进程模拟-生产者和消费者问题

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1、学号：课程设计题目生产者和消费者问题学院专业班级姓名指导教师2013年1月16日课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目:进程同步模拟设计——生产者和消费者问题初始条件：1．预备内容：阅读操作系统的进程管理章节内容，对进程的同步和互斥，以及信号量机制度有深入的理解。2．实践准备：掌握一种计算机高级语言的使用。要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．模拟用信号量机制实现生产者和消费者问题。2．设计报告内容应说明：⑴需求分析；⑵功能设计（数据结构及模块说明）；⑶开发平台及源程序的主要部分；⑷测试用例，运行结果与运行情

2、况分析；⑸自我评价与总结：i）你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色；ii）什么地方做得不太好，以后如何改正；iii）从本设计得到的收获（在编写，调试，执行过程中的经验和教训）；iv）完成本题是否有其他方法（如果有，简要说明该方法）；时间安排：设计安排一周：周1、周2：完成程序分析及设计。周2、周3：完成程序调试及测试。周4、周5：验收、撰写课程设计报告。（注意事项：严禁抄袭，一旦发现，一律按0分记）指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日生产者－消费者问题(theproducer-consumerproblem)1.需求分析1.1问题描述：一组生产者向

3、一组消费者提供消息，它们共享一个有界缓冲区n，生产者向其中投放消息，消费者从中取得消息。1.2规则：n对于生产者进程：产生一个数据，当要送入缓冲区时，要检查缓冲区是否已满，若未满，则可将数据送入缓冲区，并通知消费者进程；否则，等待；n对于消费者进程：当它去取数据时，要看缓冲区中是否有数据可取，若有则取走一个数据，并通知生产者进程，否则，等待。n缓冲区是个临界资源，因此，诸进程对缓冲区的操作程序是一个共享临界区，所以，还有个互斥的问题。1.3信号灯设置：两个同步信号灯--  empty：表示空缓冲区的数目，初值为有界缓冲区的大小n；  full：表示满缓冲区(即信息)的数目，

4、其初值为0；一个互斥信号灯--  mutex：互斥信号灯，初值为1。1.4同步描述：1.5程序描述：main()  {  intfull=0；/*满缓冲区的数目*/  intempty=n；/*空缓冲区的数目*/  intmutex=1；/*对有界缓冲区进行操作的互斥信号灯*/  cobegin  p1()；p2()；  coend  }p1(){while(生产未完成){···生产一个产品;p(empty);p(mutex);送一个产品到有界缓冲区;v(mutex)；v(full);}}p2(){while(还要继续消费){p(full)；p(mutex)；从有

5、界缓冲区中取产品；v(mutex)；v(empty)；···消费一个产品；}}1.6C++语言程序模拟用信号量机制实现生产者和消费者问题：本次课程设计主要通过C++模拟信号量制中各个进程，及各进程之间的互斥、同步关系，来实现生产者和消费者问题。2.功能设计2.1设计目的：通过实验模拟生产者和消费者之间的关系，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。具体如下:1）掌握基本的同步互斥算法，理解生产者和消费者模型；2）了解windows中多线程（多进程）的并发执行机制，线程（进程）间的同步和互斥；3）学习使用windows中基本的同步对象，掌握相应的AP

6、I。2.2设计功能:利用模拟用信号量机制实现生产者和消费者问题：通过用户控制取进程和放进程，反应生产者和消费者问题中所涉及的进程的同步与互斥。2.3数据结构：2.4模块说明：constunsignedshortSIZE_OF_BUFFER=10;//缓冲区长度unsignedshortProductID=0;//产品号unsignedshortConsumeID=0;//将被消耗的产品号unsignedshortin=0;//产品进缓冲区时的缓冲区下标unsignedshortout=0;//产品出缓冲区时的缓冲区下标intg_buffer[SIZE_OF_BUFFER];

7、//缓冲区是个循环队列boolg_continue=true;//控制程序结束HANDLEg_hMutex;//用于线程间的互斥HANDLEg_hFullSemaphore;//当缓冲区满时迫使生产者等待HANDLEg_hEmptySemaphore;//当缓冲区空时迫使消费者等待DWORDWINAPIProducer(LPVOID);//生产者线程DWORDWINAPIConsumer(LPVOID);//消费者线程1.开发平台及源程序的主要部分：3.1开发平台：基于VS2010开发平台的C++编程3.2源程序的