多道程序缓冲区协调操作及进程调度

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1、操作系统课程设计课程名称设计题目专业班级姓名学号指导教师起止时间2013年3月25日-29日成绩评定考核内容设计表现设计报告答辩综合评定成绩计算机技术与工程学院没计一多道程序缓冲区协调操作一、概述1.目的:(1)了解提出信号量的背景(2)掌握信号量的基本概念及PV操作的原理(1)进一步熟悉信号量解决的经典问题(2)利用信号量的原理实现不同操作系统下同步互斥问题2.主要完成的任务：有10个Put操作要不断循环地叫InBufTer送数据,有一个Move操作要不断地将InBuffer的数据取到OutBuffer,有20个GET操作要不断地从OutBuff屮取数据

2、。InBuffer的容量是10,OutBuff的容量是20,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每次只能按受一个Put或一个Move或一个Get,多个操作不能同时操作同一Buffer(即需要互斥操作)。设计一个多道程序完成上述操作。试用P、V原语(或Wait、Signal)协调Put、Move、Get的操作，并说明每个信号量的含义、初值和值的范围。3.使用的开发工.VMwareWorkstation,RedHatLinux2.4.20-84.解决的主要问题：需求分析利用信号量实现缓冲区管理临界区协调

3、问题。解决巾于进程线程共享内存而出现的与时间有关的错误。二.使用的基本概念和原理信号量：为解决多进程线程同步与互斥问题，让两个或多个多道进程线程通过特殊的变量展开交互。线程：是进程的一个实体，是进程上下文中执行的代码序列，是被系统调度的基本单元。进程：进程是正在运行的程序实体，并且包桮这个运行的程序中占据的所有系统资源。互斥与同步：进程的同步与互斥是指进程在推进时的相互制约关系进程同步：它主要源于进程合作，是进程间共同完成一项任务时直接发生相互作用的关系。进程互斥：它主要源于资源共享，是进程之间的间接制约关系。二.总体设计生产者一消费者问题是相互合作的进程

4、关系的一种抽象，可以利用信号量机制来解决生产者一消费者M题，利用互斥信号量mutex实现进程对缓冲池的互斥使用。对信号量的操作只能通过两个原子操作:Wait（s）和Signal（s）.Wait（s）是等待信号的操作，进行S=S_1操作;Signal（s）是发送信号的操作，进行S=S+1操作。wait若S-1后仍大于或等于零，则进程继续执行；若s-1后小于零，则该进程被阻塞后进入与该信号相对应的队列中，然后转进程调度；若相加结果大于或等于零，则从该信号的等待队列中唤醒一等待进程，然后再返回原进程继续执行或转进程调度如下图所示，有10个PUT（相当于生产者）操

5、作要不断循环地向Bufferl送数据，有一个Move（相当于搬运者）操作要不断地将Bufferl的数据取到Buffer2,有20个GET（相当于消费者）操作要不断地从Buff2中取数据。BUFFI是10,BUFF2的界量是20,PUT、MOVE、GET每次操作一个数据，力了在操作的过程屮要保证数据不丢失,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。设计一个多道程序完成上述操作。试用P、V原语协调PUT、MOVE、GET的操作，并说明每个信号量的含义、初值和值的范围。设计总体流程图如卜三.详细设计4

6、.1线程规划我们创建三类线程：（1）PUT线程（往BUFFER1里放数据，相当于生产者）。（2）MOVE线程（从BUFFERl里取数据并放到BUFFEI^里，相当于搬运者）。（3）GET线程（从BUFFER2里取数据，相当于消费者）。每类线程可由用户自行设定线程的个数。4.2信号量的设置需要设置六个信号量fulllempty1buffifull2empty2buff2。各信号量含义及初值如T:fulll表示bufferl是否有数据，初值为0;emptyl表示bufferl是否有空间，初值为m;buffi表示bufferl是否可操作，初值为1;full2表示

7、buffer2是否有数据，初值为0;empty2表示buffer2是否有空间，初值为n;buff2表示buffer2是否可操作，初值为1。二.编码设计1.开发环境为Linux,我们在进入RedHatLinux后输入startx进入阁形界而，在任务菜单里可以寻找终端，即可进行代码编写与执行。2.程序源代码如下/氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺/#include^include^include^include^include#inc

8、lude^include〈semaphore