(58)--14.3操作系统原理课件.ppt

实验三：进程同步与互斥一、课程设计目的一、课程设计目的掌握基本的同步与互斥算法，掌握进程并发执行的原理，及其所引起的同步、互斥问题的方法。二、课程设计内容二、课程设计内容自己编写信号量和wait、signal操作的模拟程序，然后用它们解决不死锁的哲学家问题或者读者-写者问题。三、要求及提示三、要求及提示1、解决不死锁的哲学家问题，要求把哲学家们的活动过程用文字或图形可视化形式表示出来。提示：首先设置一个“PCB”数组或队列，其中一个字段表示“阻塞原因兼阻塞标志”，本实验中，该数组有5个元素表示5个哲学家即可。它们随机提出申请以及进行“思考”“吃”的行为。再设一个“筷子”数组。还需要设置哪些数据结构以及需要哪些字段自己考虑。示例图如下，仅供参考。2、解决读者、解决读者-写者问题，仅要求解决读者优先的情况。写者问题，仅要求解决读者优先的情况。提提示示：创建一个控制台进程，此进程包含n个线程。用这n个线程来表示n个读者或写者。每个线程按相应测试数据文件的要求进行读写操作。读者-写者问题的读写操作限制：1)写-写互斥，即不能有两个写者同时进行写操作。2)读-写互斥，即不能同时有一个线程在读，而另一个线程在写。3)读-读允许，即可以有一个或多个读者在读。读读者者优优先先的的附附加加限限制制：如果一个读者申请进行读操作时已有另一个读者正在进行读操作，则该读者可直接开始读操作。但任何写者必须等到没有读者时才能开始写操作。运行结果显示要求运行结果显示要求要求在每个线程创建、发出读写操作申请、开始读写操作和结束读写操作时分别显示一行提示信息，以确定所有处理都遵守相应的读写操作限制。测试数据文件包括n行测试数据，分别描述创建的n个线程是读者还是写者，以及读写操作的开始时间和持续时间。每行测试数据包括四个字段，各个字段间用空格分隔。第一字段为一个正整数，表示线程序号。第二字段表示相应线程角色，R表示读者，W表示写者。第三字段为一个正数，表示读写操作的开始时间：线程创建后，延迟相应时间(单位为秒)后发出对共享资源的读写申请。第四字段为一个正数，表示读写操作的持续时间。当线程读写申请成功后，开始对共享资源的读写操作，该操作持续相应时间后结束，并释放共享资源。测试数据随机生成，为简化起见，假设每个线程只执行一次读或写操作，之后运行结束。例子例子：线程序号线程序号 角色角色 何时开始读写何时开始读写 读写持续时间读写持续时间1R352R453W524R1035W1136R134可能用到的可能用到的API函数：函数：CreateThread()在调用进程的地址空间上创建一个线程ExitThread()用于结束当前线程Sleep()可在指定的时间内挂起当前线程CreateMutex()创建一个互斥对象，返回对象句柄OpenMutex()打开并返回一个已存在的互斥对象句柄，用于后续访问ReleaseMutex()释放对互斥对象的占用，使之成为可用WaitForSingleObject()可在指定的时间内等待指定对象为可用状态InitializeCriticalSection()初始化临界区对象EnterCriticalSection()等待指定临界区对象的所有权LeaveCriticalSection()释放指定临界区对象的所有权CreateSemaphore()创建一个信号量对象ReleaseSemaphore()将所指信号量加上指定大小的一个量