操作系统课程设计说明书--生产者消费者.docVIP

山东建筑大学题 目： 生产者消费者 课 程：院 （部）：专 业：班 级：学生姓名：学 号：指导教师：完成日期：课程设计任务书一 1 读者与写者问题 3 一、问题描述与基本要求 3 二、问题分析与算法描述 3 三、程序设计 4 四、源程序 5 五、测试情况 15 结 论 20 课程设计指导教师评语 22  设计题目 生产者消费者问题 指导教师 班 级 学 生 学号 ： 姓名： 已知技术参数和设计要求 已知技术参数： 生产者消费者问题，描述一组生产者向一组消费者提供产品/消息。它们共享一个有界缓冲区，生产者向其中放产品/消息，消费者从中取产品/消息。只要缓冲区未满，生产者可放产品/消息，只要缓冲区有数据，消费者可取消息。即应满足下列二个同步条件： 1.只有在缓冲池中至少有一个缓冲区已存入消息后，消费者才能从中提取消息，否则消费者必须等待。 2.只有缓冲池中至少有一个缓冲区是空时，生产者才能把消息放入缓冲区，否则生产者必须等待。 设计要求： 要求设定一个缓冲池中有n个缓冲区，每个缓冲区存放一个消息，创建多个生产者，消费者，并在每个生产者消费者创建时、发出放/取产品申请时、正在放/取产品时和放/取产品结束时分别给出提示信息，并显示取/方产品前后的缓冲区状态，以检查所有处理都遵守相应的操作限制。 设计内容与步骤 设计内容： 在Windows环境下利用Windows API实现生产者消费者问题。 设计步骤： 问题的定义与分析。根据设计题目的要求，分析和理解问题。 概要设计及流程图。根据题目所涉及内容，参照所学知识，确定解决/设计方案，画出相关流程图。 问题的实现与编码。 调试与测试。根据题目内容设计测试用例，使之能够充分证明设计完成的正确性。 总结分析。 设计工作计划与进度安排 1、系统实现8学时 2、课程设计说明书2学时 设计考核要求 1、设计情况（80％） 2、考勤情况（20％） 题目 生产者消费者问题 一、问题描述与基本要求 生产者-消费者问题是一个经典的进程同步问题，该问题最早由Dijkstra提出，用以演示他提出的信号量机制。在同一个进程地址空间内执行的两个线程。生产者线程生产物品，然后将物品放置在一个空缓冲区中供消费者线程消费。消费者线程从缓冲区中获得物品，然后释放缓冲区。当生产者线程生产物品时，如果没有空缓冲区可用，那么生产者线程必须等待消费者线程释放出一个空缓冲区。当消费者线程消费物品时，如果没有满的缓冲区，那么消费者线程将被阻塞，直到新的物品被生产出来。算法描述 生产者消费者问题，描述一组生产者向一组消费者提供产品/消息。它们共享一个有界缓冲区，生产者向其中放产品/消息，消费者从中取产品/消息。只要缓冲区未满，生产者可放产品/消息，只要缓冲区有数据，消费者可取消息。 这里需要解决一个生产者和消费者的同步和互斥的问题。在生产者对缓冲区进行操作的时候消费者是不能够进行操作的，同时消费者只能在缓冲区存在数据的时候进行取操作，同样生产者也只能在缓冲区不满的时候才能进行放操作，这是信号量问题。 在Windows中，常见的同步对象有：信号量(Semaphore)、互斥量(Mutex) 。使用这些对象都分为三个步骤，一是创建或者初始化；接着请求该同步对象，随即进入临界区，这一步对应于互斥量的上锁；最后释放该同步对象，这对应于互斥量的解锁。HANDLE g_hMutex;防止生产者消费者同时对缓冲区的操作，使用信号量： HANDLE g_hFullSemaphore; //当缓冲区满时迫使生产者等待 HANDLE g_hEmptySemaphore; //当缓冲区空时迫使消费者等待DWORD WINAPI Producer(LPVOID); //生产者线程 DWORD WINAPI Consumer(LPVOID); //消费者线程 //总的线程数const unsigned short THREADS_COUNT = PRODUCERS_COUNT+CONSUMERS_COUNT; HANDLE hThreads[PRODUCERS_COUNT]; //各线程的handle DWORD producerID[CONSUMERS_COUNT]; //生产者线程的标识符 DWORD consumerID[THREADS_COUNT]; //消费者线程的标识符 //创建生产者线程 for (int i=0;iPRODUCERS_COUNT;++i) { hThreads[i] = CreateThread(NULL,0,Producer,NULL,0,producerID[i