Linux进程间通信的研究与实现.docx
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Linux进程间通信的研究与实现.docx
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Linux进程间通信的研究与实现
本科学生毕业论文(设计)
题目(中文):
Linux进程间通信的研究与实现
(英文):
TheresearchandimplementationofcommunicationbetweenLinuxprocesses
姓名
学号
院(系)
专业、年级
指导教师
湖南科技学院本科毕业论文(设计)诚信声明
本人郑重声明:
所呈交的本科毕业论文(设计),是本人在指导老师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议,除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
本科毕业论文(设计)作者签名:
年月日
毕业论文(设计)任务书
课题名称:
Linux进程间通信的研究与实现
学生姓名:
系别:
专业:
指导教师:
1、关键词:
linux环境,进程,通信,研究
2、毕业论文(设计)内容要求:
用实例对linux进程间的五种通信机制(无名有名管道、消息队列、信号量和共享内存)进行亲缘进程或是非亲缘进程读写规则的程序验证,通过不同机制协调进程来实现另外机制间数据的读写。
1)利用管道快速传输和节约空间的性质,实现大数据量的信息在亲缘和非亲缘进程间传输和接收。
2)通过有名管道(FIFO)提供一个路径名与之进行关联,以先进先出的形式存在于文件系统中,使不相干的进程也可以通过FIFO相互通信。
3)将不同通信机制信号量与消息队列结合使用,利用信号量来协调进程对消息队列中数据的读写,并应用于实例。
4)通过共享内存映射一段内存空间,读进程通过挂载到该共享内存中来读取内存数据。
5)对IPC通信机制的安全性分析,对安全级别比较低的消息队列机制进行研究改进,实现消息队列的读写权限由系统来管理。
3、文献查阅指引:
[1]吴震,陈耀武.一种基于消息的进程间通信机制[J].电子器件,2012.8.26,8-10.
[2]W.RichardStevens.UNIXNetworkProgramming,Volume2:
InterprocessCommunications(2ndEdition)[J].2012,45-61.
[3]李娟.利用进程间通信实现程序自我保护[J].考试周刊,2011.8.2,16-20.
[4]贺建立.Linux中SystemV进程通信机制安全性形式化验证[J].计算机工程与科学,2012.10.30,17-22.
[5]武军彪.嵌入式操作系统核间任务同步与通信的设计与实现[D].西安电子科技大学,2012,18-22.
[6]姜玉蓉.LINUX内核进程间通信的模型检测研究[J].计算机科学,2013,12-18.
[7]冯蕴,杨斌.双内核实时系统下各进程间通信方法的性能分析和测试[J].成都信息工程学院学报,2013.8.15,12-16.
4、毕业论文(设计)进度安排:
1)2013年2月:
寻找合适设计课题,选定课题,给老师审核,通过审核,确定课题。
2)2013年3月:
查看关于Linux进程间通信的书,搜索各相关资料。
3)2013年4月:
写程序,实现进程间通信的五个基本方式。
4)2013年5月:
查阅书刊,网上搜索资料,写论文,交初稿,并在导师的指导下修改论文;
5)2013年5月下旬:
定稿,做PPT,完成论文答辩。
系部意见:
负责人签名:
注:
本任务书一式三份,由指导教师填写,经系毕业论文领导小组审批后一份下达给学生,一份交指导教师,一份留系里存档。
湖南科技学院本科毕业论文(设计)开题报告书
论文(设计)题目
Linux进程间通信的研究与实现
作者姓名
杨礼彪
所属系、专业、年级
电子工程系电子信息工程专业2009年级
指导教师姓名、职称
李春树教授
预计字数
13000
开题日期
2012-12-25
选题的根据:
1)说明本选题的理论、实际意义
2)综述国内外有关本选题的研究动态和自己的见解
随着计算机及网络技术的高速发展、全球信息化时代的到来,给人们工作、生活的方方面面带来方便和快捷的同时,也带来了信息安全方面威胁。
非法入侵、窃取、篡改计算机系统中的重要数据,给社会造成难以估量的损失。
目前,国内外现有的Linux操作系统的安全级别低于C2级(按美国国防部指定的TCSEC(TrustedComputerSystemEvaluationCriteria)),还远不能满足我们对于安全的需求[1-3]。
为了增强其安全性能,提高抗风险能力,需要不断地对操作系统进行修补和完善。
因此,通过对通信机制的安全性能的研究入手,借鉴文件系统强制访问控制,实现进程通信的强制访问控制,以达到避免信息泄露的目的,为我们更好地提升操作系统的安全性能,具有十分重要的指导意义。
主要内容:
1)Linux系统的介绍;
2)Linux进程的概述及创建;
3)Linux进程间通信各种方式的研究与程序实现;
4)Linux进程通信机制的安全性研究;
5)设计的总结。
研究方法:
1)查阅相关书籍,进行理论分析;
2)针对性的对各进程间通信方法的研究,通过不断调试程序去实现通信;
3)上网查资料,跟同学探讨并和导师交流。
完成期限和采取的主要措施:
完成期限:
2012.12.30-2013.5.9
采取的主要措施:
严格遵照《湖南科技学院毕业论文(设计)工作管理办法》的指示精神,结合个人的实际情况,我完成这项设计所采取的主要措施有两条:
一是他人帮助。
联系指导导师,确定设计课题方向与设计内容,让老师指点设计思路,遇到问题请教同学,为更好完成设计提供了很大帮助;二是查阅资料。
到图书馆借来了相关书籍和网络上查阅资料,充分利用各种资源。
主要参考资料:
[1]陈城高.进程间通信技术在银行短信系统中的应用[J],计算机工程与应用,2011.4.11,17-24.
[2]贺建立.Linux中SystemV进程通信机制安全性形式化验证[J].计算机工程与科学,2012.10.30,17-22.
[3]李娟.利用进程间通信实现程序自我保护[J].考试周刊,2011.8.2,16-20.
[4]W.RichardStevens.UNIXNetworkProgramming,Volume2:
InterprocessCommunications(2ndEdition)[J].2012,45-61.
[5]姜玉蓉.LINUX内核进程间通信的模型检测研究[J].计算机科学,2013,12-18.
[6]冯蕴,杨斌.双内核实时系统下各进程间通信方法的性能分析和测试[J].成都信息工程学院学报,2013.8.15,12-16.
[7]吴震,陈耀武.一种基于消息的进程间通信机制[J].电子器件,2012.8.26,8-10.
指导教师意见:
指导教师签名:
教研室意见:
签名:
年月日
开题报告会纪要
时间
2012.12.23
地点
三教608
与
会
人
员
姓名
职务(职称)
姓名
职务(职称)
姓名
职务(职称)
李春树
教授
李小武
副教授
李艳芳
副教授
杨熙
硕士
谭永宏
副教授
廖朝阳
硕士
会议记录摘要:
杨熙老师问:
你怎样去查找资料的?
答:
主要是通过导师介绍的湘科院学校网站上的图书馆、期刊网以及同学推荐的IT论坛等查找相关的文献资料,当然XX、谷歌肯定也是用到了的。
李春树老师问:
你的研究意义是什么?
答:
虽然目前国内对Linux操作系统的安全性有所研究,但是其安全级别还是比较低,还不能满足我们对于安全的需求,所以我们需要实现更高级别的安全功能。
我通过对这个Linux操作系统安全性的研究,实现了Linux的IPC机制的强制访问控制,对提升系统安全性有所帮助。
会议主持人:
记录人:
年 月日
指
导
小
组
意
见
负责人签名:
年月日
系部意见
负责人签名:
年月日
注:
此表由学生本人填写,一式三份,一份留系里存档,指导老师和本人各保存一份。
湖南科技学院毕业论文(设计)中期检查表
毕业论文(设计)题目
Linux进程间通信的研究与实现
学生姓名
杨礼彪
学号
200906002441
系别
电子工程系
专业
电子信息工程
指导教师
李春树
检查日期
2013.4.8
指导教师检查情况记载及修改意见:
检查情况记载:
1、对要设计的东西了解还可以,对设计很有帮助;
2、缺少国内外设计成果分析;
3、参考文献不规范;
4、论文正文基本完成,但是论文格式上还没弄好。
修改意见:
1、要介绍下当前国内外的研究成果,还有哪些不足与改进;
2、参考文献要按照规范来写,时间出处等都要有;
3、注意论文格式,参照模版来设计;
4、尽量突出说明你自己所做的工作,突出自己的独特之处;
5、绪论没做好,要突出设计的意义;
6、要按顺序引用。
7、截图要有图标及说明。
签名:
注:
此表用于指导教师在学生毕业论文(设计)初稿完成后对学生执行任务书情况进行中期检查时用,由指导教师填写
湖南科技学院毕业设计(论文)指导过程记录表
毕业论文(设计)题目
Linux进程间通信的研究与实现
学生姓名
杨礼彪
学号
200906002441
专业班级
电信0904班
指导教师
李春树
职称
教授
系(教研室)
电子工程系
指导过程记录
指导内容
记录
(一)
1、明确选题背景,选题意义;
2、确定选题,填写毕业设计任务书;
学生签名:
201年月日
指导教师签名:
201年月日
指导内容
记录
(二)
1、到图书馆查找和借阅与选题有关的文献和资料;
2、从中国知网上检索和下载与选题有关的文献;
学生签名:
201年月日
指导教师签名:
201年月日
指导内容
记录(三)
1、注意论文格式,参照模板;
2、参考文献的创建时间要在三年之内;
3、论文要突出自己设计的不同点;
学生签名:
201年月日
指导教师签名:
201年月日
指导内容
记录(四)
1、图形要有图标,要够清楚。
2、文献最好为最近出的期刊。
学生签名:
201年月日
指导教师签名:
201年月日
指导过程记录
指导内容
记录(五)
1、注意文献的引用要加引用标注;
2、制作一个能反映论文主要内容的PPT,作答辩陈述用,陈述时间控制在5~8分钟;
学生签名:
201年月日
指导教师签名:
201年月日
指导内容
记录(六)
1、英语名词第一次介绍要有英文全称。
2、论文大体上可以,但还需修改,排版还不够完善,设计内容突出的同时还得让人有视觉美感;
学生签名:
201年月日
指导教师签名:
201年月日
指导内容
记录(七)
学生签名:
201年月日
指导教师签名:
201年月日
指导内容
记录(八)
学生签名:
201年月日
指导教师签名:
201年月日
答辩小组组长意见
(对情况是否属实做出意见)
组长(签名):
201年月日
注:
本表与毕业论文一起装订存档。
湖南科技学院本科毕业论文(设计)评审表
论文题目
Linux进程间通信的研究与实现
作者姓名
杨礼彪
所属系、专业、年级
电子工程系电子信息工程专业2009年级
指导教师
姓名、职称
李春树教授
字数
13000
定稿日期
2013.5.15
中
文
摘
要
本论文阐述了在Linux环境下,对管道(pipe)、有名管道(namedpipe)、信号量(semophore)、消息队列(messagequeue)、信号(sinal)、共享内存(sharedmemory)等几种主要进程间通信手段的内部实现机制进行了分析和比较,并针对每个通信手段的关键技术环节给出详细的实现事例,为研究大型的应用系统进程间通信,提供一种有益的参考与借鉴。
关键词
(3-5个)
linux环境,进程,通信,设计
英
文
摘
要
ThispaperdescribestheLinuxenvironment,thepipeline(pipe),namedpipes(namedpipe),semaphore(semophore),messagequeues(messagequeue),signal(sinal),sharedmemory(sharedmemory),suchasseveralmajormeansofinter-processcommunicationmechanismoftheinternalimplementationwereanalyzedandcompared,andmeansofcommunicationforeachofthekeytechnicalaspectsoftheimplementationdetailsaregivenexamplesoftheapplicationofthesystemforthestudyoflarge-scaleinter-processcommunication,provideausefulreferenceandexperience.
关键词
Linuxenvironment,process,communicate,research
指导教师评定成绩
评审基元
评审要素
评审内涵
满分
指导教师
实评分
选题质量25%
目的明确
符合要求
选题符合专业培养目标,体现学科、专业特点和教学计划的基本要求,达到毕业论文(设计)综合训练的目的。
10
理论意义或
实际价值
符合本学科的理论发展,有一定的学术意义;对经济建设和社会发展的应用性研究中的某个理论或方法问题进行研究,具有一定的实际价值。
10
选题恰当
题目规模适当,难易度适中;有一定的科学性。
5
能力水平40%
查阅文献
资料能力
能独立查阅相关文献资料,归纳总结本论文所涉及的有关研究状况及成果。
10
综合运用
知识能力
能运用所学专业知识阐述问题;能对查阅的资料进行整理和运用;能对其科学论点进行论证。
10
研究方案的
设计能力
整体思路清晰;研究方案合理可行。
5
研究方法和手段的运用能力
能运用本学科常规研究方法及相关研究手段(如计算机、实验仪器设备等)进行实验、实践并加工处理、总结信息。
10
外文应用
能力
能阅读、翻译一定量的本专业外文资料、外文摘要和外文参考书目(特殊专业除外)体现一定的外语水平。
5
论文质量35%
文题相符
较好地完成论文选题的目的要求。
5
写作水平
论点鲜明;论据充分;条理清晰;语言流畅。
15
写作规范
符合学术论文的基本要求。
用语、格式、图表、数据、量和单位、各种资料引用规范化、符合标准。
10
论文篇幅
10000字左右。
5
实评总分成绩等级
指导教师评审意见:
指导教师签名:
说明:
评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级,实评总分90—100分记为优秀,80—89分记为良好,70—79分记为中等,60—69分记为及格,60分以下记为不及格。
评阅教师评定成绩
评审基元
评审要素
评审内涵
满分
评阅教师
实评分
选题质量25%
目的明确
符合要求
选题符合专业培养目标,体现学科、专业特点和教学计划的基本要求,达到毕业论文(设计)综合训练的目的。
10
理论意义或
实际价值
符合本学科的理论发展,有一定的学术意义;对经济建设和社会发展的应用性研究中的某个理论或方法问题进行研究,具有一定的实际价值。
10
选题恰当
题目规模适当,难易度适中;有一定的科学性。
5
能力水平40%
查阅文献
资料能力
能独立查阅相关文献资料,归纳总结本论文所涉及的有关研究状况及成果。
10
综合运用
知识能力
能运用所学专业知识阐述问题;能对查阅的资料进行整理和运用;能对其科学论点进行论证。
10
研究方案的
设计能力
整体思路清晰;研究方案合理可行。
5
研究方法和手段的运用能力
能运用本学科常规研究方法及相关研究手段(如计算机、实验仪器设备等)进行实验、实践并加工处理、总结信息。
10
外文应用
能力
能阅读、翻译一定量的本专业外文资料、外文摘要和外文参考书目(特殊专业除外)体现一定的外语水平。
5
论文质量35%
文题相符
较好地完成论文选题的目的要求。
5
写作水平
论点鲜明;论据充分;条理清晰;语言流畅。
15
写作规范
符合学术论文的基本要求。
用语、格式、图表、数据、量和单位、各种资料引用规范化、符合标准。
10
论文篇幅
10000字左右。
5
实评总分成绩等级
评阅教师评审意见:
评阅教师签名:
说明:
评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级,实评总分90—100分记为优秀,80—89分记为良好,70—79分记为中等,60—69分记为及格,60分以下记为不及格。
湖南科技学院本科毕业论文(设计)答辩记录表
论文题目
Linux进程间通信的研究与实现
作者姓名
杨礼彪
所属系、专业、年级
电子工程系电子信息工程专业2009年级
指导教师
姓名、职称
李春树教授
答辩会纪要
时间
2013.5.18
地点
三教608
答
辩
小
组
成
员
姓名
职务(职称)
姓名
职务(职称)
姓名
职务(职称)
李春树
教授
李小武
副教授
李艳芳
副教授
杨熙
硕士
谭永宏
副教授
廖朝阳
硕士
答辩中提出的主要问题及回答的简要情况记录:
1.杨熙老师问:
什么是亲缘进程,什么是非亲缘进程?
答:
顾名思义,亲缘进程就是有一定亲缘关系的进程,这里指的就是父子进程。
非亲缘进程就是跨越了亲缘,是两个程序进程,并非仅限于一个程序内的父子进程。
2.李小武老师问:
除了单机的进程间通信,需要通过怎样能实现跨机通信?
可以通过套接字(socket)来实现跨越机子的通信。
两台主机A和B,在A主机通过进程C发送数据到套接字中,在B主机进程D可以通过读取套接字来获得进程C发送的消息。
3.谭永宏老师问:
在此次设计中你怎样实现非亲缘进程间的通信?
答:
通过内核中的消息队列来实现,通过写进程往消息队列中写东西,通过读进程从消息队列中读取内容。
写时可以设置消息类型值,读取时只有存在匹配的消息类型值(相当于一个密码)才能读出东西。
会议主持人:
记录人:
年月日
答
辩
小
组
意
见
评语:
评定等级:
负责人(签名):
年月日
系
学
位
委
员
会
意
见
评语:
论文(设计)最终评定等级:
负责人(签名):
系部(公章)年月日
校
学
位
委
员
会
意
见
评语:
评定等级:
负责人(签名):
年月日
目录
绪论1
1Linux系统3
2Linux进程5
2.1进程的概念5
2.2进程的构成要素5
2.3Linux进程概述5
2.4Linux进程间关系5
2.5进程的创建6
2.6Linux进程间通信的介绍7
3Linux进程间通信机制10
3.1信号10
3.1.1信号的概念10
3.1.2信号的本质10
3.1.3信号来源10
3.1.4有关信号的系统调用signal10
3.2管道11
3.2.1管道的概念及介绍11
3.2.2无名管道12
3.2.3无名管道实现通信13
3.2.4命名管道14
3.2.5读写管道的特点15
3.2.6命名管道实现通信15
3.3SystemVIPC18
3.3.1消息队列18
3.3.2信号量23
3.3.3共享内存31
3.4linux通信机制的安全性研究36
3.5总结分析38
参考文献39
致谢40
Linux进程间通信的研究与实现
摘要
本论文阐述了在Linux环境下,对管道(pipe)、有名管道(namedpipe)、信号量(semophore)、消息队列(messagequeue)、信号(sinal)、共享内存(sharedmemory)等几种主要进程间通信手段的内部实现机制进行了分析和比较,并针对每个通信手段的关键技术环节给出详细的实现事例,为研究大型的应用系统进程间通信,提供一种有益的参考与借鉴。
【关键词】linux环境,进程,通信,研究
TheresearchandimplementationofcommunicationbetweenLinuxprocesses
ABSTRACT
ThispaperdescribestheLinuxenvironment,thepipeline(pipe),namedpipes(namedpipe),semaphore(semophore),messagequeues(messagequeue),signal(sinal),sharedmemory(sharedmemory),suchasseveralmajormeansofinter-processcommunicationmechanismoftheinternalimplementationwereanalyzedandcompared,andmeansofcom
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- 关 键 词:
- Linux 进程 通信 研究 实现