苹果-桔子问题的实现 .doc

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1、*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2013年秋季学期操作系统原理课程设计题目：苹果-桔子问题的实现专业班级：计算机科学与技术姓名：学号：指导教师：王旭阳成绩：_____________摘要本设计实际上是生产者-消费者问题的一种变形。这里，生产者（父亲和母亲）放入缓冲区（盘子）的产品有两类（苹果和桔子），消费者（女儿和儿子）也有两类，每类消费者只消费其中固定的一类产品。生产者和消费者共享缓冲区，缓冲区中有空时，生产者可放入产品（不许放重），否则等待。缓冲区中有产品时，消费者可取出产品（不许取重），

2、否则等待。关键词：进程同步；PV操作；互斥；信号量目录摘要I第一章需求分析11.1吃水果问题的描述11.2问题的转换1第二章功能设计12.1数据结构12.2模块说明22.2.1主函数22.2.24个调度进程函数22.3操作的流程图32．3．1放水果操作32．3．2取水果操作52.4 P、V原语的描述 5第3章各模块的伪码算法73.1算法设计73.1.1父亲进程模块73.1.2母亲进程模块73.1.3儿子进程模块83.1.5Print函数8第4章开发平台及程序清单的主要部分 94.1开发平台 9第5章运行结果与运行情况分析 115.1运行结果 11 课程设计总结 13参考文

3、献14附录：部分源程序代码15第一章需求分析1.1吃水果问题的描述桌上有一个空盘子，只允许放一个水果。爸爸专向盘中放苹果，妈妈专向盘中放桔子，儿子专等吃盘中的桔子，女儿专等吃盘中的苹果。规定当盘空时，一次只能放一个水果。1.2问题的转换这是进程同步问题的模拟，可以把向盘子放或取水果的每一个过程可以转为一个进程的操作，这些进程是互斥的，同时也存在一定的同步关系。通过编程实践时，实际是随机的调用人一个进程的操作，而这些进程的操作相当于程序中的函数调用。而计算机在执行时每一个时刻只能执行一个操作，这就默认了互斥。同步的模拟可以类似于函数调用时的前提关系即先决条件。这样进程同步模

4、拟就完全可以通过函数的调用来实现。具体的每一个操作的对应的函数的关系：爸爸向盘子中放一个苹果：Father()妈妈向盘子中放一个橘子：Mother()儿子从盘子取一个橘子：Son()女儿从盘子取一个苹果：Daugther()第二章功能设计2.1数据结构(1)用一个整型变量Plate_Size表示盘子的水果量，初始值为0，当放水果时Plate_Size加1，取水果时Plate_Size减1。变量Plate_Size的最大值为1，当为1时表示盘子已经满，此时若进行放水果操作，放水果将处于等待状态；为0时表示盘子为空，此时若进行取水果操作，取水果操作将处于等待状态。(2)整型变

5、量orange和apple分别表示盘子中的橘子和苹果数目，初始都为0，orange表示儿子的私有信号量，apple表示女儿的私有信号量，盘子中水果总量为Plate_Size=apple+orange。(3)用4个bool型的变量Father_lag，Mother_lag，Son_lag，Daughter_lag表示四个进程是否处于等待状态。处于等待时，变量值为true。(4)两个放水果进程进程同时处于等待状态时，若有取水果的操作将自动执行等待的放水果进程，执行按等待的先后顺序；取苹果或橘子进程同时候处于等待状态，若有放苹果或橘子的操作将自动执行等待的取进程，进行按等待的先

6、后顺序。(5)用一个随机的函数产生0—3的4个整数，分别对应四个进程的调用。2.2模块说明2.2.1主函数用一个随机的函数产生0—3的4个整数，分别对应四个进程的调用，调用的次数可以自己输入，本程序共产生了10次随机的调用进程。2.2.24个调度进程函数爸爸向盘子中放一个苹果操作：Father()妈妈向盘子中放一个橘子操作：Mother()儿子从盘子取一个橘子操作：Son()女儿从盘子取一个苹果操作：Daugther()2.2.3Print函数　用于输出盘子中苹果和橘子的个数，水果总个数及有哪些进程处于等待状态。2.3操作的流程图2．3．1放水果操作爸爸放苹果进程的操作流

7、程图：Father操作：Plate_Size=1否否Daugther处于等待状态是调用Daugther操作是Father进程处于等待状态Father进程调用：orange+1Plate_Size+1,Print()函数调用返回图2.1爸爸放苹果进程的操作流程图妈妈放桔子进程的操作流程图：Mother操作：Plate_Size=1否否Son处于等待状态是调用Son操作是Mother进程处于等待状态Mother进程调用：orange+1Plate_Size+1,Print()函数调用返回图2.2妈妈放桔子进程的操作流程图2．3．2