计算机操作系统课程设计报告.docx

操 作 系 统 设 计 报 告
姓名：韦
学号：5
Word资料
日期：2013年12月30日
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第1章需求分析 !未定义书签。
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错•误!未定义书签。
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第2章 概要设计 !未定义书签。
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第3章 详细设计 !未定义书签。
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第4章 程序运行结果和分析 ■•未定义书签。
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第 5章 总结与体会 !未定义书签。
附录：源程序 错误!.未定义书签。
第1章需求分析

用多线程同步方法解决生产者-消费者问题

通过编程实现生产者与消费者问题，了解进程同步的概念，理解信号量机 制的原理。
掌握运用信号量解决进程同步问题的方法， 学会运用进程的同步于互斥结 局生产者与消费者的冲突问题。
通过研究Linux的线程机制和信号量实现生产者消费者问题的并发控制。


Fedora 10操作系统

Vi编辑器，gcc编译器

有界缓冲区设有20个存储单元，放入/取出的数据项设定为1-20这20个 整型数。
每个生产者和消费者对有界缓冲区进行操作后， 即时显示有界缓冲区的全 部容、当前指针位置和生产者/消费者线程的标识符。
生产者和消费者各有两个以上。
多个生产者或多个消费者之间须共享对缓冲区进行操作的函数代码。
第2章概要设计


在同一个进程地址空间执行的两个线程，生产者生产物品，然后将物品放置
在一个空缓冲区中供消费者线程消费。 消费者线程从缓冲区中获得物品，然后释 放缓冲区，当生产者线程生产物品时，如果没有空缓冲区可用，那么生产者线程 必须等待消费者线程释放出一个空缓冲区，当消费者线程消费物品时，如果没有 满的缓冲区，那么消费者线程将被阻塞，知道新的物品被生产出来，我的具体做 法也是如此，建立缓冲区，生产者生产的产品放入，消费者从中取产品，如果没 有广品，则等待。

要实现生产者与消费者的互斥关系,生产者和消费者进程之间必须满足两个 同步条件：，消费者才可以 从中提取消息，否则消费者必须等待。
时，生产者才可以把消息放入缓冲区中，否则生产者必须等待。
要满足第一个同步条件，设置一个同步信号量 full_sem，它的值为20时整
个缓冲区满，这个资源是消费者进程所拥有，消费者进程可以申请资源，对它做 P操作；另外一个信号量 empty_sem，它的初值为20,表示整个缓冲区都是空 的。可以用full_sem表示空缓冲区数量，empty_sem表示满缓冲区数量，另外 有界缓冲区是一个临界资源，必须互斥使用，所以必须再设置一个互斥信号量 mux，初值为1。
在生产者/消费者问题中，信号量实现两种功能，首先，它是跟踪资源的生 产和消费的计数器，其次，它是协调产品的生产者和消费者之间动作同步的同步 器。消费者通过再一指派给它的信号量上做 P操作来表示消耗资源，而生产者通 过再同一个信号量上做 V操作来表示生产资源。而这种信号量的实施中，计数 在每次P操作后减1,而在每次V操作后加1。这个计数器的初始值是可利用的 资源数目，当资源是不可利用时，将申请资源的进程防止在等待队列中， 如果有 一个资源释放，在等待队列中的第一个进程被唤醒并得到资源的控制权。
假定在生产者和消费者之间的公用缓冲区中， 具有n个缓冲区，这时可以利
用互斥信号量mutex实现诸进程对缓冲区的互斥使用，利用信号量empty和full 分别表示缓冲池中空缓冲区和满缓冲区的数