操作系统实验：进程通信与信号、管道、共享内存和消息队列

"实验报告涉及进程通信，包括信号、管道、共享内存和消息队列机制。学生需通过编程实践理解各种通信方式，并分析其特点和使用方法。" 实验3是关于进程通信的学习，旨在深入理解操作系统中进程间如何交换信息。实验主要涵盖以下几个知识点： 1. **信号机制**：信号是进程间通信的一种轻量级方式，允许一个进程向另一个进程发送软中断信号。实验要求编译并运行`signal1.c`和`signal2.c`，观察不同信号处理函数（默认行为、自定义行为、忽略信号`SIG_IGN`）对进程的影响。 2. **无名管道通信**：无名管道是半双工的通信方式，数据只能单向流动。实验要求创建一个无名管道，由父进程生成两个子进程，每个子进程向管道写入个人信息，然后由父进程读取并显示。这涉及到`pipe()`系统调用的使用。 3. **共享内存**：共享内存允许多个进程访问同一块内存区域，实现高效的数据共享。实验要求拆解`shmchat.c`，分别编译运行`chat-send.c`和`chat-receive.c`，展示如何实现对共享内存的互斥访问和通信。 4. **消息队列**：消息队列是一种更有序的通信方式，允许进程以消息的形式发送和接收数据。实验要求编译运行`msg-user1.c`和`msg-user2.c`，理解如何通过消息队列进行数据交换，以及在程序结束时删除消息队列。 实验过程中，学生需要对每个部分的运行结果进行截图，并进行分析。这不仅锻炼了编程能力，也加深了对进程通信机制的理解。例如，信号处理函数的改变可能会影响进程的中断行为，无名管道的使用可以实现简单的父子进程通信，共享内存提供了高效的通信手段，而消息队列则提供了一种有序且可控制的消息传递方式。 通过这个实验，学生能够全面地掌握操作系统中进程通信的各种方法，了解它们的适用场景和优缺点。例如，信号适合简单同步和异常处理，管道适用于亲缘关系进程的简单通信，共享内存适合大量数据的高速传输，而消息队列则提供了更好的结构化通信。这些知识对于理解和设计多进程系统至关重要。