操作系统课程设计多线程.docVIP

燕山大学课程设计说明书 ————操作系统 题目：多道程序缓冲区协调操作 班级： 计算机应用2班 开发小组名称：Beyond软件开发小组 课题负责人:张鹏 课题组成员：姓名 学号 班级 自评成绩 张鹏 090104010071 应用2班 A 李倩 090104010064 应用2班 B 课题开发日期：2012.1.9—2012.1.13 概述 1.1课程设计目的 本次课程设计的主要目的是通过模拟多道程序缓冲区协调操作，充分理解操作系统中进程、线程及线程间同步和互斥的概念；并通过自己编写程序了解软件开发流程，锻炼自己的编程能力，充分提高自己的综合能力。 1.2主要完成任务 模拟设定PUT、GET、Move操作的如下图所示，有多个PUT操作要不断循环地向Buffer1送数据，有Move1操作和Move2操作要不断地将Buffer1的数据取到Buffer2和Buffer3，有多个GET操作要不断地从Buff2和Buffer3中取数据。PUT、 MOVE、 GET每次操作一个数据，为了在操作的过程中要保证数据不丢失, 每个Buffer每次只能接受一个PUT或一个Move或一个Get，多个操作不能同时操作同一BUFFER。 Get2 Get2 Put Move2 Buff1 Buff2 Buff3 Move1 Get1 PUT MOVE GET 软件能显示各个Buffer的操作过程和每个Buffer中的现有数据，放入、取出的总数据，可以设置Buffer的容量及放入、取出数据的速度 ，设置put、move、get操作的线程数和操作速度，软件结束运行时可以显示汇总数据，并能将统计结果保存到任意的路径下。 1.3解决的主要问题 在本次课程设计中解决的重要问题有线程间的同步和互斥问题，java语言软件设计中面向对象思想各个类的创建方法及类之间互相操作问题，软件界面设计问题。 2. 设计使用的基本概念和原理 2.1多道程序 多道程序设计技术是在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序，使他们在管理程序控制下，相互穿插运行。 2.2进程 进程是并发程序的执行，是多道程序系统中程序的执行过程。 2.3线程 线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位。线程自己基本上不拥有系统资源，只拥有一点运行中必不可少的资源，但它可与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的资源。 2.4同步和互斥 相互合作的进程需要在某些点上协调，先到达某点的进程需要等待后到达的进程，进程间的这种协调关系叫同步。互斥是一种特殊的同步方式。当多个进程需要使用相同的资源，而次资源在任意时刻却只能供一个进程使用。获得资源的进程可以继续执行，没有获得资源的进程必须等待。进程间的这种相互排斥关系叫做互斥。 2.5基本原理 设计的基本理念是运用面向对象技术，设计三个缓冲区类Buffer1，Buffer2，Buffer3，主要属性有容量，当前数据量，放入、取出数据量，放入、取出速度等，主要方法有放入、取出等；然后设计线程类Producer，Transporter1，Transporter2，Consumer1，Consumer2，主要属性有线程个数，线程操作速度，主要方法是重新run（）方法，调用相应Buffer的put和get方法，执行对Buffer 的操作。利用信号量机制，对线程进行等待，唤醒操作，实现线程间的同步和互斥；利用线程的休眠时间来模拟放入，取出的速度以及各个线程操作的速度。 3.总体设计 3.1基本技术路线 本程序主要利用面向对象编程方法，采用java提供的多线程技术，来模拟实现P、V操作。 3.2总体结构、模块关系 本程序中Producer线程可以调用Buffer1的put方法向Buffer1中放入数据；Transporter1线程可以调用Buffer1的get方法，调用Buffer2的put方法，将数据从Buffer1中取出放入Buffer2中；Transporter2线程可以调用Buffer1的get方法，调用Buffer3的put方法，将数据从Buffer1中取出数据放入Buffer