的要求。 引进并发技术后，为了更好地说明并发现象（尤其是动态过程），引入了进程的概念。进程是一个具有一定独立功能的可并发执行的程序关于某个数据集合的一次运行活动。一个程序的启动执行，便是一个进程的建立；一个程序执行结束（正常或非正常结束），便是一个进程的撤销。由于同时处于就绪态（争夺使用CPU资源）的进程经常比较多，因此需要CPU调度算法来决定由哪个进程获得CPU使用权进入运行态，即进程调度算法（策略）。
进程间通信方式比较
进程间的通信方式： 1.管道（pipe）及有名管道（named pipe）： 管道可用于具有亲缘关系进程间的通信，有名管道除了具有管道所具有的功能外，它还允许无亲缘关系进程间的通信。 2.信号（signal）： 信号是在软件层次上对中断机制的一种模拟，它是比较复杂的通信方式，用于通知进程有某事件发生，一个进程收到一个信号与处理器收到一个中断请求效果上可以说是一致得。 3.消息队列（message queue）： 消息队列是消息的链接表，它克服了上两种通信方式中信号量有限的缺点，具有写权限得进程可以按照一定得规则向消息队列中添加新信息；对消息队列有读权限得进程则可以从消息队列中读取信息。 消息缓冲通信技术是由Hansen首先提出的,其基本思想是:根据”生产者-消费者”原理,利用内存中公用消息缓冲区实现进程之间的信息交换. 内存中开辟了若干消息缓冲区,用以存放消息.每当一个进程向另一个进程发送消息时,便申请一个消息缓冲区,并把已准备好的消息送到缓冲区,然后把该消息缓冲区插入到接收进程的消息队列中,最后通知接收进程.接收进程收到发送里程发来的通知后,从本进程的消息队列中摘下一消息缓冲区,取出所需的信息,然后把消息缓冲区不定期给系统.系统负责管理公用消息缓冲区以及消息的传递. 一个进程可以给若干个进程发送消息,反之,一个进程可以接收不同进程发来的消息.显然,进程中关于消息队列的操作是临界区.当发送进程正往接收进程的消息队列中添加一条消息时,接收进程不能同时从该消息队列中到出消息:反之也一样. 消息缓冲区通信机制包含以下列内容:
(1) 消息缓冲区,这是一个由以下几项组成的数据结构: 1、消息长度 2、消息正文 3、发送者 4、消息队列指针 （2）消息队列首指针m-q,一般保存在PCB中。 （1）互斥信号量m-mutex,初值为1，用于互斥访问消息队列，在PCB中设置。 （2）同步信号量m-syn,初值为0，用于消息计数，在PCB中设置。（3）发送消息原语send （4）接收消息原语receive(a) 4.共享内存（shared memory）： 可以说这是最有用的进程间通信方式。它使得多个进程可以访问同一块内存空间，不同进程可以及时看到对方进程中对共享内存中数据得更新。这种方式需要依靠某种同步操作，如互斥锁和信号量等。 这种通信模式需要解决两个问题：第一个问题是怎样提供共享内存；第二个是公共内存的互斥关系则是程序开发人员的责任。 5.信号量（semaphore）： 主要作为进程之间及同一种进程的不同线程之间得同步和互斥手段。 6.套接字（socket）； 这是一种更为一般得进程间通信机制，它可用于网络中不同机器之间的进程间通信，应用非常广泛。 https://www.wendangku.net/doc/b0943126.html,/eroswang/archive/2007/09/04/1772350.aspx linux下的进程间通信-详解
操作系统第3章进程调度习题
第3章进程调度习题 【例】在三种基本类型的操作系统中，都设置了进程调度，在批处理系统中还应设置( )调度【答案】A A 作业 B 进程 C 中级 D 多处理机 【例】下列算法中，（）只能采用非抢占调度方式【解答】C A 高优先权法 B 时间片轮转法 C FCFS调度算法 D 短作业优先算法 【例】最适合分时系统的进程调度算法是（）【解答】D A FCFS B SSJF C 优先数法 D 轮转法 【例】进程调度是从（）选择一个进程投入运行。【解答】A A 就绪队列 B 等待队列 C 作业后备队列 D 提交队列 【例】进程调度主要负责（）【解答】B A 选作业进入内存 B 选一进程占有CPU C 建立一进程 D 撤销一进程 【例】“可抢占”和“不可抢占”的优先级调度算法相比（）【解答】B A 前者开销小 B 前者开销大 C 两者开销大致相同 D 两者开销不能相比【解析】因为“可抢占”优先级调度时钟保证在处理机上运行的是优先级最高的进程，这样，当处理机正在运行某个进程时，很可能会被其他优先级更高的进程抢占引起处理机调度，和不可抢占算法相比，前者的调度次数会更频繁，而每调度一次都会引起保护现场，恢复现场的工作，所以可抢占的优先级调度算法开销更大。 【例】（）优先权是在创建进程时确定的，确定之后在整个进程运行期间不再改变 A 先来先服务 B 静态 C 动态 D 短作业 【答案】 B 【例】若进程P一旦被唤醒就能够投入运行，系统可能为( ) A 分时系统，进程P的优先级最高 B 抢占调度方式，就绪队列上的所有进程的优先级皆比P的低 C 就绪队列为空队列 D 抢占调度方式，P的优先级高于当前运行的进程 【分析】 1 在分析系统中，进程调度是按照轮转方式进行的。系统并不登记进程的优先级 2 在抢占调度方式中，P的优先级高于就绪队列上的所有进程，但不一定高于当前的运行进程，所以也不一定能立即运行 3 无论哪种调度方式，若就绪队列为空队列，P被唤醒并插入后都会成为该队列的唯一进程，但这并不是说P可以立即获得处理机。只有当前运行的进程释放了CPU，且就绪队列无其他进程时，P才可以立即使用CPU 4 在抢占调用调度中，一个新的进程P到来，若P的优先级高于当前进程时，可以抢占CPU,立即投入运行 【答案】D 【例】一个进程被P被唤醒后，（） A P就占有了CPU B P 的PCB被移到就绪队列的对首 C P的优先级肯定最高 D P的状态变为就绪 【分析】 1 进程P被唤醒后，由于当前运行的进程正在使用CPU，是否立即放弃CPU还要由其他因素决定，所以P不一定能立即占有CPU 2进程P被唤醒后插入到队列的那个位置，要取决于管理程序和调度算法的实现方案。如果系统采用的是最高优先级算法，则可以按照优先级顺序将P插入到队列中；如果采用FIFO，
linux进程间通讯的几种方式的特点和优缺点
1. # 管道( pipe )：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。 # 有名管道(named pipe) ：有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。 # 信号量( semophore ) ：信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。 # 消息队列( message queue ) ：消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。 # 信号( sinal ) ：信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。#共享内存( shared memory)：共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的IPC方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号量，配合使用，来实现进程间的同步和通信。 # 套接字( socket ) ：套解口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同及其间的进程通信。 管道的主要局限性正体现在它的特点上： 只支持单向数据流； 只能用于具有亲缘关系的进程之间； 没有名字； 管道的缓冲区是有限的（管道制存在于内存中，在管道创建时，为缓冲区分配一个页面大小）；管道所传送的是无格式字节流，这就要求管道的读出方和写入方必须事先约定好数据的格式，比如多少字节算作一个消息（或命令、或记录）等等； 2. 用于进程间通讯(IPC)的四种不同技术: 1. 消息传递(管道,FIFO,posix和system v消息队列) 2. 同步(互斥锁,条件变量,读写锁,文件和记录锁,Posix和System V信号灯) 3. 共享内存区(匿名共享内存区,有名Posix共享内存区,有名System V共享内存区) 4. 过程调用(Solaris门,Sun RPC) 消息队列和过程调用往往单独使用,也就是说它们通常提供了自己的同步机制.相反,共享内存区
进程通信与进程同步机制实现
一．课程设计题目 某银行提供10个服务窗口（7个对私服务窗口，3个对公服务窗口）和100个供顾客等待的座位。顾客到达银行时，若有空座位，则到取号机上领取一个号，等待叫号。取号机每次仅允许一位顾客使用，有对公和对私两类号，美味顾客只能选取其中一个。当营业员空闲时，通过叫号选取一位顾客，并为其服务。请用P、V操作写出进程的同步算法。 二．课程设计目的 1、掌握基本的同步与互斥算法，理解银行排队系统操作模型。 2、学习使用Windows 2000/XP中基本的同步对象，掌握相关API 的使用方法。 3、了解Windows 2000/XP中多线程的并发执行机制，实现进程的同步与互斥。 三．课程设计要求 ◆学习并理解生产者/消费者模型及其同步/互斥规则； ◆学习了解Windows同步对象及其特性； ◆熟悉实验环境，掌握相关API的使用方法； ◆设计程序，实现生产者/消费者进程(线程)的同步与互斥； ◆提交实验报告。 四．需要了解的知识
1.同步对象 同步对象是指Windows中用于实现同步与互斥的实体，包括信号量(Semaphore)、互斥量(Mutex)、临界区(Critical Section)和事件(Events)等。本实验中使用到信号量、互斥量和临界区三个同步对象。 2.同步对象的使用步骤： ◆创建/初始化同步对象。 ◆请求同步对象，进入临界区(互斥量上锁)。 ◆释放同步对象(互斥量解锁)。 五．需要用到的API函数及相关函数我们利用Windows SDK提供的API编程实现实验题目要求，而VC中包含有Windows SDK的所有工具和定义。要使用这些API，需要包含堆这些函数进行说明的SDK头文件——最常见的是Windows.h(特殊的API调用还需要包含其他头文件)。 本实验使用到的API的功能和使用方法简单介绍 1、WaitForSingleObject( hSemaphoreChairs , INFINITE ); WaitForSingleObject( hMutex , INFINITE ); ●功能——使程序处于等待状态，直到信号量hHandle出现(即其值大于等于1)或超过规定的等待时间 ●格式 DWORD WaitForSingleObject(HANDLE hHandle, DWORD dwMilliseconds); ●参数说明
进程调度练习题
第6章进程调度练习题 一、单项选择题 1、在分时操作系统中,进程调度经常采用(C )算法。 A 先来先服务B最高优先权C时间片轮转D随机 2、（B）优先权是在创建进程时确定的，确定之后在整个进程运行期间不再改变 A 先来先服务 B 静态 C 动态 D 短作业 3、以优先级为基础的进程调度算法可以保证在任何时候正在运行的进程总是非等待状态下诸进程中优先级最高的进程。上述描述是（B） A 正确的 B 错误的 二、填空题 1、进程调度方式通常有（非抢占式）和（抢占式）。 2、所谓进程调度就是从处于（就绪）状态的一些进程中按某种算法选择一个进程，使其占有CPU，使其该进程处于（执行）状态。 3、进程调度算法采用时间片轮转法，时间片过大，就会使轮转法转化为（FCFS）调度算法。 4、进程调度负责（处理机）的分配工作。 5、一种最常用的进程调度算法是把处理机分配给具有最高优先权的进程，而确定优先权的方法概括起来不外乎是基于（静态）特性和（动态）特性两种方法。前者所得到的是（静态）优先权，后者所得到的是（动态）优先权。 6、在（先来先服务）调度算法中，按照进程进入就绪队列的先后次序来分配处理机。 三、概念的区别与联系 1、作业调度与进程调度（1998西北大学考研试题） 2、静态优先数与动态优先数。（1998西北大学考研试题） 四、解析题 1、假设有一台计算机，它有1M内存，操作系统占有用200K，每个用户进程也占用 200K，用户进程等待I/O的时间为80%，若增加1M内存，则CPU的利用率将提高多少？ 解：1M内存的情况：1）支持用户进程数：（1024K-200K）/200K=4.12 所以4个用户进程。 2）CPU利用率：先求CPU空闲（4个用户均处于等待I/O状态）概率P=（80%）4，然后再求CPU利用率1-P 1-P =1-（80%）4 = 1-0.84=59% 增加1M内存的情况：1）支持用户进程数：（2*1024K-200K）/200K=9.24 所以9个用户进程。 2）CPU利用率：先求CPU空闲（9个用户均处于等待I/O状态）概率P（80%）9，然后再求CPU利用率1-P
进程间通信实验报告
进程间通信实验报告 班级：10网工三班学生姓名：谢昊天学号：1215134046 实验目的和要求： Linux系统的进程通信机构 (IPC) 允许在任意进程间大批量地交换数据。本实验的目的是了解和熟悉Linux支持的消息通讯机制及信息量机制。 实验内容与分析设计： （1）消息的创建，发送和接收。 ①使用系统调用msgget (), msgsnd (), msgrev (), 及msgctl () 编制一长度为1k 的消息的发送和接收程序。 ②观察上面的程序，说明控制消息队列系统调用msgctl () 在此起什么作用？ （2）共享存储区的创建、附接和段接。 使用系统调用shmget(),shmat(),sgmdt(),shmctl(),编制一个与上述功能相同的程序。（3）比较上述（1），（2）两种消息通信机制中数据传输的时间。 实验步骤与调试过程： 1.消息的创建，发送和接收： (1)先后通过fork( )两个子进程，SERVER和CLIENT进行通信。 (2)在SERVER端建立一个Key为75的消息队列，等待其他进程发来的消息。当遇到类型为1的消息，则作为结束信号，取消该队列，并退出SERVER 。SERVER每接收到一个消息后显示一句“(server)received”。 (3)CLIENT端使用Key为75的消息队列，先后发送类型从10到1的消息，然后退出。最后的一个消息，既是 SERVER端需要的结束信号。CLIENT每发送一条消息后显示一句“(client)sent”。 (4)父进程在 SERVER和 CLIENT均退出后结束。 2.共享存储区的创建,附接和断接： (1)先后通过fork( )两个子进程，SERVER和CLIENT进行通信。 (2)SERVER端建立一个KEY为75的共享区,并将第一个字节置为-1。作为数据空的标志.等待其他进程发来的消息.当该字节的值发生变化时,表示收到了该消息,进行处理.然后再次把它的值设为-1.如果遇到的值为0,则视为结束信号,取消该队列,并退出SERVER.SERVER 每接收到一次数据后显示”(server)received”. (3)CLIENT端建立一个为75的共享区,当共享取得第一个字节为-1时, Server端空闲,可发送请求. CLIENT 随即填入9到0.期间等待Server端再次空闲.进行完这些操作后, CLIENT退出. CLIENT每发送一次数据后显示”(client)sent”. (4)父进程在SERVER和CLIENT均退出后结束。 实验结果： 1．消息的创建，发送和接收： 由 Client 发送两条消息，然后Server接收一条消息。此后Client Server交替发送和接收消息。最后一次接收两条消息。Client 和Server 分别发送和接收了10条消息。message 的传送和控制并不保证完全同步,当一个程序不再激活状态的时候,它完全可能继续睡眠,造成上面现象。在多次send message 后才 receive message.这一点有助于理解消息转送的实现机理。
进程调度算法模拟带答案版
实验二进程管理 作业（进程）调度算法模拟 1．实验目的与要求 本实验的目的是通过作业或进程调度算法模拟设计，进一步加深对作业或进程调度算法的理解，通过计算平均周转时间和带权平均周转时间，进一步加深对算法的评价方法的理解。 2. 实验类型：验证型 3. 实验学时：4 4. 实验原理和知识点 （1）掌握作业或进程调度算法。 （2）平均周转时间和带权平均周转时间计算。 5. 实验环境（硬件环境、软件环境）： （1）硬件环境：Intel Pentium III 以上CPU，128MB以上内存，2GB以上硬盘。 （2）软件环境：linux操作系统gcc编译器或windows操作系统vc++集成开发环境。 6. 实验内容 设定一组作业或进程，给定相关参数，对这组进程或作业按调度算法实施调度，输出调度次序，并计算平均周转时间和带权平均周转时间。使用的调度算法有： ①先来先服务调度算法。 ②优先级调度算法。 ③短作业（或进程）优先调度算法。 ④响应比高优先调度算法 使用的主要数据结构： （1）定义一个结构体，结构体的主要成员有：序号、作业（进程）号或名称、提交时间、运行时间、优先数、进入输入井时间、开始运行时间、尚需运行时间、运行结束时间、周转时间、带权周转时间、运行次序等。 （2）利用定义的结构体，定义一个结构体数组，用来记录系统中的作业或进程。 算法描述： 1．主控程序算法描述
2．数据输入算法 3．数据输出算法
4．先来先服务调度算法描述 先来先服务调度算法
5．优先级调度算法 6．短作业（或进程）优先调度算法 Rmin 该作业 的运行时间 k 该作业的 在数组中的下标 选择运行时间最短作业的算法 优先级调度算法 在数组中找第一个未运行的作业 Pmin 该作业的优先数 （当前最小的） k 该作业的在数组中的下标 作业的优先数 与Pnim 比较 有未运行的作业 未找到 找到 Pmin 该作业 的优先数 k 该作业的 在数组中的下标 大
Linux下的进程间通信-详解
Linux下的进程间通信-详解 详细的讲述进程间通信在这里绝对是不可能的事情，而且笔者很难有信心说自己对这一部分内容的认识达到了什么样的地步，所以在这一节的开头首先向大家推荐著 名作者Richard Stevens的著名作品：《Advanced Programming in the UNIX Environment》，它的中文译本《UNIX环境高级编程》已有机械工业出版社出版，原文精彩，译文同样地道，如果你的确对在Linux下编程有浓 厚的兴趣，那么赶紧将这本书摆到你的书桌上或计算机旁边来。说这么多实在是难抑心中的景仰之情，言归正传，在这一节里，我们将介绍进程间通信最最初步和最 最简单的一些知识和概念。 首先，进程间通信至少可以通过传送打开文件来实现，不同的进程通过一个或多个文件来传递信息，事实上，在很多应用系统里，都使用了这种方法。但一般说来， 进程间通信（IPC：InterProcess Communication）不包括这种似乎比较低级的通信方法。Unix系统中实现进程间通信的方法很多，而且不幸的是，极少方法能在所有的Unix系 统中进行移植（唯一一种是半双工的管道，这也是最原始的一种通信方式）。而Linux作为一种新兴的操作系统，几乎支持所有的Unix下常用的进程间通信 方法：管道、消息队列、共享内存、信号量、套接口等等。下面我们将逐一介绍。 2.3.1 管道 管道是进程间通信中最古老的方式，它包括无名管道和有名管道两种，前者用于父进程和子进程间的通信，后者用于运行于同一台机器上的任意两个进程间的通信。 无名管道由pipe（）函数创建： #include
第4章进程同步与进程通信
第4章进程同步与进程通信 一、填空 1．信号量的物理意义是当信号量值大于零时表示可用资源个数；当信号量值小于零时，其绝对值为等待进程个数。 2．所谓临界区是指进程程序中。 3．用P、V操作管理临界区时，一个进程在进入临界区前应对信号量执行p 操作，退出临界区时应对信号量执行v 操作。 4．有m个进程共享一个临界资源。若使用信号量机制实现对临界资源的互斥访问，则该信号量取值最大为 1 ，最小为1-m 。 5．对信号量S的P操作原语中，使进程进入相应信号量队列等待的条件是s<0 。 6．信箱在逻辑上被分为信箱头和信箱体两部分。 7．在操作系统中进程间的通信可以分为高级通信与低级通信两种。 二、选择 1．P、V操作是。 A．两条低级进程通信原语B．两条高级进程通信原语 C．两条系统调用命令D．两条特权指令 2．进程的并发执行是指若干个进程。 A．共享系统资源B．在执行的时间上是重叠的 C．顺序执行D．相互制约 3．若信号量S初值为2，当前值为?1，则表示有个进程在与S相关的队列上等待。 A．0 B．1 C．2 D．3 4．用P、V操作管理相关进程的临界区时，信号量的初值应定义为。 A．?1 B．0 C．1D．随意 5．用V操作唤醒一个等待进程时，被唤醒进程的状态变为。 A．等待B．就绪C．运行D．完成 6．若两个并发进程相关临界区的互斥信号量MUTEX现在取值为0，则正确的描述应该是。 A．没有进程进入临界区（MUTEX=1） B．有一个进程进入临界区（MUTEX=0） C．有一个进程进入临界区，另一个在等待进入临界区（MUTEX=-1） D．不定 7．信箱通信是进程间的一种通信方式。 A．直接B．间接C．低级D．信号量