2. Средства взаимодействия процессов (IPC)

В ОС Windows/Win32 существует достаточно обширный набор средств для передачи данных между процессами. Выбор конкретного способа взаимодействия должен производиться исходя из потребностей решаемых задач и условий их работы. Самым быстрым способом является отображение файлов (File Mapping) и его частный случай – общая память (Shared Memory) реализуемая через механизм виртуальных страниц и функции отображения файлов на память, таких как CreateFileMapping(…), MapViewOfView(…), UnmapViewOfFile(…). Особенностью данного метода является то, что работа с данными в процессах осуществляется через указатели в адресном пространстве самого процесса, что очень удобно, так как могут использоваться наработанные алгоритмы обработки данных в памяти. Синхронизацию данных с файлами на физическом носителе берет на себя ОС. Однако общую память нельзя использовать, если процессы должны работать на разных машинах в сети, что существенно ограничивает область использования этой технологии.

Именованные каналы (Named Pipes) используются в случае, когда процессам должны взаимодействовать между собой в независимости от того выполняются они на одном компьютере или на разных. Обычно, этот способ взаимодействия используется при реализации взаимодействия вида клиент-сервер. При этом сервер должен создать один или несколько экземпляров канала с именем вида \\.\pipe\<имя_канала> (имя канала должно быть известно клиенту), а клиент – открыть этот канал с помощью функции CreateFile(…) используя в качестве имени файла строку \\<имя_машины_сервера_в_сети>\pipe\<имя_канала>. В дальнейшем работа с таким каналом происходит с использованием тех же функция, что и работа с файлами (каналы выступают как файлы последовательного доступа).

Похожим на каналы по способу использования средством взаимодействия являются почтовые слоты (Mail Slots). Отличительной особенностью почтовых слотов служит возможность передачи некоторого (короткого) сообщения сразу на большое количество компьютеров в сети, что при некоторых задачах очень удобно. Однако в отличие от каналов, почтовые слоты являются средством с негарантированной доставкой, то есть программа отправившая пакет с данными не может гарантировать, что этот пакет был принят получателем.

Сокеты используются для создания сетевых приложений, взаимодействующих между собой через различные протоколы передачи данных. Их существенным отличием от именованных каналов является возможность взаимодействия между процессами, выполняемыми не только на разных компьютерах в сети, но и на разных операционных системах или средах.

Написать процесс, осуществляющий копирование файлов (сервер копирования). Имена исходного файла и файла-назначения передаются этому процессу через именованный канал. Реализовать клиент, позволяющий передавать задания на сервер копирования.

Разработать два взаимодействующих приложения, осуществляющих шифрацию/дешифрацию текста методом простой подстановки. Одно приложение (клиент) должно передавать введенные текст (или данные файла) в другое приложение (сервер), а после обработки получать их обратно и при необходимости записывать в файл.

Разработать программу, которая бы играла сама с собой в «Морской бой». Для взаимодействия использовать общую память.

Реализовать ту же программу что и в Задании 3, но для взаимодействия использовать именованные каналы.

Реализовать программу, рисующую в окне прямоугольники с заданными координатами углов и заданным цветом (сервер), получающую заданию на прорисовку от программы-клиента. Одновременно сервер может обслуживать только одного клиента. Запустить 2 сервера и не менее 5 клиентов. Обеспечить правильное функционирование системы, реализовав синхронизацию посредством семафоров, а передачу информации посредством общей памяти.

Реализовать две программы, одна из которых ведет в общей памяти связный двунаправленный список целых чисел, добавляя и удаляя данные из него случайным образом, а другая, сортирует этот список через каждый 10 секунд и выводит результат сортировки на экран. Целостность данных обеспечить с помощью критической секции.