计算机操作系统课程设计资料报告材料.doc

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1、课程设计课程名称计算机操作系统题目名称生产者消费者同步算法专业班级学生学号指导教师二○一五年十二月一日目录一、系统总体方案1(一)目的1(二)问题1(三)主要完成的任务1(四)使用的开发工具1(五)解决的主要问题1二、设计思路和主要步骤2(一)多道程序2(二)进程2(三)线程2(四)同步和互斥的概念3三、各功能模块和流程图4四、设计代码6(一)UI界面主线程6(二)管程类7(三)生产者类9(四)消费者类10五、运行效果截图12六、心得体会和参考资料13(一)心得体会13(二)参考资料13学院计算机科学与技术系课程设计任务书课程操作系统班级指导教师题

2、目生产者消费者同步算法完成时间2015年5月25日至2015年11月20日主要容要求完成以下功能：1.在系统中用一个文件来模拟一个磁盘；2.此系统至少有：Create、delete、open、close、read、write等和部分文件属性的功能。3.实现这个文件系统。4.能实际演示这个文件系统。基本上是进入一个界面（此界面就是该文件系统的界面）后，可以实现设计的操作要求。设计报告要求1．封面：（格式附后）2．课程设计任务书3．课程设计报告：⑴系统总体方案⑵设计思路和主要步骤⑶各功能模块和流程图⑷设计代码⑸心得体会和参考资料说明：学生完成课程设计后

3、，提交课程设计报告及软件，要求文字通畅、字迹工整（也可用以打印），文字不少于5000字，并装订成册。版面要求1．题目用黑体三号，段后距18磅（或1行），居中对齐；2．标题用黑体四号，段前、段后距6磅（或0.3行）；3．正文用小四号宋体，行距为1.25倍行距；4．标题按“一”、“㈠”、“1”、“⑴”顺序编号。5．本文档材料A4纸双面打印。上机时间安排星期周次一二三四五六日第14周-第17周15计科1、2节15计科3、4节指导时间地点上机时间，多媒体技术实验室（A505）一、系统总体方案(一)目的根据进程同步机制，编写一个解决下述问题的程序，可显示缓冲

4、池状态、放数据、取数据等过程。(二)问题一组生产者向一组消费者提供消息，它们共享一个有界缓冲池，生产者向其中投放消息，消费者从中取得消息。假定这些生产者和消费者互相等效，只要缓冲池未满，生产者可将消息送入缓冲池；只要缓冲池未空，消费者可从缓冲池取走一个消息。(三)主要完成的任务通过多线程编程实现生产者消费者同步算法。(四)使用的开发工具Eclipse，语言Java(五)解决的主要问题上述(二)中问题。二、设计思路和主要步骤(一)多道程序多道程序设计是指在主存中同时存放多道用户作业，使它们都处于执行的开始点和开始点之间，这些程序共享计算机系统资源。多

5、道程序设计的主要优点有：提高CPU的利用率。在多道程序环境下，多个程序共享计算机资源当某个程序等待I/O操作时，CPU可以执行其他程序，大大提高CPU的利用率。提高设备的利用率。在多道程序环境下，多个程序共享系统的设备，大大提高系统设备的利用率。提高系统的吞吐量。在多道程序环境下，减少了程序的等待时间，提高了系统的吞吐量。(二)进程进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。它是操作系统动态执行的基本单元，在传统的操作系统中，进程既是基本的分配单元，也是基本的执行单元。(三)线程线程，有时被称为轻量级进程(Lightweight

6、Process，LWP)，是程序执行流的最小单元。一个标准的线程由线程ID，当前指令指针(PC)，寄存器集合和堆栈组成。另外，线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位，线程自己不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源，但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。一个线程可以创建和撤消另一个线程，同一进程中的多个线程之间可以并发执行。由于线程之间的相互制约，致使线程在运行中呈现出间断性。线程也有就绪、阻塞和运行三种基本状态。每一个程序都至少有一个线程，那就是程序本身。(一)同步和互斥的概念进程互斥是进程之间发生的一

7、种间接性作用，一般是程序不希望的。通常的情况是两个或两个以上的进程需要同时访问某个共享变量。我们一般将发生能够问共享变量的程序段成为临界区。两个进程不能同时进入临界区，否则就会导致数据的不一致，产生与时间有关的错误。解决互斥问题应该满足互斥和公平两个原则，即任意时刻只能允许一个进程处于同一共享变量的临界区，而且不能让任一进程无限期地等待。互斥问题可以用硬件方法解决，我们不作展开；也可以用软件方法，这将会在本讲详细介绍。同步是指在互斥的基础上（大多数情况），通过其它机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数情况下，同步已经实现了互斥，特别是所有写入资源

8、的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源。三、各功能模块和流程图基本的技术路线：面向对象软件的总体结