课程设计：多道程序缓冲区协调操作

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1、摘要生产者一消费者fuj题是和互合作的进程关系的一种抽象，可以利用信号量机制來解决生产者一消费者问题，利用互斥信兮虽mutex实现进程对缓冲池的互斥使用。利川信号量实现缓冲区管理临界区协调问题。解决由于进程线程扑卒内存Ifthli现的与时间有失的错误。掌握倌号M的基本概念及PV操作的原理,进一步熟悉信号M解决的经典问题，利川信号量的原理实现不同操作系统K同步互斥问题.在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序，使它们在管理程序控制之下，相互穿插的运行。两个或两个以上程序在计算机系统中冋处于开始个结束之间的状态。多道程序设计，是在计算机

2、内存中M时存放几道相互独立的程序，使它们在管理程序控制之卜，相互穿插的运行。目录1.祁诚32.课程设计任务及要求32.1设计任务32.2设计要求33.算法及数据结构43.1算法的总体思想43.2put模块43.2.1功能43.2.2数据结构43.2.3算法43.3move线程模块53.3.1功能53.3.2数据结构53.3.3算法53.4gct线程模块53.4.1功能53.4.2数据结构53.4.3算法54.程序设计与实现64.1程序流程阁64.2程序代码74.3实验结果125.组仑136.收获、体会和建议137.参考文献141.概

3、述在程序中使用多线程时，一般很少有多个线程能在其生命周期内进行并完全独立的操作。更多的情况是一些线程进行某些处理操作，而其他的线程必须对其处理结果进行Y解。正常情况下对这种处理结果的r解应当在k处理任务完成后进行的。如果不采取适当的措施，其他线程往往会在线程处理任务结火前就去访问处理结果，这就很有可能得到有叉处理结果的错误的了解.例如，多个线柷同吋访问同一个全局变暈，如果都足读取操作，则不会出现叫题。如果一•个线程负责改变此变量的值，而其他线程负责同时读取变量内容，则不能保证读収到的数据是经过写线程修改后的。为Y确保读线程读収到的是

4、经过修改的变跫，就必须在想变S写入数椐时就禁止其他线程对其的任付访问，直至赋值过程结束后冉接触对艿他线程的访问限制。像这种侃证线程能了解K他线程任务结束P的处理结果而采取的保护措施即为线程同步。2.课程设计任务及要求2.1设计任务设计一个多道程序完成冇10个PUT操作要不断循环地向Buffcrl送数椐，冇一个Move操作要不断地将Buffer1的数裾取到Buffer2,存20个GET操作要不断地从Buff2屮取数拋。BUFF1是10，BUFF2的容虽是20,PUT、MOVE、GET每次操作一个数裾，为丫在操作的过程中要保证数据不丢失

5、，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BUFFERo分工：谢沛加：杳找资料，讨论需要实现的功能，编译主函数，根裾网上教程编写线程产生与销毁，加入关键注释让代码奋可读性，没计程序的简单界面，与同学积极讨论解决代码屮的蓝剑：查找网上相关资料，讨论题F1中耍实现的程序功能探讨如何实现，与队友积极交流对程序的想法思路，编写文档，2.2设计要求(1)显示Buffer的操作过程；(2)可以确定Buffer的界景、PUT、GET、MOVE操作的个数；(3)fi行确定放数据的速度，収数据的速度；

6、(1)实时显示每个Buffer中数裾的个数，已放入Buffer的数裾个数，已取的数裾个数；(1)程序运行结束，显示汇总数据:a)总的运行时间;b)Buffer中数掘的个数；c)已放入BUFFER的数据个数；d)已放已取的数据个数；e)T•均buffer中的数掘个数。1.算法及数据结构3.1算法的总体思想酋先要解决毎个Buffer特次W能接受一个PUT或一个Move或-个Get那么在特一个Buffer中定义-个瓦斤信号量sem,线程要使用Buffer吋，必须等待sem的信号量，如果没有得到的话需一直等待，等待到其他线程释放出sem的信

7、号量第二要解决Buffer间中信兮问题，避免Buffer中无数据或满数裾时误操作。通过设置iFull初值为o,oFull初值为0，iEmpty初值为10，oEmpty初值20。当进行数裾操作吋，对信号景进行增加解决第三题目要求要显示出程序运行吋，实吋显示出Buffer中数据的状态，通过设置全局变朵解决例：设置全局变量i_num控制要执行线程的次数，没执行一次加一，当检测到时，执行exit(0);结朿进程设S全局变量Bufferl_ied监控Buffer已写入的数据个数，每次执行一次put线程则加1，最后可以显示出Bufferl_ie

8、d3.2put模块3.2.1功能随机产生一个不大于128的随机数，将产生的随机数加入到Bufferl容器中3.2.2数据结构voidput(void*arg)3.2.3算法v«i，Jiv,、轉ttIKM入.f、Kr5tffU；1Ful