操作系统课程设计-司机与售票员

《操作系统》课程设计报告题目：司机与售票员目录一、设计思想1.1设计目的1.2需求分析二、概要设计2.1设计内容2.2数据结构及模块说明2.3开发环境与工具三、程序代码四、运行结果五、心得体会六、参考文献一、设计思想1.1设计目的掌握信号的使用方法和PV操作的定义，掌握使用PV操作实现进程之间同步和互斥的方法，加深对进程同步互斥概念的理解。1.2需求分析本程序的功能是模拟公车的司机和售票员的开门以及行车的过程，其实也就是一个典型的进程同步互斥问题，其中主要的两点是1、司机开车的时候，售票员不能开门，（这里体现的是进程的互斥问题）车停之后，由司机通知售票员开门（这里体现的是进程的同步问题）；2、车门开着的时候，司机不能开车，等售票员把车门关上之后，由售票员通知司机开车。二、概要设计2.1设计内容创建两个进程模拟售票员和汽车司机的同步行为，具体设计内容：司机的活动：启动车辆，正常行车，到站停车。售票员活动：关车门，售票，开车门。当发车时间到，售票员关好车门后，司机才能启动车辆，售票员才开始售票。当到站时，司机停稳车后，售票员才能打开车门，车上乘客先下车，然后站牌乘客上车。司机与售票员要协同工作:一方面只有售票员把门关好之后司机才可开车，因此售票员关好门之后要通知司机开车，然后售票；另一方面，也只有司机把车停下之后售票员才能开门让乘客下车和上车，因此，此时司机应通知售票员。汽车当前正在始发站停车让乘客让乘客上车，因此，必须设置一定的信号量来实现他们之间的同步问题。2.2数据结构及模块说明本程序的设计原理比较简单，就是两大部分，一是司机的行车操作过程，另一个是售票员的开车门和关车门（以及售票，本程序不讨论售票过程）的过程。把司机与售票员的信号量设置为全局变量，并把客车上的人数：现在人数、下车人数、上车人数设置为全局变量；设置司机与售票员各自的线程。考虑到第一站和最后一站的问题，应单独处理，故在各自的线程中分情况讨论：由于下车的人数是随机的，设计时考虑到了人数可能会超过客车的最大上限的问题。具体的思路是下面的图示。2.3开发环境与工具系统平台：Windows7实现语言：C++开发工具：VC++6.0三、程序代码#include<stdlib.h>#include<stdio.h>#include<windows.h>#include<time.h>#defineTotal_num50//客车的最大容量#defineTotal_stop4//总的站数//全局变量intRecent_num=0;//某一时刻的客车上的人数intGet_on_num;//上车的人数intGet_off_num;//下车的人数intstop=1;//客车到达路线的站数HANDLESemaphore_driver;//Driver的信号量HANDLESemaphore_conductor;//Conductor的信号量//产生一定范围的随机数，可避免下面程序的判断是否超出客车的最大容量问题intGet_random(intmin,intmax){inta;srand((int)time(0));while(1){a=rand()%(Total_num+1);if(a>=min&&a<=max)returna;}}//Driver的线程DWORDWINAPIThread_Driver(LPVOIDDriver){while(stop<=Total_num){if(stop==Total_stop){WaitForSingleObject(Semaphore_driver,INFINITE);printf("终点站到了\n");printf("最后乘客：%d名\n",Recent_num);ReleaseSemaphore(Semaphore_conductor,1,NULL);return0;}else{if(stop==1)printf("第%d站出发\n启动车辆\n",stop);elseprintf("第%d站到了\n",stop);if(stop!=1)printf("到站停车\n");ReleaseSemaphore(Semaphore_conductor,1,NULL);//增加信号量WaitForSingleObject(Semaphore_driver,INFINITE);printf("正常行车\n");ReleaseSemaphore(Semaphore_conductor,1,NULL);}Sleep(1000);}return0;}//Conductor的线程DWORDWINAPIThread_Conductor(LPVOIDConductor){while(1){if(stop<Total_stop){WaitForSingleObject(Semaphore_conductor,INFINITE);if(stop==1){Get_on_num=Get_random(0,Total_num-Recent_num);printf("有%d名乘客上车\n",Get_on_num);Recent_num+=Get_on_num;}else{printf("开车门\n");Get_off_num=Get_random(0,Recent_num);printf("有%d名乘客下车\n",Get_off_num,stop);Sleep(1000);//避免了时间的问题带来的不是随机数的现象Recent_num-=Get_off_num;Get_on_num=Get_random(0,Total_num-Recent_num);printf("有%d名乘客上车\n",Get_on_num,stop);Recent_num+=Get_on_num;}printf("此时乘客：%d名\n",Recent_num);printf("关车门\n");ReleaseSemaphore(Semaphore_driver,1,NULL);WaitForSingleObject(Semaphore_conductor,INFINITE);printf("售票\n");printf("\n\n\n\n");stop++;}if(stop==Total_stop){ReleaseSemaphore(Semaphore_driver,1,NULL);WaitForSingleObject(Semaphore_conductor,INFINITE);printf("开车门\n");printf("所有乘客下车\n");return0;}Sleep(1000);}return0;}//主函数intmain(){HANDLEDriver;HANDLEConductor;Semaphore_driver=CreateSemaphore(NULL,0,1,"semaphore_driver");//创建Driver的信号量Semaphore_conductor=CreateSemaphore(NULL,0,1,"semaphore_conductor");//创建Conductor的信号量Driver=CreateThread(NULL,0,Thread_Driver,&Driver,0,NULL);//创建Driver的线程Conductor=CreateThread(NULL,0,Thread_Conductor,&Conductor,0,NULL);//创建Conductor的线程CloseHandle(Driver);//关闭Driver的线程CloseHandle(Conductor);//关闭Conductor的线程//GetLastError();while(1);system("pause");return0;}四、运行结果五、心得体会1、因为司机与售票员是两条单独处理的线程。程序先对司机的线程进行设计，接着再进行售票员的线程设计。因为两者是需要相互协调，又先后顺序的，所以编起程序来比较复杂，而且很乱，尤其对于第一次接触的我们而言。2、上下车的人数是随机的，所以