武汉理工大学--进程同步模拟设计-——吃水果问题

1、精选优质文档-倾情为你奉上进程同步模拟设计 吃水果问题1需求分析1.1吃水果问题的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。1.2问题的转换 这是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

2、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：Daugther2()2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

3、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，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

4、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。2.2模块说明(1)main函数: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，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。(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）Print函数：用于输

5、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。2.3 操作的流程图(1)放水果操作 爸爸放苹果进程的操作流程图： Father操作：Plate_Size=2否否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：orange+1Plate_Size+1,Print()函数调用返回(2)取水果操作 儿子1取橘子的操作流程图 Son1操作：Plate_Size=2否否Daugther1或Daugher2处于等待状态是按等待先后顺序调用Daugther1或Daughter2操

6、作是Father进程处于等待状态Father进程调用：orange+1Plate_Size+1,Print()函数调用返回3开发平台及源程序的主要部分3.1开发平台 （1）使用系统：windows7（2）使用语言：C+（3）开发工具：Microsoft Visual C+ 2012 Express3.2源程序主要部分 （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,&

7、quot;<<"共有"<<apple+orange<<"个水果."<<endl;if(Father_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

8、状态, "if(Daughter1_lag=true)cout<<"Daughter1进程处于等待状态,"if(Daughter2_lag=true)cout<<"Daughter2进程处于等待状态,"if(Father_lag=false)&&(Mother_lag=false)&&(Son1_lag=false)&&(Son2_lag=false)&&(Daughter1_lag=false)&&(Daughter2_lag=false)

9、!=true) cout<<endl;（2）各进程调用的函数void Father() apple+;Print();void Mother()orange+;Print();void Son1() orange-;Print();void Son2() orange-;Print();void Daughter1() apple-;Print();void Daughter2()apple-;Print();（3）主函数void main() int k; int i; int Plate_Size; int MonFa_c; int Son_a; srand(unsigned)

10、time(NULL); for(k=0;k<10;k+) cout<<"*"<<"第"<<k+1<<"次操 作"<<"*"<<endl; i=rand()%6; Plate_Size=apple+orange; switch(i) case 0: cout<<"Father调用."<<endl; if(Plate_Size=2) Father_lag=true; Print(); if(Moth

11、er_lag=false) MonFa_c=1; else Father(); if(Daughter1_lag=true)&&(Daughter2_lag=true) if(Daughter_b=1) Daughter1_lag=false; cout<<"处于等待的Daughter1自动被调用"<<endl; Daughter1(); Daughter_b=2; else Daughter2_lag=false; cout<<"处于等待的Daughter2自动被调用"<<endl; Da

12、ughter2(); Daughter_b=1; else if(Daughter1_lag=true) Daughter1_lag=false; cout<<"处于等待的Daughter1自动被调用"<<endl; Daughter1(); Daughter_b=0; else if(Daughter2_lag=true) Daughter2_lag=false； cout<<"处于等待的Daughter1自动被调用"<<endl; Daughter2(); Daughter_b=0; break; ca

13、se 1: cout<<"Mother调用."<<endl; if(Plate_Size=2) Mother_lag=true; Print(); if(Father_lag=false) MonFa_c=2; else Mother(); if(Son1_lag=true)&&(Son2_lag=true) if(Son_a=1) Son1_lag=false; cout<<"处于等待的Son1自动被调用"<<endl; Son1(); Son_a=2; else Son2_lag=fal

14、se； cout<<"处于等待的Son2自动被调用"<<endl; Son2(); Son_a=1; else if(Son1_lag=true) Son1_lag=false; cout<<"处于等待的Son1自动被调用"<<endl; Son1(); Son_a=0; else if(Son2_lag=true) Son2_lag=false; cout<<"处于等待的Son2自动被调用"<<endl; Son2(); Son_a=0; break; case

15、 2: cout<<"Son1调用."<<endl; if(orange=0) Son1_lag=true; Print(); if(Son2_lag=false) Son_a=1; else Son1(); if(Father_lag=true)&&(Mother_lag=true) if(MonFa_c=1) Father_lag=false; cout<<"处于等待的Father自动被调用"<<endl; Father(); MonFa_c=2; else Mother_lag=fal

16、se; cout<<"处于等待的Mother自动被调用"<<endl; Mother(); MonFa_c=1; else if(Father_lag=true) 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) Mother_lag=false; cout<<"处于等待的Mother自动被调用"<<endl; Mother

17、(); MonFa_c=0; break; case 3: cout<<"Son2调用."<<endl; if(orange=0) Son2_lag=true;Print();if(Son1_lag=false)Son_a=2; else Son2();if(Father_lag=true)&&(Mother_lag=true) if(MonFa_c=1) Father_lag=false;cout<<"处于等待的Father自动被调用"<<endl;Father();MonFa_c=2;

18、else Mother_lag=false; cout<<"处于等待的Mother自动被调用"<<endl; Mother(); MonFa_c=1; elseif(Father_lag=true) 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) Mother_lag=false;cout<<"处于等待的Mother自动被调用"<<

19、;endl;Mother();MonFa_c=0;break;case 4: cout<<"Daughter1调用."<<endl; if(apple=0) Daughter1_lag=true; Print(); if(Daughter2_lag=false) Daughter_b=1; elseDaughter1(); if(Father_lag=true)&&(Mother_lag=true) if(MonFa_c=1) Father_lag=false; cout<<"处于等待的Father自动被调用&q

20、uot;<<endl; Father(); MonFa_c=2; else Mother_lag=false;cout<<"处于等待的Mother自动被调用"<<endl;Mother();MonFa_c=1;elseif(Father_lag=true) 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) Mother_lag=false;cout<<

21、"处于等待的Mother自动被调用"<<endl;Mother();MonFa_c=0;break; case 5:cout<<"Daughter2调用."<<endl;if(apple=0) Daughter2_lag=true; Print(); if(Daughter1_lag=false) Daughter_b=2;else Daughter2(); if(Father_lag=true)&&(Mother_lag=true) if(MonFa_c=1) Father_lag=false;cou

22、t<<"处于等待的Father自动被调用"<<endl;Father();MonFa_c=2; else 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) 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) Mot