操作系统课程设计--苹果问题

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1、 操作系统操作系统课程设计课程设计 题目名称：苹果问题 专业：计算机科学与技术 班级： 姓名： 学号： 1 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 模块说明 . 3 3.3 各模块的算法流程图 . 4 3.4 P、V 原语的描述 . 7 4 .开发平台及程序清单的主要部分 . 9 4.1 开发平台 . 9 5. 运行结果与运行情况分析. 9 5.1 运行结果 . 9 6. 自我评价与总结11 7. 参考资料 11 附录. 12 程序源代码

2、： . 13 2 1设计题目与要求设计题目与要求 1.1 设计目的设计目的 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。 1.2 设计要求设计要求 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（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。 2 总体设计思想总体设计思想 2.1 总体设计思想总体设计思想 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。通

3、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() 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() 3 3 功能设计功能设计

4、3.1 数据结构数据结构设计设计 (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 ，

5、apple 是女 儿 的私 有 变 量， 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

6、后顺序自动调用。 (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。 3.2 模块说明模块说明 3.2.1 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+)，本程序共产生了 10 次随机的 调用进程。 3.2.2 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() 4 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() 3.2.3 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。 3.3 各模块的算法流程图各模块的算法流程图 331 放水果操作 A、爸爸放苹果进程的操作流程图： Father 操作： Plate_Size=2 否 否 Daugther1 或