《操作系統(tǒng)》課程設計說明書-用多線程同步方法解決生產者－消費者問題.doc

目錄目錄.1用多線程同步方法解決生產者消費者問題.31.設計題目與要求.31.1設計題目.31.2設計要求.32.設計思想及系統(tǒng)平臺.32.1設計思想.32.2系統(tǒng)平臺及使用語言.33.數據結構與模塊說明.44.源程序清單.75.運行結果與運行情況.126.調試過程.錯誤!未定義書簽。7.總結.16本科生課程設計成績評定表.18操作系統(tǒng)課程設計說明書2課程設計任務書學生姓名：專業(yè)班級：指導教師：工作單位：計算機科學與技術學院題目:用多線程同步方法解決生產者消費者問題(Producer-ConsumerProblem)初始條件：1操作系統(tǒng)：Linux2程序設計語言：C語言3有界緩沖區(qū)內設有20個存儲單元，其初值為0。放入取出的數據項按增序設定為120這20個整型數。要求完成的主要任務:（包括課程設計工作量及其技術要求，以及說明書撰寫等具體要求）1技術要求：1）為每個生產者消費者產生一個線程，設計正確的同步算法2）每個生產者和消費者對有界緩沖區(qū)進行操作后，即時顯示有界緩沖區(qū)的當前全部內容、當前指針位置和生產者消費者線程的自定義標識符。3）生產者和消費者各有兩個以上。4）多個生產者或多個消費者之間須共享對緩沖區(qū)進行操作的函數代碼。2設計說明書內容要求：1)設計題目與要求2)總的設計思想及系統(tǒng)平臺、語言、工具等。3）數據結構與模塊說明（功能與流程圖）4）給出用戶名、源程序名、目標程序名和源程序及其運行結果。（要注明存儲各個程序及其運行結果的主機IP地址和目錄。）5）運行結果與運行情況（提示:(1)有界緩沖區(qū)可用數組實現。(2)編譯命令可用：cc-lpthread-o目標文件名源文件名(3)多線程編程方法參見附件。）3.調試報告：1)調試記錄2)自我評析和總結上機時間安排：18周一五08：012：00指導教師簽名：年月日系主任（或責任教師）簽名：年月日操作系統(tǒng)課程設計說明書3用多線程同步方法解決生產者消費者問題1.設計題目與要求1.1設計題目解決生產者消費者（Bounded-BufferProblem）問題1.2設計要求1)每個生產者和消費者對有界緩沖區(qū)進行操作后，即時顯示有界緩沖區(qū)的全部內容、當前指針位置和生產者消費者線程的標識符。2)生產者和消費者各有兩個以上。3)多個生產者或多個消費者之間須共享對緩沖區(qū)進行操作的函數代碼。2.設計思想及系統(tǒng)平臺2.1設計思想生產者進程與消費者進程是經典的同步互斥關系。系統(tǒng)創(chuàng)建兩類進程：proceducer()和consumer()，分別用來描述生產者和消費者的行為。生產者與消費者問題是指若干進程通過循環(huán)緩沖池區(qū)交換數據。生產者進程不斷向循環(huán)緩沖池區(qū)中寫入數據（即生產數據），而消費者進程不斷從循環(huán)緩沖池區(qū)中讀出數據（即消費數據）。循環(huán)緩沖池共有N個緩沖區(qū)，緩沖區(qū)可以暫存一個產品，任何時刻只能有一個進程可以對循環(huán)緩沖池進行操作。只要緩沖區(qū)未滿，生產者就可以把產品送入緩沖區(qū)；只要緩沖區(qū)未空，消費者就可以從緩沖區(qū)中取走物品。為了解決生產者和消費者問題，應該設置信號量和變量如下：full：滿緩沖區(qū)資源信號量，初值為0；empty：空緩沖區(qū)資源信號量，初值為n；in：生產者指針，初值均為0；out：消費者指針，均為0；mutex：緩沖區(qū)操作的互斥信號量，初值為1利用互斥信號量mutex實現諸進程對緩沖池的互斥使用，利用信號量empty和full分別表示緩沖池中空緩沖池和滿緩沖區(qū)的數量。操作系統(tǒng)課程設計說明書42.2系統(tǒng)平臺及使用語言1）操作系統(tǒng)：Linux2）程序設計語言：C語言3）編譯器：GCC3.數據結構與模塊說明3.1程序自定義函數1、voidproduce(structsem_info*)；這個函數是生產者進行的生產過程，為所有的生產者所共享。結構體指針用來接收生產者線程創(chuàng)建時傳來的生產者的個人信息。2、voidconsumer(structsem_info*)；這個函數是消費者進行的生產過程，為所有的消費者所共享。結構體指針用來接收消費者線程創(chuàng)建時傳來的消費者的個人信息。3、voidsetproduce(void)；這個函數是用來設置生產者的個數和他們的名字。4、voidsetconsumer(void)；這個函數是用來設置消費者的個數和他們的名字。5、voidactivepthread(int)；這個函數是用來創(chuàng)建生產者線程，int型參數為生產者的個數。6、voidactivecthread(int)；這個函數是用來創(chuàng)建生產者線程，int型參數為生產者的個數。7、intgettime(void)；這個函數返回來一個整數，作為線程的sleep()函數的參數。8、voidmyscanf(void)；這個函數用來獲取設置生產者和消費者的個數時的整數，確保這個數字在0到MAX_BUFFER之間。3.2系統(tǒng)函數調用線程