操作系统课程设计-读者写者问题.docx

冬的工学大举
计算机与信息学院
操作系统课程设计报告
开题报告
该项课程设计的意义；
更加深入的了解读者写者问题的算法；
加深对线程，进程的理解；
加深对“线程同步”概念的理解，理解并应用“信号量机制” ；
熟悉计算机对处理机的管理，了解临界资源的访问方式；
了解C++中线程的实现方式，研读 API。
课程设计的任务
多进程 /线程编程：读者 -写者问题。
设置两类进程 /线程，一类为读者，一类为写者；
随机启动读者或写者；
显示读者或写者执行状态；
随着进程 /线程的执行，更新显示；
相关原理及算法描述；
整体概况：
该程序从大体上来分只有两个模块 ,即“读者优先”和“写者优先”模块 .
读者优先：
如果没有写者正在操作，则读者不需要等待，用一个整型变量 readcount 记录
读者数目，用于确定是否释放读者线程， readcount 的初值为 0. 当线程开始调入时 .
每个读者准备读 . 等待互斥信号 ,保证对 readcount 的访问 ,修改互斥 .即 readcount++.
而当读者线程进行读操作时 ,则读者数目减少 (readcount--). 当 readcout=0 时， 说明所
有的读者都已经读完，离开临界区唤醒写者 (LeaveCriticalSection(&RP_Write);), 释
放互斥信号 (ReleaseMutex(h_Mutex)).
还需要一个互斥对象 mutex 来实现对全局变量 Read_count 修改时的互斥 . 另
外，为了实现写 -写互斥，需要增加一个临界区对象 Write 。当写者发出写请求时，
必须申请临界区对 象的所有权 。 通过这 种方法， 可以实现读-写互斥， 当
Read_count=1 时(即第一个读者到来时) ，读者线程也必须申请临界区对象的所有
权
写者优先：
写者优先与读者不同之处在于一旦一个写者到来，它应该尽快对文件进行写
操作， 如果有一个写者在等待， 则新到来的读者不允许进行读操作。 为此应当填加
一个整形变量 write_count ，用于记录正在等待的写者的数目， write_count 的初值
为 .只允许一个写者准备读 . 等待互斥信号 ,保证对 write_count
的访问 ,修改互斥 .即 write_count++. 而当写者线程进行读操作时 ,则相应写者数目减
少(write_count--).当write_count=0时，说明所有的读者都已经读完， 离开临界区唤
醒读者 ,释放互斥信号 .
为了实现写者优先， 应当填加一个临界区对象 read， 当有写者在写文件或等待
时，读者必须阻塞在 read 上。
开发环境；
VC++
预期设计目标；
读者 - 写者问题的读写操作限制（包括读者优先和写者优先）
. 写 -写互斥：不能有两个写者同时进行写操作
.读 -写互斥：不能同时有一个线程在读，而另一个线程在写。
.读 -读允许：可以有一个或多个读者在读。
若读者的优先权比写者高 , 如果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 .不必经过别的操件
若读者的优先权比写者高 ,如果第一个写者已经占有了文件的时候 .则别的读
者必需等待该操作完成后 .才能开始读操作 .
若写者的优先权比读者高 , 在一个写者提出要访问文件时， 就必须使其尽可能
的得到文件，而且不用调配。
完成课程设计的任务，实现读者写者问题的全部要求，同时可以实现“读者
优先”和“写者优先”两种情况，有时间的话，争取实现可视化图形界面。
课程设计报告
课程设计任务、要求、目的；
任务和要求：
多进程 /线程编程：读者 -写者问题。
设置两类进程 /线程，一类为读者，一类为写者；
随机启动读者或写者；
显示读者或写者执行状态；
随着进程 /线程的执行，更新显示；
目的：
更加深入的了解读者写者问题的算法；
加深对线程，进程的理解；
加深对“线程同步”概念的理解，理解并应用“信号量机制”
熟悉计算机对处理机的管理，了解临界资源的访问方式；
了解C++中线程的实现方式，研读 API。
原理及算法描述；
写者优先原理图：
初始化啮界区
读者优先原理图:
算法描述：
读者优先的附加限制：如果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。
写者优先的附加限制：如果一