实验一 进程互斥 实验报告.pdf

计算机操作系统

模拟进程同步与互斥

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注：实验报告应包含（实验目的，实验原理，主要仪器设备和材料，实验过程

和步骤，实验原始数据记录和处理，实验结果和分析，成绩评定）等七项内容。

具体内容可根据专业特点和实验性质略作调整，页面不够可附页。

一、实验目的

1、熟悉临界资源的、信号量及PV操作的定义

2、了解进程通信的方法

3、掌握实现进程互斥与同步的方法

4、掌握用信号量机制解决进程之间同步的与互斥的问题

5、实现生产者-消费者问题，深刻理解操作系统对进程的调度顺序及进

程同步的概念

二、实验原理（主要写算法思想）

生产者-消费者问题是经典的进程同步问题，在这个问题中，生产者不

断的向缓冲池中写入数据，消费者不断的从缓冲区中读取数据。生产者和

消费者对缓冲池的操作是互斥的，即当前只能由一个进程对这个缓冲池进

行操作。生产者生产时要判断当前缓冲池是否已满，当缓冲池满时，不能

再写入，消费者消费时要判断当前缓冲池是否已空，当缓冲池空时，不能

再读取。

三、主要器材设备和原料

1．PC微机。

2．Windows操作系统。

3．C语言开发集成环境。

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四、实验过程和步骤（比如流程图）

1.本实验具体要求

在同一个进程地址空间内执行的两个进程，生产者进程生产产品，然后将产

品放置在一个空缓冲区中供消费者进程消费。消费者进程从缓冲区中获得产品，

然后释放缓冲区。当生产者进程生产产品时，如果没有空缓冲区可用，那么生产

者线程必须等待消费者进程释放出一个空缓冲区。当消费者进程消费产品时，如

果缓冲区为空，那么消费者进程将被阻塞，直到新的产品被生产出来。

2.程序实现步骤

（1）通过srand函数产生随机数，并通过产生的随机数来判断执行生产者

进程或者执行消费者进程。

（2）当执行生产者进程时，需对产品类型进行选择，当缓冲区未满时，将

该产品放置在缓冲区，以等待消费者消费。

（3）当缓冲区已满时，生产者进程将被阻塞，直到消费者消费产品后，缓

冲区有空间存放产品，同时程序跳转至步骤（1）。

（4）当执行消费者进程时，需对产品类型进行选择，当缓冲区有该产品时，

则消费者进行消费。

（5）如果缓冲区不存在该产品，即为空，则消费者者进程将被阻塞，同时

程序跳转至步骤（1）。

（6）当程序执行十次，即产生十次随机数后，程序终止。

3、流程图（如下图1所示）

3

开始

i=0

i10

产生随机数j

j40判断j与40的大小j40

i++

缓冲区是否为满缓冲区是否为空

不满满不空空

显示缓冲区显示缓冲区

生产消费

满了