操作系统课程设计报告苹果问题

操作系统课程设计。

学号： 1033050105

姓名：叶佳佳。

专业：计算机科学与技术

课程：操作系统。

指导教师：髙婕姝。

时间： 2015/3/9

成绩。目录。

目录 11．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**： 7

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，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。

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。

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()

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，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0—5的6个整数，分别对应六个进程的调用。

用一个随机的函数产生0—5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;k<10;k++)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。

semaphore plate_siz

semaphore appl

semaphore orange

father()

while(ture)

p(plate_siz)

p(mutex)

父亲向盘子中放进一个苹果。

v(apple)

v(mutex)

mother()

while(ture)

p(plate_siz)

p(mutex)

母亲向盘子中放进一个桔子。

v(orange)

v(mutex)

son(i)

while(ture)

p(plate_siz)

p(mutex)

p(apple)

儿子从盘子中走一个桔子。

v(orange)

v(mutex)

daugther (i)

while(ture)

p(plate_siz)

p(mutex)

女儿从盘子中走一个苹果。

v(apple)

v(mutex)

不足之处，由于各进程调用是随机的，在某个处于等待状态时，可以还能被调用，事实上这不是很合理。因为处于等待状态的进程就不可能在被分配调用。再有就是程序有些**部分有重的，可以把这些重复执行的**写成函数，需要用时直接调用**函数。

这次自己的收获还是不小，首先使我们提高了分析问题，并根据需求转化成相应的程序结构的能力；其次也丰富了自己编写程序，调试程序的经验，这使得我编程时可能出现的错误的认识，并如何去避免产生了新的认识。

加深我了进程的理解，同时也提高了自己的编程的能力。编程是个长久的过程，平时要多去动手实践，去提高自己分析问题、发现问题、解决问题的能力。

1]宗大华，宗涛，陈吉人著操作系统北京：人民邮电出版社，2009

2]李爱华，程磊著面相对象程序设计（c++语言）北京：清华大学出版社，2010

3]宋晓宇， windows操作系统核心编程实验教程中国铁道出版社。

4]张丽芬刘利雄王金玉编著操作系统实验教程清华大学出版社。

附录：#include<> 用到了time函数，所以要有这个头文件。

#include<> 用到了srand函数，所以要有这个头文件。

#include<>

int plate_size=0; /表示盘子中当前有几个水果。

int orange=0,apple=0; /表示盘子中orange和apple的个数。

bool father_lag,mother_lag,son1_lag,son2_lag,daughter1_lag,daughter2_lag; /六个进程处于等待时，变量值为true

void main() main()函数，实现其他功能函数的调用。

void print();函数声明。

void father();

void mother();

void son1();

void son2();

void daughter1();

void daughter2();

int k;

srand((unsigned)time(null));srand()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"< int i=rand()%6; /随进生成6以内的整数，即0-5的6个整数。

plate_size=apple+orange;

int monfa_c,daughter_b,son_a; /for语句的局部变量，控制进程等待的优先次序，monfa_c=2,mather()执行，monfa_c=1，father()执行。

switch(i) /0为father()调用，1为mother()调用为son1()、son2()调为daughteri()调用。

{ case 0:

cout<<"father调用。"

father_lag=true; /father()等待。

print();

if(mother_lag==false)

monfa_c=1;

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