计算机操作系统实验第六次实验报告 学院： 计算机科学与信息学院 专业： 通信工程 班级：081 姓 名 学 号 实验时间 2010 年 11 月 17 日 指导教师 实验项目名称 进程的管道通信 实验 组 成 绩 1、了解什么是管道； 2、熟悉 UNIX/LINUX 支持的管道通信方式。 1、了解管道的概念和管道的类型； 2、熟悉 UNIX/LINUX 支持的管道通信方式。 在管道通信时系统会 调用 ：pipe( )建立一无名管道 ； read( )； write( ) 。 PC 机或工作站一台； RedHat9.0 操作系统； 实 验 目 的 实 验 要 求 实 验 原 理 实 验 仪 器 

一、什么是管道 UNIX 系统的一大特色。 UNIX 系统在 OS 的发展上，最重要的贡献之一便是该系统首创了管道（pipe）。这也是 所谓管道，是指能够连接一个写进程和一个读进程的、并允许它们以生产者—消费者 方式进行通信的一个共享文件，又称为 pipe 文件。由写进程从管道的写入端（句柄 1）将 数据写入管道，而读进程则从管道的读出端（句柄 0）读出数据。 句柄 fd[0] 句柄 fd[1] 读出端 写入端 二、管道的类型： 1、有名管道 一个可以在文件系统中长期存在的、具有路径名的文件。用系统调用 mknod( )建立。 它克服无名管道使用上的局限性，可让更多的进程也能利用管道进行通信。因而其它进程 可以知道它的存在，并能利用路径名来访问该文件。对有名管道的访问方式与访问其他文 件一样，需先用 open( )打开。 2、无名管道 一个临时文件。利用 pipe( )建立起来的无名文件（无路径名）。只用该系统调用所返回 的文件描述符来标识该文件，故只有调用 pipe( )的进程及其子孙进程才能识别此文件描述 符，才能利用该文件（管道）进行通信。当这些进程不再使用此管道时，核心收回其索引 结点。 二种管道的读写方式是相同的，本文只讲无名管道。 3、pipe 文件的建立 分配磁盘和内存索引结点、为读进程分配文件表项、为写进程分配文件表项、分配用 实 验 步 骤 户文件描述符 4、读/写进程互斥 内核为地址设置一个读指针和一个写指针，按先进先出顺序读、写。 为使读、写进程互斥地访问 pipe 文件，需使各进程互斥地访问 pipe 文件索引结点中的 直接地址项。因此，每次进程在访问 pipe 文件前，都需检查该索引文件是否已被上锁。若 是，进程便睡眠等待，否则，将其上锁，进行读/写。操作结束后解锁，并唤醒因该索引结 点上锁而睡眠的进程。 三、所涉及的系统调用 1、pipe( ) 建立一无名管道。 系统调用格式 pipe(filedes) 参数定义 int int pipe(filedes); filedes[2]; 其中，filedes[1]是写入端，filedes[0]是读出端。 该函数使用头文件如下： #include #inlcude #include 2、read( ) 系统调用格式 

功能：从 fd 所指示的文件中读出 nbyte 个字节的数据，并将它们送至由指针 buf 所 read(fd,buf,nbyte) 指示的缓冲区中。如该文件被加锁，等待，直到锁打开为止。 参数定义 read(fd,buf,nbyte); fd; int int char *buf; unsigned nbyte; 3、write( ) 系统调用格式 功能：把 nbyte 个字节的数据，从 buf 所指向的缓冲区写到由 fd 所指向的文件中。如 read(fd,buf,nbyte) 文件加锁，暂停写入，直至开锁。 参数定义同 read( )。 编写程序实现进程的管道通信。用系统调用 pipe( )建立一管道，二个子进程 P1 和 P2 分别向管道各写一句话： Child 1 is sending a message! Child 2 is sending a message! 父进程从管道中读出二个来自子进程的信息并显示（要求先接收 P1，后 P2）。 参考程序为： 实 验 内 容 

程序的输出结果为： 当过 5 秒后出现第一条信息，再过 5 秒后出现第二条信息： 实 验 数 据 每一条结果的显示延迟了 5 秒钟才显示。 

1、通过本实验，我了解管道是指能够连接一个写进程和一个读进程的、并允许它们以 生产者—消费者方式进行通信的一个共享文件，又称为 pipe 文件。它的类型为有名管道 和无名管道，还知道 pipe 文件的建立和读/写进程互斥。 2、熟悉 UNIX/LINUX 支持的管道通信方式。并在程序中运用了 pipe( ) ； read( )； write( )等系统调用。 3、在程序中 sleep(5)；的作用是让所显示的内容休眠5秒钟，即等待5秒再显示；进程1和2 也能对管道进行操作。因为他们同属于以供共同的管道，共同共享资源。 签名： 年 月 日 实 验 总 结 指 导 教 师 意 见