《操作系统》课程设计说明书用多线程同步方法解决生产者消费者问题.DOC

目录 TOC \o 1-5 \h \z S录 1 HYPERLINK \l bookmark12 \o Current Document \h 用多线程同步方法解决生产者一消费者问题 3 设计题目与要求 4 设计题目 4 2 ?设计思想及系统平台 4 2丄设计思想 4 2.2系统平台及使用语言 5 3.数据结构与模块说明 5 ?源程序清单 错误!未定义书签。 ?运行结果与运行情况 13 调试过程 13 本科生课程设计成绩评定表 15 课程设计任务书 学生姓名：专业班级: 指导教师：工作单位：计算机科学与技术学院 题目：用多线程同步方法解决生产者一消费者问题（Producer-C onsumer Pr oblem） 初始条件: 操作系统：Lin ux 程序设计语言：C语言 有界缓冲区内设有20个存储单元，其初值为0o放入/取出的数据项按 增序设定为1 -20这20个整型数。 要求完成的主要任务：（包括课程设计江作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体 要求） 技术要求: 1） 为每个生产者/消费者产生一个线程，设计正确的同步算法 2） 每个生产者和消费者对有界缓冲区进行操作后，即时显示有界缓 冲区的当前全部内容、当前指针位置和生产者/消费者线程的自 定义标识符。 3） 生产者和消费者各有两个以上。 4） 多个生产者或多个消费者之间须共享对缓冲区进行操作的函数代 码。 设计说明书内容要求： 1） 设计题目与要求 2） 总的设计思想及系统平台、语言、工具等。 3） 数据结构与模块说明（功能与流程图） 4） 给岀用户名、源程序名、目标程序名和源程序及其运行结果。 （要注明存储各个程序及其运行结果的主机IP地址和目录。） 5） 运行结果与运行情况 （提示:（1 ）有界缓冲区可用数组实现。 （2）编译命令可用： cc -Ipthrea d -o目标文件名 源文件名 （3 ）多线程编程方法参见附件。） 调试报告： 1） 调试记录 2） 自我评析和总结 上机时间安排： 18 周一~ 五 08： 0 -12： 00 指导教师签名：年月 日 系主任（或责任教师）签名：年月日 用多线程同步方法解决生产者一消费者问题 1. 设计题目与要求 1.1设计题目 解决生产者一消费者(Bou nded - Buf fer Proble m)问题 1.2设计要求 每个生产者和消费者对有界缓冲区进行操作后，即时显示有界缓冲区的全 部内容、当前指针位置和生产者/消费者线程的标识符。 生产者和消费者各有两个以上。 多个生产者或多个消费者Z间须共享对缓冲区进行操作的函数代码。 2?设计思想及系统平台 2.1设计思想 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： proceduce r ()和consu mer (),分别用来描述生产者和消费者的行为。生产者 与消费者问题是指若干进程通过循环缓冲池区交换数据。牛产者进程不断向循 环缓冲池区中写入数据(即生产数据)，而消费者进程不断从循环缓冲池区中读 出数据(即消费数据)。循环缓冲池共有N个缓冲区，缓冲区可以暂存一个产品, 任何时刻只能有一个进程可以对循环缓冲池进行操作。只耍缓冲区未满，生产 者就可以把产品送入缓冲区；只要缓冲区未空，消费者就可以从缓冲区中取走 物品。 为了解决生产者和消费者问题，应该设置信号量和变量如下： full： 满缓冲区资源信号量,初值为0； empty：空缓冲区资源信号量,初值为m in：生产者指针，初值均为0； out： 消费者指针，均为0； mutex：缓冲区操作的互斥信号量，初值为1 利用互斥信号量mu tex实现诸进程对缓冲池的互斥使用，利用信号量empty和f ull分别表示缓冲池中空缓冲池和满缓冲区的数量。 2.2系统平台及使用语言 操作系统：Linux 程序设计语言：C语言 编译器：GCC 数据结构与模块说明 3.1程序自定义函数 1 \ void produce(struct sem」nfo * ); 这个函数是生产者进行的生产过程，为所有的生产者所共享。结构体指针 用来接收生产者线程创建时传來的生产者的个人信息。 2 \ void co nsumer(str uct sem」n fo *); 这个函数是消费者进行的生产过程，为所有的消费者所共享。结构体指针 用来接收消费者线程创建时传来的消费者的个人信息。 3、 void setproduce (void); 这个函数是用来设置生产者的个数和他们的名字。 4、 vo i d set con sumer (void); 这个函数是用来设置消费者的个数和他们的名字。 5、 void acti ve pthread (in t); 这个函数是用来创建生产者线程，in t型参数为生产者的个数。 6、 void a ct