1、 操作系统操作系统课程设计课程设计 学号： 姓名： 专业： 计算机科学与技术 课程： 操作系统 指导教师： 时间： 2015/3/9 成绩： 1 目录目录 目录 . 1 1设计题目与要求 . 2 1.1 设计目的. 2 1.2 设计要求 . 2 2 总体设计思想 . 2 2.1 总体设计思想 2 3 功能设计 3 3.1 数据结构设计 . 3 3.2 程序清单 3 3.3 运行结果 4 4. 设计心得 . 5 5. 参考资料 . 6 附录 . 7 程序源代码： 7 2 一设计题目与要求一设计题目与要求 1.设计目的设计目的 了解信号量机制，了解并掌握进程同步和互斥机制，熟悉信号量的操作函 数，
2、利用信号量实现对资源共享的控制。 通过实现吃水果问题的同步,深入了解和掌握进程同步的原理。 2.设计要求设计要求 编程模拟实现这一问题的程序控制，分析处理过程。 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。爸爸专门向盘中放苹果（apple） ，妈妈专门向盘子中放橘子（orange） ， 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。 二二总体设计思想总体设计思想 1.总体设计思想总体设计思想流程流程 这是进程同步与互斥问题的模拟，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。
3、通过 编程实践时，实际是随机的调用一个进程的操作，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，这就是互斥的 表现。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() 3 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()女儿 2 从盘子取一个橘子：Daugther2() 三功能设计三功能设计 1. 数据
4、结构设计数据结构设计 (1)用一个整型变量 Plate_Size 表示盘子里的水果数量，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，Plate_Size 是爸爸和妈妈进行放水果的私有信号量。 (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，其中 orange 是儿子的私有变量，apple 是女儿的私有变量，
5、盘子中的总水 果数是 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自动调用；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 等待的先后顺序自动调用。 (5)用一个随机的函数产生 05 的 6
6、个整数，分别对应六个进程的调用。 2.程序清单程序清单 （1)主函数 用一个随机的函数产生 05 的 6 个整数，即 i=rand()%6，分别对应六个进 程的调用，调用的次数可以通过修改 K 值来实现，for(k=0;k10;k+)，本程序 4 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 用于输出盘子中苹果和橘子的个数，水果总个数及哪些进程处于等待状态。 （4）P、V 原语的描述 Semaphore Plate_Siz Semaphore appl Semaphore orange Father()
