操作系统课程设计吃水果问题完整版

1、沈阳理工大学课程设计专用纸 1目目录录1 题目内容及要求题目内容及要求.21.1题目名称.21.2题目描述.21.3解题思路.21.4程序清单.61.5提交结果框图.162 总结总结.203 参考文献参考文献.20沈阳理工大学课程设计专用纸 21 题目内容及要求题目内容及要求1.1 题目名称题目名称进程同步模拟设计:吃水果问题1.2 题目描述题目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的橘子，两个女儿专门等吃盘子中的苹果。1.3 解题思路解题思路将问题转换为信号量上的资源分配类型问题: 这是

2、进程同步问题的模拟，可以把向盘子放或取水果的每一个过程可以转为一个进程的操作，这些进程是互斥的，同时也存在一定的同步关系。通过编程实践时，实际是随机的调用人一个进程的操作，而这些进程的操作相当于程序中的函数调用。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。同步的模拟可以类似于函数调用时的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的调用来实现。 具体的每一个操作的对应的函数的关系： 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

3、苹果：Daugther1()儿子 1 从盘子取一个苹果：Daugther2()沈阳理工大学课程设计专用纸 3具体实现方案: (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 的最大值为2，当为 2 时表示盘子已经满，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 分别表示盘子中的橘子和苹果数目，初始都为 0，Plate_Size=apple+orange。(

4、3)用 6 个 bool 型的变量 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，若有取水果的操作将自动执行等待的放水果进程，执行按等待的先后顺序；两个取苹果或橘子进程同时候处于等待状态，若有放苹果或橘子的操作将自动执行等待的取进程，进行按等待的先后顺序。(5)用一个随机的函数产生 05 的 6 个整数，分别对应六个进程的调用。沈阳理工大学课程设计专用纸 4放水果操作流程图设计(以 Father 为例

5、,Mother 类似):否Father 操作：Plate_Size=2否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Father 进程调用：apple+1Plate_Size+1,Print()函数调用返回 图 1 Father 放水果操作流程图沈阳理工大学课程设计专用纸 5取水果操作流程图设计(以 Son 为例,Daughter 类似):Son 操作：orange=0否否Father 或 Mother 处于等待状态是按等待先后顺序调用Father 或 Mother 操作是Son 进程

6、处于等待状态Son 进程调用：orange-1Plate_Size-1,Print()函数调用返回 图 2 Son 取水果(橘子)操作流程图沈阳理工大学课程设计专用纸 61.4 程序清单程序清单#include #include #include #include int apple=0;int orange=0;bool Father_lag;bool Mother_lag;bool Son1_lag;bool Son2_lag;int son_a;int Daughter_b;bool Daughter1_lag;bool Daughter2_lag;void Print()cout 现在

7、盘子里有apple个苹果,orange个橘子,共有apple+orange个水果.endl;if(Father_lag=true)cout Father 进程处于等待状态,endl;if(Mother_lag=true)cout Mother 进程处于等待状态,endl;if(Son1_lag=true)cout Son1 进程处于等待状态,endl;if(Son2_lag=true) cout Son2 进程处于等待状态, endl;if(Daughter1_lag=true)cout Daughter1 进程处于等待状态,endl;if(Daughter2_lag=true)cout Da

8、ughter2 进程处于等待状态,endl;if(Father_lag=false)&(Mother_lag=false)&(Son1_lag=false)&(Son2_lag=false)&(Daughter1_lag=false)&(Daughter2_lag=false)!=true)coutendl;void Father() /Father 进程apple+;Print();void Mother() /Mother 进程orange+;沈阳理工大学课程设计专用纸 7Print();void Son1() /Son1 进程orange-;Pri

9、nt();void Son2() /Son2 进程orange-;Print();void Daughter1() /Daughter1 进程apple-;Print();void Daughter2() /Daughter2 进程apple-;Print();void main()int i;int Plate_Size;/水果数量int MonFa_c;/用于爸爸妈妈等待次序的区别int Son_a;/用于两个儿子等待次序的区别int daughter_b;/用于两个女儿等待次序的区别int k;/产生进程调用的数量srand(unsigned)time(NULL);/srand()函数产

10、生一个以当前时间开始的随机种子 for(k=0;k10;k+) coutendl;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:cout Father 调用.endl;沈阳理工大学课程设计专用纸 8if(Plate_Size=2)Father_lag=true;/Father()等待Print();if(Mother_lag=false)MonFa_c=1;elseFather();if(Daughter1_lag=true)&(Daughter2_lag=true)if(

11、Daughter_b=1)Daughter1_lag=false;/Daughter1 等待取消cout 处于等待的 Daughter1 自动被调用endl;Daughter1(); /处于等待的 Daughter1 自动调用Daughter_b=2;else Daughter2_lag=false;/Daughter2 等待取消cout 处于等待的 Daughter2 自动被调用endl;Daughter2(); /处于等待的 Daughter2()自动调用Daughter_b=1;elseif(Daughter1_lag=true)Daughter1_lag=false;/Daughter

12、1 等待取消cout 处于等待的 Daughter1 自动被调用endl;Daughter1(); /处于等待的 Daughter1()自动调用Daughter_b=0;else if(Daughter2_lag=true)Daughter2_lag=false;/Daughter2 等待取消cout 处于等待的 Daughter1 自动被调用endl;沈阳理工大学课程设计专用纸 9Daughter2(); /处于等待的 Daughter2()自动调用Daughter_b=0;break;case 1:cout Mother 调用.endl;if(Plate_Size=2)Mother_lag

13、=true; /等待Print();if(Father_lag=false)MonFa_c=2;elseMother();if(Son1_lag=true)&(Son2_lag=true)if(Son_a=1)Son1_lag=false;/Son1 等待取消cout 处于等待的 Son1 自动被调用endl;Son1(); /处于等待的 Son1()自动调用Son_a=2;else Son2_lag=false;/Son2 等待取消cout 处于等待的 Son2 自动被调用endl;Son2(); /处于等待的 Son2()自动调用Son_a=1;else if(Son1_lag=t

14、rue)Son1_lag=false; /Son1 等待取消cout 处于等待的 Son1 自动被调用endl;沈阳理工大学课程设计专用纸 10Son1(); /处于等待的 Son1()自动调用Son_a=0;else if(Son2_lag=true)Son2_lag=false; /Son2 等待取消cout 处于等待的 Son2 自动被调用endl;Son2(); /处于等待的 Son2()自动调用Son_a=0;break;case 2: cout Son1 调用.endl;if(orange=0)Son1_lag=true; /Son1 处于等待Print();if(Son2_lag

15、=false)Son_a=1; /用于判断 Son1 和 Son2 等待的先后性elseSon1();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 处于等待的 Father 自动被调用endl;Father();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 处于等待的 Mother 自动被调用e

16、ndl;Mother();沈阳理工大学课程设计专用纸 11MonFa_c=1;elseif(Father_lag=true) /只有 Father 处于等待，调用Father_lag=false;cout 处于等待的 Father 自动被调用endl;Father();MonFa_c=0;else if(Mother_lag=true)/只有 Mother 处于等待，调用Mother_lag=false;cout 处于等待的 Mother 自动被调用endl;Mother();MonFa_c=0;break;case 3:cout Son2 调用.endl;if(orange=0)Son2_l

17、ag=true; /Son2 处于等待Print();if(Son1_lag=false)Son_a=2;elseSon2();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 处于等待的 Father 自动被调用endl;沈阳理工大学课程设计专用纸 12Father();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=fa

18、lse;cout 处于等待的 Mother 自动被调用endl;Mother();MonFa_c=1;elseif(Father_lag=true) /只有 Father 处于等待，调用Father_lag=false;cout 处于等待的 Father 自动被调用endl;Father();MonFa_c=0;else if(Mother_lag=true) /只有 Mother 处于等待，调用Mother_lag=false;cout 处于等待的 Mother 自动被调用endl;Mother();MonFa_c=0;break;case 4:cout Daughter1 调用.endl;

19、if(apple=0)Daughter1_lag=true; /Daughter1 等待Print();if(Daughter2_lag=false)Daughter_b=1;else沈阳理工大学课程设计专用纸 13Daughter1(); 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 处于等待的 Father 自动被调用endl;Father();MonFa_c=2;else /Father 和 M

20、other 同时处于等待，但 Mother 先等待，因此先调用Mother_lag=false;cout 处于等待的 Mother 自动被调用endl;Mother();MonFa_c=1;elseif(Father_lag=true) /只有 Father 处于等待，调用Father_lag=false;cout 处于等待的 Father 自动被调用endl;Father();MonFa_c=0;else if(Mother_lag=true) /只有 Mother 处于等待，调用Mother_lag=false;cout 处于等待的 Mother 自动被调用endl;Mother();Mo

21、nFa_c=0;break;case 5:沈阳理工大学课程设计专用纸 14cout Daughter2 调用.endl;if(apple=0)Daughter2_lag=true;/Daughter2 等待Print();if(Daughter1_lag=false)Daughter_b=2;elseDaughter2();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 处于等待的 Father 自动被调用

22、endl;Father();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 处于等待的 Mother 自动被调用endl;Mother();MonFa_c=1;else if(Father_lag=true) /只有 Father 处于等待，调用 Father_lag=false;cout 处于等待的 Father 自动被调用endl;Father();MonFa_c=0;else if(Mother_lag=true) /只有 Mother 处于等待，调用 Mother_lag=false;cout 处于等待的 Mother 自动被调用endl;沈阳理工大学课程设计专用纸 15Mother();MonFa_c=0;break;沈阳理工大学课程设计专用纸 161.5 提交结果框图提交结果框图由于程序