一、课程设计目的在多道程序环境下,进程同步问题十分重要,通过解决“生产者-消费者”问题,可以帮助我们更好的理解进程同步的概念及实现方法。
掌握线程创建和终止的方法,加深对线程和进程概念的理解,会用同步与互斥方法实现线程之间的进行操作。
在学习操作系统课程的基础上,通过实践加深对进程同步的认识,同时,可以提高运用操作系统知识解决实际问题的能力;
锻炼实际的编程能力、创新能力及团队组织、协作开发软件的能力;
还能提高调查研究、查阅技术文献、资料以及编写软件设计文档的能力。
二、课程设计内容模拟仿真“生产者-消费者”问题的解决过程及方法。
三、系统分析与设计1、系统分析在OS中引入进程后,虽然提高了资源的利用率和系统的吞吐量,但由于进程的异步性,也会给系统造成混乱,尤其是在他们争用临界资源时。
为了对多个相关进程在执行次序上进行协调,以使并发执行的诸程序之间能有效地共享资源和相互合作,使程序的执行具有可再现性,所以引入了进程同步的概念。
信号量机制是一种卓有成效的进程同步工具。
在生产者---消费者问题中应注意(信号量名称以多个生产者和多个消费者中的为例):首先,在每个程序中用于互斥的wait(mutex)和signal(mutex)必须成对出现;
其次,对资源信号量empty和full的wait和signal操作,同样需要成对地出现,但它们分别处于不同的程序中。
生产者与消费者进程共享一个大小固定的缓冲区。
其中,一个或多个生产者生产数据,并将生产的数据存入缓冲区,并有一个或多个消费者从缓冲区中取数据。
2、系统设计:系统的设计必须要体现进程之间的同步关系,所以本系统采用2个生产者、2个消费者和20个缓冲区的框架体系设计。
为了更能体现该系统进程之间的同步关系,系统的生产者、消费者的速度应该可控,以更好更明显的表现出结果。
为了使本系统以更加简单、直观的形式把“消费者-生产者”问题表现出来,我选择了使用可视化界面编程。
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本设计通过模拟计算机操作系统中经典的“生产者—消费者问题”,巩固在操作系统原理课上所学的知识,加深对操作系统中进程同步和互斥、临界区管理,管程等问题的认识和理解。
前期主要利用P、V信号量来控制各进程间的同步于互斥关系,确保各进程有序正确的进行。
然而,我们也知道,使用信号量和P、V操作在实现进程同步时,对共享资源的管理分散于各个进程中,进程能够直接对共享变量进行处理,不利于系统对系统资源的管理,容易造成程序设计错误。
因此,在后期我们改用管程来实现,目的是想把资源集中起来统一管理,即把相关的共享变量及其操作集中在一起统一的控制和管理,使各并发进程间的相互作用更为清晰。
当然,我们本次课程设计也为我们了解软件设计的流程、方法以及思想,提高分析设计以及编程的能力提供了基础。
2025/8/5 18:39:38 145KB 管程 信号量 生产者消费者
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这个是很经典的问题实验题目:生产者与消费者(综合性实验)实验环境:C语言编译器实验内容:①由用户指定要产生的进程及其类别,存入进入就绪队列。
  ②调度程序从就绪队列中提取一个就绪进程运行。
如果申请的资源被阻塞则进入相应的等待队列,调度程序调度就绪队列中的下一个进程。
进程运行结束时,会检查对应的等待队列,激活队列中的进程进入就绪队列。
运行结束的进程进入over链表。
重复这一过程直至就绪队列为空。
  ③程序询问是否要继续?如果要转直①开始执行,否则退出程序。
实验目的:通过实验模拟生产者与消费者之间的关系,了解并掌握他们之间的关系及其原理。
由此增加对进程同步的问题的了解。
实验要求:每个进程有一个进程控制块(PCB)表示。
进程控制块可以包含如下信息:进程类型标号、进程系统号、进程状态、进程产品(字符)、进程链指针等等。
系统开辟了一个缓冲区,大小由buffersize指定。
程序中有三个链队列,一个链表。
一个就绪队列(ready),两个等待队列:生产者等待队列(producer);
消费者队列(consumer)。
一个链表(over),用于收集已经运行结束的进程本程序通过函数模拟信号量的操作。
参考书目:1)徐甲同等编,计算机操作系统教程,西安电子科技大学出版社2)AndrewS.Tanenbaum著,陈向群,马红兵译.现代操作系统(第2版).机械工业出版社3)AbranhamSilberschatz,PeterBaerGalvin,GregGagne著.郑扣根译.操作系统概念(第2版).高等教育出版社4)张尧学编著.计算机操作系统教程(第2版)习题解答与实验指导.清华大学出版社实验报告要求:(1)每位同学交一份电子版本的实验报告,上传到202.204.125.21服务器中。
(2)文件名格式为班级、学号加上个人姓名,例如:电子04-1-040824101**.doc  表示电子04-1班学号为040824101号的**同学的实验报告。
(3)实验报告内容的开始处要列出实验的目的,实验环境、实验内容等的说明,报告中要附上程序代码,并对实验过程进行说明。
基本数据结构: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over=(PCB*)malloc(sizeof(PCB));//over链表intproductnum=0;//产品数量intfull=0,empty=buffersize;//semaphorecharbuffer[buffersize];//缓冲区intbufferpoint=0;//缓冲区指针structpcb{/*定义进程控制块PCB*/intflag;//flag=1denoteproducer;flag=2denoteconsumer;intnumlabel;charproduct;charstate;structpcb*processlink;……};processproc()---给PCB分配内存。
产生相应的的进程:输入1为生产者进程;
输入2为消费者进程,并把这些进程放入就绪队列中。
waitempty()---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voidsignalempty()boolwaitfull()voidsignalfull()voidproducerrun()voidcomsuerrun()voidmain(){processproc();element=hasElement(readyhead);while(element){exe=getq(readyhead,&readytail);printf("进程%d申请运行,它是一个",exe->numlabel);exe->flag==1?printf("生产者\n"):printf("消费者\n");if(exe->flag==1)producerrun();elsecomsuerrun();element=hasElement(readyhead);}printf("就绪队列没有进程\n");if(ha
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将共享内存操作封装成C++类,通过信号灯semaphore进行进程同步。
可以像操作普通缓冲区那样操作共享内存,实现进程间通信编译时需要添加-lrt编译选项
2025/6/7 1:02:54 7KB C++ 共享内存 linux
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本课程设计的目的是通过设计一个消费者进程与生产者进程的同步模拟系统,认识进程间的同步机制生产者消费者问题是一个著名的进程同步问题。
(1) 有一群生产者进程在生产消息,并将消息提供给消费者进程去消费。
为使生产者进程和消费者进程能并发执行,在它们之间设置了一个具有n个缓冲区的缓冲池,生产者进程可将它所生产的消息放入一个缓冲区中,消费者进程可从一个缓冲区中取得一个消息消费。
(2) 尽管所有的生产者进程和消费者进程都以异步方式运行,但它们之间必须保持同步,即不允许消费进程者到一个空缓冲区去取消息,也不允许生产者进程向一个已装有消息且尚未被取走消息的缓冲区中投放消息。
(3) 任何时刻只能有一个进程可对共享缓冲区进行操作这是一个用Eclipse为工具、java为编程语言而实现模拟消费者进程与生产者进程的同步。
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数据结构:每个进程有一个进程控制块(PCB)表示。
进程控制块可以包含如下信息:进程类型标号、进程系统号、进程状态(本程序未用)、进程产品(字符)、进程链指针等等。
系统开辟了一个缓冲区,大小由buffersize指定。
程序中有三个链队列,一个链表。
一个就绪队列(ready),两个等待队列:生产者等待队列(producer);
消费者队列(consumer)。
一个链表(over),用于收集已经运行结束的进程本程序通过函数模拟信号量的原子操作。
算法的文字描述:①由用户指定要产生的进程及其类别,存入进入就绪队列。
②调度程序从就绪队列中提取一个就绪进程运行。
如果申请的资源不存在则进入响应的等待队列,调度程序调度就绪队列中的下一个进程。
进程运行结束时,会检查对应的等待队列,激活队列中的进程进入就绪队列。
运行结束的进程进入over链表。
重复这一过程直至就绪队列为空。
③程序询问是否要继续?如果要转直①开始执行,否则退出程序。
2025/5/4 6:57:29 18KB 操作系统 c
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进程同步的模拟与实现阅览室读书问题:假定一个阅览室最多可容纳100人,读者进入和离开阅览室时都必须在阅览室门口的一个登记表上进行登记,而且每次只允许一人进行登记操作。
请用信号量实现上述进程的同步问题。
2025/4/23 20:31:34 5KB java
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生产者消费者算法模拟目的:掌握信号的使用方法和P、V操作的定义,掌握使用P、V操作实现进程之间同步与互斥的方法,加深对进程同步互斥概念的理解。
设计要求:设计一程序,由一个进程创建三个子进程,三个子进程一个是生产者进程,两个是消费者进程,父子进程都使用父进程创建的共享存储区进行通信,由生产者进程将一个数组中的十个数值发送到由5个缓冲区组成的共享内存中,两个消费者进程轮流接收并输出这十个数值,同时将两个消费者进程读出的数值进行累加求各和。
2025/4/17 1:26:01 106KB 生产者消费者
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资源包括进程同步经典算法的读写者问题,读者优先的全部代码机器附带的相关文件。
2025/4/9 9:38:23 273KB 读者优先
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共四项内容:Linux进程控制、线程同步与通信、共享内存与进程同步、Linux文件目录操作,参考报告详见:http://www.doc88.com/p-8189118756167.html
2024/10/10 12:20:14 63KB 操作系统 linux
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在日常工作中,钉钉打卡成了我生活中不可或缺的一部分。然而,有时候这个看似简单的任务却给我带来了不少烦恼。 每天早晚,我总是得牢记打开钉钉应用,点击"工作台",再找到"考勤打卡"进行签到。有时候因为工作忙碌,会忘记打卡,导致考勤异常,影响当月的工作评价。而且,由于我使用的是苹果手机,有时候系统更新后,钉钉的某些功能会出现异常,使得打卡变得更加麻烦。 另外,我的家人使用的是安卓手机,他们也经常抱怨钉钉打卡的繁琐。尤其是对于那些不太熟悉手机操作的长辈来说,每次打卡都是一次挑战。他们总是担心自己会操作失误,导致打卡失败。 为了解决这些烦恼,我开始思考是否可以通过编写一个全自动化脚本来实现钉钉打卡。经过一段时间的摸索和学习,我终于成功编写出了一个适用于苹果和安卓系统的钉钉打卡脚本。
2024-04-09 15:03 15KB 钉钉 钉钉打卡