操作系统课程设计进程同步模拟水果问题

1、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：计算机系专业：计算机科学与技术组别：第八组学生姓名 :韩伟伟学号 : 08407106起止日期:2011 年6月7日 2011 年6月22日指导教师 :王崇霞目录1需求分析 .31.1吃水果问题地描述 . .31.2问题地转换 .32功能设计 .42.1数据结构 .42.2模块说明 .42.3操作地流程图 .53开发平台及源程序地主要部分 . .63.1开发平台 .63.2源程序 .74测试用例 , 运行结果与运行情况分析 . .164.1测试用例 .164.2运行结果 .165自我评价与总结 .172进程

2、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.爸爸专门向盘子中放苹果,妈妈专门向盘子中放橘子,两个儿子专门等待吃盘子中地橘子 ,两个女儿专门等吃盘子中地苹果.1.2 问题地转换这是进程同步问题地模拟 ,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 ,同时也存在一定地同步关系 .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 .而计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

3、件 .这样进程同步模拟就完全可以通过函数地调用来实现 .具体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 从盘子取一个橘子： Daugther1()儿子 1 从盘子取一个橘子： Daugther2()32 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

4、,此时若进行放水果操作 ,放水果将处于等待状态；为 0 时表示盘子为空 ,此时若进行取水果操作 ,取水果操作将处于等待状态 .(2) 整型变量orange 和 apple 分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,若有取水果地操作将自动执行等待地放水果进程 ,执行按等待地先后顺

5、序； 两个取苹果或橘子进程同时候处于等待状态 ,若有放苹果或橘子地操作将自动执行等待地取进程,进行按等待地先后顺序 .(5)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.2.2 模块说明2.2.1 主函数用一个随机地函数产生 0 5 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 .2.2.26 个进程函数爸爸向盘子中放一个苹果操作：Father()妈妈向盘子中放一个橘子操作：Mother()4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

6、：Daugther1()女儿 2 从盘子取一个橘子操作：Daugther2()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否Father 进程调用： orange+1 Plate_Size+1,Print()函数调 用Daugther1或 Daugher2处于等待状态是按等待先后顺序调用 Daugther1 或 Daughter2 操作是Father 进程处于等待状否返回5232 取水果操作儿子 1 取橘子地操作流程图：Son1 操作：P

7、late_Size=2否Father 进程调用： orange+1 Plate_Size+1,Print()函数调 用Daugther1或 Daugher2处于等待状态是按等待先后顺序调用 Daugther1 或 Daughter2 操作是Father 进程处于等待状态否返回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+ 6.063.2 源程序3.2.1 各进程调用地函数void Father()/Father 进程apple+;void Mother() /Mother 进程orange+;voi

8、d 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 , 共有apple+orange个水果 .endl;if(Father_lag=true)coutFather 进程处于等待状态 ,;if(Mother_lag

9、=true)coutMother 进程处于等待状态 ,;if(Son1_lag=true)coutSon1 进程处于等待状态 ,;if(Son2_lag=true)7coutSon2 进程处于等待状态 , ;if(Daughter1_lag=true)coutDaughter1 进程处于等待状态 ,;if(Daughter2_lag=true)coutDaughter2 进程处于等待状态 ,;if(Father_lag=false)&(Mother_lag=false)&(Son1_lag=false)&(Son2_lag=false)&(Daughter1_lag=false)&(Daugh

10、ter2_lag=false)!=true)coutendl;3.2.3 主函数int main()int k;srand(unsigned)time(NULL);/srand()函数产生一个以当前时间开始地随机种子for(k=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;switch(i)case 0:coutFather 调用 .endl;if(Plate_Size=2)Father_lag=true;/Father()等待Print();if(Mother_lag=fals

11、e)MonFa_c=1;elseFather();Print();if(Daughter1_lag=true)&(Daughter2_lag=true)if(Daughter_b=1)Daughter1_lag=false;/Daughter1等待取消8cout处于等待地 Daughter1 自动被调用 endl; Daughter1(); /处于等待地 Daughter1自动调用Print();Daughter_b=2;elseDaughter2_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

12、地 Daughter2()自动调用 Print();Daughter_b=1;elseif(Daughter1_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()自动调用Print();Daughter_b=0;else if(Daughter2_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 Da

13、ughter2()自动调用Daughter_b=0;break;case 1:coutMother 调用 .endl;if(Plate_Size=2)Mother_lag=true; /等待Print();if(Father_lag=false)MonFa_c=2;else9Mother();Print();if(Son1_lag=true)&(Son2_lag=true)if(Son_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;elseSon2_l

14、ag=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;elseif(Son1_lag=true)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=0;else if(Son2_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Prin

15、t();Son_a=0;break;case 2:10coutSon1 调用 .endl;if(orange=0)Son1_lag=true;/Son1 处于等待Print();if(Son2_lag=false)Son_a=1;/用于判断 Son1 和 Son2 等待地先后性elseSon1();Print();if(Father_lag=true)&(Mother_lag=true)if(MonFa_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;Fathe

16、r();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;cout处于等待地 Mother 自动被调用 endl;Mother();Print();MonFa_c=1;elseif(Father_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 if(Mother_lag=true)/只有 Mother 处于等待 ,调用11M

17、other_lag=false;cout 处于等待地 Mother 自动被调用 endl;Mother();Print();MonFa_c=0;break;case 3:coutSon2 调用 .endl;if(orange=0)Son2_lag=true;/Son2 处于等待Print();if(Son1_lag=false)Son_a=2;elseSon2();Print();if(Father_lag=true)&(Mother_lag=true)if(MonFa_c=1)/Father 和 Mother 同时处于等待 ,但 Father先等待 , 因此先调用Father_lag=fal

18、se;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;cout处于等待地 Mother 自动被调用 endl;Mother();Print();MonFa_c=1;else12if(Father_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 if(

19、Mother_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;if(apple=0)Daughter1_lag=true;/Daughter1 等待Print();if(Daughter2_lag=false)Daughter_b=1;elseDaughter1();Print();if(Father_lag=true)&(Mother_lag=true)if(MonFa_

20、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13先调用Mother_lag=false;cout处于等待地 Mother 自动被调用 endl;Mother();Print();MonFa_c=1;elseif(Father_lag=true)/只有 Father处于等待 ,调用Father_lag=fal

21、se;cout处于等待地 Father 自动被调用 endl;Father();Print();MonFa_c=0;else if(Mother_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;if(apple=0)Daughter2_lag=true; /Daughter2 等待Print();if(Daughter1_lag=false)Daughter_b=2;els

22、eDaughter2();Print();if(Father_lag=true)&(Mother_lag=true)14if(MonFa_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;cout 处于等待地 Mother 自动被调用 endl;Mother();Print()

23、;MonFa_c=1;elseif(Father_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 if(Mother_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;return 0;154 测试用例 , 运行结果与运行情况分析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