2022年操作系统课程设计进程同步模拟水果问题 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 长治学院课程设计报告课程名称： 操作系统课程设计设计题目 ：进程同步模拟 吃水果问题系 别：运算机系专 业：运算机科学与技术组 别：第八组同学姓名 : 韩伟伟 学 号: 08407106 起止日期 :2022 年 6 月 7 日2022 年 6 月 22 日名师归纳总结 指导老师 :王崇霞第 1 页,共 20 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 目录 1 需求分析 3 1.1 吃水果问题地描述 3 1.2 问题地转换 3 2 功能设计 4 2.1 数据结构 4 2.2 模块说明 4 2.3 操作地流程图

2、 5 3 开发平台及源程序地主要部分 6 3.1 开发平台 6 3.2 源程序 7 4 测试用例 , 运行结果与运行情形分析 16 4.1 测试用例 16 4.2 运行结果 16 名师归纳总结 5 自我评判与总结18 第 2 页,共 20 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 进程同步模拟设计吃水果问题1 需求分析1.1 吃水果问题地描述桌子上有一只盘子 ,最多可容纳两个水果 ,每次只能放入或者取出一个水果 .爸爸特地向盘子中放苹果 ,妈妈特地向盘子中放橘子 ,两个儿子特地等待吃盘子中地橘子 ,两个女儿特地等吃盘子中地苹果 . 1.2 问题地转换这是进程

3、同步问题地模拟,可以把向盘子放或取水果地每一个过程可以转为一个进程地操作 ,这些进程是互斥地 ,同时也存在肯定地同步关系 .通过编程实践时 ,实际是随机地调用人一个进程地操作,而这些进程地操作相当于程序中地函数调用 .而运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 .同步地模拟可以类似于函数调用时地前提关系即先决条件 .这样进程同步模拟就完全可以通过函数地调用来实现 . 详细地每一个操作地对应地函数地关系：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 1 从盘子取一个橘子： Son1 儿子 2 从盘子取一个橘子： Son2 女儿 1 从盘子取一

4、个橘子： Daugther1 儿子 1 从盘子取一个橘子： Daugther2 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2 功能设计2.1 数据结构1用一个整型变量Plate_Size表示盘子 ,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地最大值为 2,当为 2 时表示盘子已经满 ,此时如进行放水果操作 ,放水果将处于等待状态；为 时如进行取水果操作 ,取水果操作将处于等待状态 . 0 时表示盘子为空 ,此2整型变量orange 和 apple 分

5、别表示盘子中地橘子和苹果数目,初始都为0,Plate_Size=apple+orange. 3用6个bool型地变量Father_lag,Mother_lag,Son1_lag,Son2_lag,Daughter1_lag,Daughter2_lag表示六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,如有取水果地操作将自动执行等待地放水果进程 ,执行按等待地先后次序；两个取苹果或橘子进程同时候处 于等待状态 ,如有放苹果或橘子地操作将自动执行等待地取进程 ,进行按等待地 先后次序 . 5用一个随机地函数产生 2.2 模块说明2.2.1 主

6、函数05 地 6 个整数 ,分别对应六个进程地调用 . 用一个随机地函数产生 05 地 6 个整数 ,分别对应六个进程地调用 ,调用地次数可以自己输入 ,本程序共产生了 10 次随机地调用进程 . 2.2.2 6个进程函数名师归纳总结 爸爸向盘子中放一个苹果操作：Father 第 4 页,共 20 页妈妈向盘子中放一个橘子操作：Mother - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 儿子 1 从盘子取一个橘子操作：Son1 儿子 2 从盘子取一个橘子操作：Son2 女儿 1 从盘子取一个橘子操作：Daugther1 女儿 2 从盘子取一个橘子操作：Daugth

7、er2 2.2.3Print 函数用于输出盘子中苹果和橘子地个数,水果总个数及有哪些进程处于等待状态. 2.3 操作地流程图231 放水果操作爸爸放苹果进程地操作流程图：Father操作：Plate_Size=2 是否 Father 进程处于等待状Father进程调用： orange+1 Plate_Size+1,Print函数调 用Daugther1 或 Daugher2 处 于等待状 态否是返回按等待先后次序调用Daugther1或 Daughter2操作名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 232 取水果操作儿子

8、 1取橘子地操作流程图：Son1操作：Plate_Size=2 是否 Father 进程处于等待状 态 Father进程调用： orange+1 Plate_Size+1,Print函数调 用Daugther1 或 Daugher2 处 于等待状 态否是返回按等待先后次序调用 Daugther1或 Daughter2操作3 开发平台及源程序地主要部分3.1 开发平台（1）使用系统： indows XP （2）使用语言： C+ （3）开发工具： Visual C+ 6.0 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.2 源

9、程序3.2.1 各进程调用地函数void Father /Father进程 apple+； void Mother /Mother 进程 orange+；void Son1 /Son1进程 orange-； void Son2 /Son2进程 orange-； void Daughter1 /Daughter1进程 apple-； void Daughter2 /Daughter2进程 apple-； 3.2.2Print 函数（打印盘子剩余水果及各进程等待状态）void Print / 打印盘子剩余水果及各进程地等待状态地进程 cout现在盘子里有apple 个苹果 ,orange 个橘子

10、, 共有apple+orange个水果 .endl；ifFather_lag=true coutFather进程处于等待状态 ,；ifMother_lag=true coutMother 进程处于等待状态 ,；ifSon1_lag=true coutSon1进程处于等待状态 ,；ifSon2_lag=true 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - coutSon2进程处于等待状态 , ；ifDaughter1_lag=true coutDaughter1进程处于等待状态 ,；ifDaughter2_lag=true c

11、outDaughter2进程处于等待状态 ,；ifFather_lag=false&Mother_lag=false&Son1_lag=false&Son2_ lag=false&Daughter1_lag=false&Daughter2_lag=false.=true coutendl； 3.2.3 主函数int main int k；srandunsignedtimeNULL；/srand函数产生一个以当前时间开头地随机 种子fork=0；k10；k+ int i；cout第k+1 次操作 :endl；i=rand%6； /随进生成 1-5. Plate_Size=apple+orange

12、；switchi case 0: coutFather调用 .endl； ifPlate_Size=2 Father_lag=true；/Father等待 Print；ifMother_lag=false MonFa_c=1； else Father；Print；ifDaughter1_lag=true&Daughter2_lag=true ifDaughter_b=1 Daughter1_lag=false；/Daughter1等待取消名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - cout处于等待地 Daughter1自动被

13、调用 endl；Daughter1； /处于等待地 Daughter1自动调用 Print；Daughter_b=2； else Daughter2_lag=false；/Daughter2等待取消 cout处于等待地 Daughter2自动被调用 endl；Daughter2； /处于等待地 Daughter2自动调用 Print；Daughter_b=1； else ifDaughter1_lag=true Daughter1_lag=false；/Daughter1等待取消 cout处于等待地 Daughter1自动被调用 endl；Daughter1； /处于等待地 Daughter1

14、自动调用 Print；Daughter_b=0； else ifDaughter2_lag=true Daughter2_lag=false；/Daughter2等待取消 cout处于等待地 Daughter1自动被调用 endl； Daughter2； /处于等待地 Daughter2自动调用 Daughter_b=0； break；case 1: coutMother 调用.endl；ifPlate_Size=2 Mother_lag=true； /等待 Print；ifFather_lag=false MonFa_c=2； else 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共

15、 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - Mother；Print；ifSon1_lag=true&Son2_lag=true ifSon_a=1 Son1_lag=false；/Son1等待取消 cout处于等待地 Son1自动被调用 endl；Son1； /处于等待地 Son1自动调用 Print；Son_a=2； else Son2_lag=false；/Son2等待取消 cout处于等待地 Son2自动被调用 endl；Son2； /处于等待地 Son2自动调用 Print；Son_a=1； else ifSon1_lag=true Son1_lag=false； /

16、Son1 等待取消 cout处于等待地 Son1自动被调用 endl；Son1； /处于等待地 Son1自动调用 Print；Son_a=0； else ifSon2_lag=true Son2_lag=false； /Son2 等待取消 cout处于等待地 Son2自动被调用 endl；Son2； /处于等待地 Son2自动调用 Print；Son_a=0； break；case 2: 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - coutSon1 调用.endl；iforange=0 Son1_lag=true； /So

17、n1处于等待 Print；ifSon2_lag=false Son_a=1； /用于判定 Son1和 Son2等待地先后性 else Son1；Print；ifFather_lag=true&Mother_lag=true ifMonFa_c=1 /Father 和 Mother 同时处于等待 ,但 Father先等待 ,因此先调用 Father_lag=false； cout处于等待地 Father自动被调用 endl； Father； Print； MonFa_c=2； else /Father和 Mother 同时处于等待 ,但 Mother 先等待 ,因此先调用 Mother_lag=

18、false；cout处于等待地 Mother 自动被调用 endl；Mother； Print；MonFa_c=1； else ifFather_lag=true /只有 Father处于等待 ,调用 Father_lag=false；cout处于等待地 Father自动被调用 endl；Father；Print；MonFa_c=0； else ifMother_lag=true/只有 Mother 处于等待 ,调用 Mother_lag=false；名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - cout处于等待地 Moth

19、er 自动被调用 endl；Mother；Print；MonFa_c=0； break；case 3: coutSon2 调用.endl；iforange=0 Son2_lag=true； /Son2处于等待 Print；ifSon1_lag=false Son_a=2； else Son2；Print；ifFather_lag=true&Mother_lag=true ifMonFa_c=1/Father 和 Mother 同时处于等待 ,但 Father先等待 ,因此先 调用 Father_lag=false；cout处于等待地 Father自动被调用 endl；Father；Print；

20、MonFa_c=2； else /Father和 Mother 同时处于等待 ,但 Mother 先等待 ,因此先调用 Mother_lag=false； cout处于等待地 Mother 自动被调用 endl； Mother； Print； MonFa_c=1； else ifFather_lag=true /只有 Father处于等待 ,调用名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - Father_lag=false；cout处于等待地 Father自动被调用 endl；Father；Print；MonFa_c=0；

21、else ifMother_lag=true /只有 Mother 处于等待 ,调用 Mother_lag=false；cout处于等待地 Mother 自动被调用 endl；Mother；Print；MonFa_c=0； break；case 4: coutDaughter1调用 .endl； ifapple=0 Daughter1_lag=true； /Daughter1 等待 Print； ifDaughter2_lag=false Daughter_b=1； else Daughter1； Print； ifFather_lag=true&Mother_lag=true ifMonFa

22、_c=1 /Father和 Mother 同时处于等待 ,但 Father先 /等待 ,因此先调用 Father_lag=false； cout处于等待地 Father自动被调用 endl； Father； Print； MonFa_c=2； else /Father和 Mother 同时处于等待 ,但 Mother 先等待 ,因此先调用 Mother_lag=false；名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - endl；cout 处 于 等 待 地Mother 自 动 被 调 用Mother；Print；MonFa_

23、c=1； else ifFather_lag=true /只有 Father处于等待 ,调用 Father_lag=false；Father 自 动 被 调 用cout 处 于 等 待 地endl；Father；Print； MonFa_c=0；else ifMother_lag=true /只有 Mother 处于等待 ,调 用 Mother_lag=false；cout 处 于 等 待 地 Mother 自 动 被 调 用 endl；Mother；Print；MonFa_c=0； break； case 5: coutDaughter2调用 .endl； ifapple=0 Daughte

24、r2_lag=true；/Daughter2等待 Print；ifDaughter1_lag=false Daughter_b=2； else Daughter2；Print；名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - ifFather_lag=true&Mother_lag=true ifMonFa_c=1 /Father和 Mother 同时处于等待 ,但 Father先等待 , 因此先调用 Father_lag=false；cout处于等待地 Father 自动被调用 endl；Father；Print；用 MonF

25、a_c=2； else /Father和 Mother 同时处于等待 ,但 Mother 先等待 ,因此先调 Mother_lag=false；cout处于等待地 Mother 自动被调 用endl；Mother；Print；MonFa_c=1； else 用ifFather_lag=true /只有 Father处于等待 ,调 Father_lag=false；endl；cout处于等待地Father 自动被调用Father；Print；MonFa_c=0； 调用 else ifMother_lag=true /只有 Mother 处于等待 , Mother_lag=false；用endl；

26、cout处于等待地Mother 自动被调Mother；Print；MonFa_c=0； 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - break； return 0； 4 测试用例 , 运行结果与运行情形分析4.1 测试用例由于程序是模拟产生 10 次随机地操作 ,执行相应地函数来模拟进程同步 .可以将程序运行两次将会得到不同地结果 . 4.2 运行结果名师归纳总结 第一次运行结果如图1 为：第 16 页,共 20 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 图 1 名师归纳总结 其次次运行

27、结果如图2 为：第 17 页,共 20 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 图 2 5 自我评判与总结此次试验是完全在自己独立完成地,第一在分析问题并把问题转化为编程问题,我觉得个人把握地很好 ,对进程同步模拟懂得地比较透彻；其次我用了个随机函数名师归纳总结 来调用相应地进程函数,这对进程间地同步和等待状态有很好地说明,和非常地第 18 页,共 20 页全面；再次我设了六个bool 型地变量来表示各进程时候处于等待状态,仍设置了相应地整型变量来解决等待进程在适当地条件下自动调用地先后问题.这些我个人认为我设计地比较杰出. - - - - - - -精选

28、学习资料 - - - - - - - - - 也有不足之处 ,由于各进程调用是随机地 ,在某个处于等待状态时 ,可以仍能被调用 ,事实上这不是很合理 .由于处于等待状态地进程就不行能在被安排调用 .再有就是程序有些代码部分有重地 ,可以把这些重复执行地代码写成函数 ,需要用时直接调用代码函数 . 这次自己地收成仍是不小,第一使我提高了分析问题,并依据需求转化成相应地程序结构地才能；其次也丰富了自己编写程序,调试程序地体会 ,这使得我编程时可能显现地错误地熟悉 ,并如何去防止产生了新地熟悉 . 对于此题我觉得除了可以用随机函数来产生随机数来调用相应地进程函数 ,也可以用人输入地方式来挑选调用相应

29、地进程函数 步地模拟可能会更加透彻 . ,这样可以会麻烦些 ,不过对进程同总地来说这次试验比较胜利,加深我了进程地懂得,同时也提高了自己地编程地才能 .编程是个长期地过程 ,平常要多去动手实践 ,去提高自己分析问题、发名师归纳总结 现问题、解决问题地才能. 第 19 页,共 20 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 指导老师评语 ：指导老师签名：年月日名师归纳总结 成项目权重成果第 20 页,共 20 页1、设计过程中出勤、学习态度等方面0.1 绩2、设计技术水平0.4 评3、编程风格0.2 定4、设计报告书写及图纸规范程度0.3 总成绩- - - - - - -