Linux环境下进程通信实验：使用消息队列与共享内存

"本实验报告主要探讨了操作系统课程中的Linux进程通信实践，涵盖了进程的创建、消息队列和共享内存这两种通信方式。学生需要编写两个程序P1和P2，其中P1作为父进程创建子进程P2。实验旨在帮助学生理解和应用POSIX API进行进程间的通信，并解决特定的计算问题。" 在操作系统中，进程通信是多任务环境下的核心概念，允许不同进程之间交换数据和信息。Linux提供多种进程通信机制，包括管道、信号量、共享内存和消息队列等。在这个实验中，我们关注的是共享内存和消息队列。 首先，共享内存是一种高效的数据交换方式，因为它允许多个进程直接访问同一块内存区域。在实验中，通过`ftok()`函数生成一个键，用于唯一标识共享内存段，然后使用`shmget()`函数创建共享内存，指定大小（8字节）以及权限。一旦获取到共享内存ID，就可以使用`shmat()`函数将这段内存映射到进程的地址空间。在共享内存中，P1进程读取用户输入的四个数字并存储，以便P2进程能够访问这些值进行计算。 另一方面，消息队列是另一种进程通信机制，它允许进程发送结构化消息。在实验中，如果用户选择消息队列作为通信方式，程序会调用`message()`函数，该函数会使用`msgget()`、`msgsnd()`和`msgrcv()`等函数进行消息的发送和接收。消息队列的好处在于它提供了有序的消息传递和存储，即使接收进程尚未准备好接收，消息也可以被保存在队列中。 实验的目的是让学生理解这两种通信机制的工作原理，并能实际编写代码实现。通过P1向P2传递数字，P2计算这些数字与运算符组合能否得到24，然后将结果返回给P1，这个过程既锻炼了学生对通信机制的掌握，也涉及到了基本的算法设计和问题解决能力。 在实验报告中，学生需要详细记录每一步的操作和结果，这有助于他们深入理解每种通信方式的实现细节，以及在实际应用中的差异和优缺点。通过这样的实践，学生能够更好地为未来更复杂的系统设计和编程打下坚实的基础。