操作系统课程设计--读者-写者问题.doc

操作系统课程设计报告
一、操作系统课程设计任务书
读者-写者问题实现
设计目的
通过实现经典的读者写者问题,巩固对线程及其同步机制的学****效果,加深对相关基本概念的理解,并学****如何将基本原理和实际设计有机的结合。
2 设计要求
在Windows 2000/XP环境下,使用多线程和信号量机制实现经典的读者写者问题,每个线程代表一个读者或一个写者。
每个线程按相应测试数据文件的要求,进行读写操作。请用信号量机制分别实现读者优先和写者优先的读者-写者问题。
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,即不能同时有一个读者在读,同时却有一个写者在写
(3)读-读允许,即可以有二个以上的读者同时读
读者优先的附加限制:如果一个读者申请进行读操作时已有另一读者正在进行读操作,则该读者可直接开始读操作。
写者优先的附加限制:如果一个读者申请进行读操作时已有另一写者在等待访问共享资源,则该读者必须等到没有写者处于等待状态后才能开始读操作。
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,以确信所有处理都遵守相应的读写操作限制。
3 测试数据文件格式
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 表示读者是,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,延时相应时间(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。下面是一个测试数据文件的例子:
1 r 3 5
2 w 4 5
3 r 5 2
4 r 6 5
5 w 3
4 相关API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
文件系统的设计
通过对文件系统的设计,加深理解文件系统的内部功能及内部实现。文件系统的设计内容较多,可划分为:子目录管理、目录项结构、文件分配表(FAT)作用、创建文件、文件复制、文件头结构、程序加载方法、内存驻留(TSR)方法等,学生可相互配合,每人选做其中的某个部分。
(一)、子目录管理
1、目的:了解并掌握DOS创建和撤消子目录的方法及有关子目录操作的系统功能。
2、内容:用DOS功能调用39H和3AH来创建和撤消子目录,以及用3BH来改变当前目录。
创建指定子目录
撤消子目录
指定子目录为当前目录
(二)、目录项结构
1、目的:了解目录项中文件属性的含义及如何修改文件属性的方法。
2、内容:用DOS功能调用43H来获取并修改文件属性。
(三)、文件分配表(FAT)作用
1、目的:了解FAT作用,掌握通过FDT、FAT恢复被删除文件的方法,特别第二个FAT在恢复被删除文件中所起的作用。
2、内容:根据第二个FAT表,利用FDT的保留域快速恢复被删除文件。
(四)、创建文件
1、目的:了解如何在DOS下创建一个新文件以及由键盘上输入该文件内容的整个过程。
2、内容:由DOS功能调用建立一个文本文件,由键盘输入该文件内容。
(五)、文件复制
1、目的:掌握文件复制的一般方法及DOS文件管理功能调用的使用。
2、内容:
读一个文本文件的内容,将该文件内容拷贝到另一个文件中。
读源文件内容送入内存缓冲区,将缓冲区内容写入目的文件上,从而完成文件的拷贝。
(六)、文件头结构
1、目的:进一步了解EXE文件特点,掌握EXE文件添加程序的方法。
2、内容:给任意一个EXE文件添加一段程序。
(七)、程序加载方法
1、目的:了解在当前程序中加载其他程序的一般方法;加深对EXEC功能调用的掌握;了解FCB的文件操作方式;了解内存管理功能调用。