操作系统吃水果问题

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：进程同步模拟一一吃水果问题系 别：计算机系专 业：计算机科学与技术组 别：第8组学生姓名：# 学 号：123456123起止日期:2011 年6月28日2011年7月3且指导教师:¥¥¥目录第一章具体设计任务和开发环境 31.1 任务称述 3.1.2 开发环境 3.第二章基本思路及所涉及的相关理论 32.1 吃水果问题的转换3.2.2 数据结构 4.2.2.1 吃水果问题的数据结构4.第三章方案设计 43.1 主函数 4.3.2 6个进程函数4.3.3 Print 函数 5.3.4 取水果操作5.第四章 具体

2、配置及实现步骤； 64.1 儿子取水果实现6.4.2 运行结果 1.1.5.1过程中出现的问题及相应解决办法 1.3第六章 个人体会及建议 136.1个人体会 1.3.6.1建议 1.4.参考文献 14第一章 具体设计任务和开发环境1.1 任务称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。1.2 开发环境( 1) 使用系统：W indows XP( 2) 使用语言：C+( 3) 开发工具：Visual C+ 6.0第二章 基本思路及所涉及的相关理论2.

3、1 吃水果问题的转换进程的操作，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从盘子取一个苹果：Daugther1()儿子1从盘子取一个苹果：Daugt

4、her2()2.2 数据结构2.2.1 吃水果问题的数据结构(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 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 。(3) 用 6 个 bool 型的变量 Father_lag

5、 ， 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0 5 的 6 个整数，分别对应六个进程的调用。第三章 方案设计3.1 主函数用一个随机的函数产生0 5 的 6 个整数， 分别对应六个进程的调用，

6、 调用的次数可以自己输入，本程序共产生了10 次随机的调用进程。3.2 6 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()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：Daugther1()女儿2从盘子取一个橘子操作：Daugther2()3.3 Print 函数用于输出盘子中苹果和橘子的个数，水果总个数及有哪些进程处于等待状态。3.4 取水果操作儿子1或2取橘子的操作流程图:17 / 15Father 进程调用：orange+1Plate_Size+1,Print()函数调用

7、Daugtherl 或 Daugher2 处于等待状态按等待先后顺序调用Daugtherl 或 Daughter2 操作第四章 具体配置及实现步骤；4.1 儿子取水果实现程序代码如下：#include <iostream>#include <ctime>#include <cstdlib>#include <cmath>using namespace std;int apple=0;int orange=0;bool Father_lag;bool Mother_lag;bool Son1_lag;bool Son2_lag;int son_a;

8、int Daughter_b;bool Daughter1_lag;bool Daughter2_lag;/3.2.1 Print 函数(打印盘子剩余水果及各进程等待状态)void Print()cout<<" 现 在 盘 子 里 有 "<<apple<<" 个 苹 果 ,"<<orange<<" 个 橘 子 ,"<<" 共 有<<apple+orange<<" 个水果 ."<<endl;if(Fa

9、ther_lag=true)cout<<"Father 进程处于等待状态,"if(Mother_lag=true)cout<<"Mother 进程处于等待状态,"if(Son1_lag=true)cout<<"Son1 进程处于等待状态,"if(Son2_lag=true)cout<<"Son2 进程处于等待状态, "if(Daughter1_lag=true)cout<<"Daughter1 进程处于等待状态,"if(Daughter

10、2_lag=true)cout<<"Daughter2 进程处于等待状态,"if(Father_lag=false)&&(Mother_lag=false)&&(Son1_lag=false)&&(Son 2_lag=false)&&(Daughter1_lag=false)&&(Daughter2_lag=false)!=true) cout<<endl;/3.2.2 各进程调用的函数void Father() /Father 进程apple+;Print();void

11、 Mother() /Mother 进程orange+;Print();void Son1() /Son1 进程orange-;Print();void Son2() /Son2 进程orange-;Print();void Daughter1() /Daughter1 进程apple-;Print();void Daughter2() /Daughter2 进程apple-;Print();/3.2.3 主函数void main()int k;int i;int Plate_Size;int MonFa_c;int Son_a;srand(unsigned)time(NULL);/srand

12、() 函数产生一个以当前时间开始的随机种子for(k=0;k<10;k+)cout<<"第"<<k+1<<"次操作:"<<endl;i=rand()%2+2;/ 随进生成 2 或 3Plate_Size=apple+orange;if(i=2)cout<<"Son1 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Soni和Son

13、2等待的先后性if(Plate_Size<2)if(rand()%2=1)Father();elseMother();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();Print();MonFa_c=2;else /Father 和 Mother 同时处于

14、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();Print();MonFa_c=1;elseif(Father_lag=true) / 只有 Father 处于等待，调用Father_lag=false;cout<<" 处于等待的 Father 自动被调用 "<<endl;Father();Print();MonFa_c=0;else if(Mother_lag=true)/ 只有 Mother

15、 处于等待，调用Mother_lag=false;cout<<" 处于等待的 Mother 自动被调用 "<<endl;Mother();Print();MonFa_c=0; elsecout<<"Son2 调用 ."<<endl;if(orange=0)Son2_lag=true; /Son2 处于等待if(Son1_lag=false)Son_a=2;if(Plate_Size<2)if(rand()%2=1)Father();elseMother();elseSon2();if(Father_l

16、ag=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();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<<" 处于等待的 Mother 自动被调用 "&

17、lt;<endl;Mother();Print();MonFa_c=1;elseif(Father_lag=true) / 只有 Father 处于等待，调用Father_lag=false;cout<<" 处于等待的 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<<" 处于等待的 Mother 自动被调用 "<<endl

18、;Mother();Print();MonFa_c=0;4.2 运行结果第一次运行结果第二次运行结果I i皿|一：阡艮有1个苹果.H个橘子.共有1个水果.ik JIE- 4.土心 士,0个态4n2至金7苹果果（橘了 .共*水D.苛状存，的心进程处干等待状态,rss anuf keu to contInue士趣字等书工i ：来果，&个橘壬挂有2汽小畀上 工蛙侬于等待漱石泮。心隹程处于事得状态.答喇石!在前干胄有匕i'苹果，g个橘子,共有2个水具.©0S©5AH O U LINOes ktop中客、De bu q|Cp pl.exe *些W1调用.见在包子田有归

19、批果一，出个牌子，“稗2金亦果. on 1旌程姓T M诗侬.孰必迸程处T等待壮志. 白例何仁麒麟：R1调用.见在甚d里有力-苹果.0个橘” 华有力金在昌. 口山井程处干等诗状本na阚筋F生卷状蕊 月7次每祚：第五章 调试由于程序是模拟产生10 次随机的操作，执行相应的函数来模拟进程同步。可以将程序运行两次将会得到不同的结果。5.1 过程中出现的问题及相应解决办法第六章 个人体会及建议6.1 个人体会此次试验是完全在自己独立完成的， 首先在分析问题并把问题转化为编程问题，我觉得个人把握的很好，对进程同步模拟理解的比较透彻；其次我用了个随机函数来调用相应的进程函数，这对进程间的同步和等待状态有很好的说明，和十分的全面；再次我设了六个bool 型的变量来表示各进程时候处于等待状态，还设置了相应的整型