操作系统设计“生产者-消费者”问题研讨.doc

《操作系统》课 程 设 计 题 目：“生产者-消费者”问题 学 院：信 息 工 程 学 院 专 业：计算机科学与技术 班 级： 计科1302 姓 名： 施 胜 飞 指导老师： 徐 向 英 2016年1月 15日 目录 一、课程设计目标………………………………………………………2 课题内容…………………………………………………………2 1．实验目的………………………………………………………2 2、实验环境………………………………………………………2 3、实验要求………………………………………………………2 设计思路…………………………………………………………3 1.信号量的设置……………………………………………………3 2.系统结构…………………………………………………………4 3.程序流程图………………………………………………………5 4.P V操作代码……………………………………………………6 源代码……………………………………………………………7 运行与测试……………………………………………………10 心得体会………………………………………………………12 课程设计目标 学习System V的进程间通信机制，使用信号量和共享内存实现经典进程同步问题“生产者-消费者”问题。具体要求： 1.创建信号量集，实现同步互斥信号量。 2.创建共享内存，模拟存放产品的公共缓冲池。 3.创建并发进程，实现进程对共享缓冲池的并发操作。 课题内容 1．实验目的 （1）掌握基本的同步互斥算法，理解生产者和消费者同步的问题模型。 （2）了解linux中多线程的并发执行机制，线程间的同步和互斥。 2、实验环境：C/C++语言编译器 设计思路 1.信号量的设置 生产者进程与消费者进程是经典的同步互斥关系。系统创建两类进程 ()和()，分别描述和的行为。2.系统结构 PCB* readyhead=NULL, * readytail=NULL; // 就绪队列PCB* consumerhead=NULL, * consumertail=NULL; // 消费者队列PCB* producerhead=NULL, * producertail=NULL; // 生产者队列processproc()--- 给PCB分配内存产生相应的的进程empty()--- 如果缓冲区满，该进程进入生产者等待队列；linkqueue(exe,producertail); // 把就绪队列里的进程放入生产者队列的尾部Main()---empty---in---full---out---finish 当缓冲池为空时，生产者生产产品in缓冲池 in=in+1 当缓冲池为满时，消费者消费产品out缓冲池 out=out+1 3. 程序流程图 图一 生产者流程结构 图二 消费者流程结构 4.PV操作代码 semaphore empty=n; semaphore full=0; semaphore mutex=1; message buffer[n]; int in=0; int out=0; void main() { parbegin(proceducer(),consumer()); } void proceducer() { do { prodece a new meddage; P(empty); P(mutex); send a new message to buffer[in]; in=(in+1)%n; V(mutex); V(full); } while(true); } void consumer() { do { P(full); P(mutex); get a message from buffer[out]; out=(out+1)%n; V(mutex); V(empty); comsume a message; }while(true); } 源代码 #include windows.h #include iostream.h #include math.h #define random (rand()*10000)/RAND_MAX //定义一个随机函数来生产产品，并且使两个顾产品间的时间少于10秒 int long waiting(0); //正在等待的产品的数目 int buffer; //空位的总数目 char empty; //缓冲区空 ch