操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)吃水果問題完整版

1、沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 1目目錄錄1 題目內(nèi)容及要求題目內(nèi)容及要求.21.1題目名稱.21.2題目描述.21.3解題思路.21.4程序清單.61.5提交結(jié)果框圖.162 總結(jié)總結(jié).203 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).20沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 21 題目內(nèi)容及要求題目內(nèi)容及要求1.1 題目名稱題目名稱進(jìn)程同步模擬設(shè)計(jì):吃水果問題1.2 題目描述題目描述桌子上有一只盤子，最多可容納兩個(gè)水果，每次只能放入或者取出一個(gè)水果。爸爸專門向盤子中放蘋果，媽媽專門向盤子中放橘子，兩個(gè)兒子專門等待吃盤子中的橘子，兩個(gè)女兒專門等吃盤子中的蘋果。1.3 解題思路解題思路將問題轉(zhuǎn)換為信號量上的資源分配類型問題: 這是

2、進(jìn)程同步問題的模擬，可以把向盤子放或取水果的每一個(gè)過程可以轉(zhuǎn)為一個(gè)進(jìn)程的操作，這些進(jìn)程是互斥的，同時(shí)也存在一定的同步關(guān)系。通過編程實(shí)踐時(shí)，實(shí)際是隨機(jī)的調(diào)用人一個(gè)進(jìn)程的操作，而這些進(jìn)程的操作相當(dāng)于程序中的函數(shù)調(diào)用。而計(jì)算機(jī)在執(zhí)行時(shí)每一個(gè)時(shí)刻只能執(zhí)行一個(gè)操作，這就默認(rèn)了互斥。同步的模擬可以類似于函數(shù)調(diào)用時(shí)的前提關(guān)系即先決條件。這樣進(jìn)程同步模擬就完全可以通過函數(shù)的調(diào)用來實(shí)現(xiàn)。 具體的每一個(gè)操作的對應(yīng)的函數(shù)的關(guān)系： 爸爸向盤子中放一個(gè)蘋果：Father() 媽媽向盤子中放一個(gè)橘子：Mother() 兒子 1 從盤子取一個(gè)橘子：Son1() 兒子 2 從盤子取一個(gè)橘子：Son2()女兒 1 從盤子取一個(gè)

3、蘋果：Daugther1()兒子 1 從盤子取一個(gè)蘋果：Daugther2()沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 3具體實(shí)現(xiàn)方案: (1)用一個(gè)整型變量 Plate_Size 表示盤子，初始值為 0，當(dāng)放水果時(shí)Plate_Size 加 1，取水果時(shí) Plate_Size 減 1。變量 Plate_Size 的最大值為2，當(dāng)為 2 時(shí)表示盤子已經(jīng)滿，此時(shí)若進(jìn)行放水果操作，放水果將處于等待狀態(tài)；為 0 時(shí)表示盤子為空，此時(shí)若進(jìn)行取水果操作，取水果操作將處于等待狀態(tài)。(2)整型變量 orange 和 apple 分別表示盤子中的橘子和蘋果數(shù)目，初始都為 0，Plate_Size=apple+orange。(

4、3)用 6 個(gè) bool 型的變量 Father_lag，Mother_lag，Son1_lag，Son2_lag，Daughter1_lag，Daughter2_lag 表示六個(gè)進(jìn)程是否處于等待狀態(tài)。處于等待時(shí)，變量值為 true。(4)兩個(gè)放水果進(jìn)程進(jìn)程同時(shí)處于等待狀態(tài)時(shí)，若有取水果的操作將自動(dòng)執(zhí)行等待的放水果進(jìn)程，執(zhí)行按等待的先后順序；兩個(gè)取蘋果或橘子進(jìn)程同時(shí)候處于等待狀態(tài)，若有放蘋果或橘子的操作將自動(dòng)執(zhí)行等待的取進(jìn)程，進(jìn)行按等待的先后順序。(5)用一個(gè)隨機(jī)的函數(shù)產(chǎn)生 05 的 6 個(gè)整數(shù)，分別對應(yīng)六個(gè)進(jìn)程的調(diào)用。沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 4放水果操作流程圖設(shè)計(jì)(以 Father 為例

5、,Mother 類似):否Father 操作：Plate_Size=2否Daugther1 或 Daugher2 處于等待狀態(tài)是按等待先后順序調(diào)用Daugther1 或 Daughter2 操作是Father 進(jìn)程處于等待狀態(tài)Father 進(jìn)程調(diào)用：apple+1Plate_Size+1,Print()函數(shù)調(diào)用返回 圖 1 Father 放水果操作流程圖沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 5取水果操作流程圖設(shè)計(jì)(以 Son 為例,Daughter 類似):Son 操作：orange=0否否Father 或 Mother 處于等待狀態(tài)是按等待先后順序調(diào)用Father 或 Mother 操作是Son 進(jìn)程

6、處于等待狀態(tài)Son 進(jìn)程調(diào)用：orange-1Plate_Size-1,Print()函數(shù)調(diào)用返回 圖 2 Son 取水果(橘子)操作流程圖沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 61.4 程序清單程序清單#include #include #include #include int apple=0;int orange=0;bool Father_lag;bool Mother_lag;bool Son1_lag;bool Son2_lag;int son_a;int Daughter_b;bool Daughter1_lag;bool Daughter2_lag;void Print()cout 現(xiàn)在

7、盤子里有apple個(gè)蘋果,orange個(gè)橘子,共有apple+orange個(gè)水果.endl;if(Father_lag=true)cout Father 進(jìn)程處于等待狀態(tài),endl;if(Mother_lag=true)cout Mother 進(jìn)程處于等待狀態(tài),endl;if(Son1_lag=true)cout Son1 進(jìn)程處于等待狀態(tài),endl;if(Son2_lag=true) cout Son2 進(jìn)程處于等待狀態(tài), endl;if(Daughter1_lag=true)cout Daughter1 進(jìn)程處于等待狀態(tài),endl;if(Daughter2_lag=true)cout Da

8、ughter2 進(jìn)程處于等待狀態(tài),endl;if(Father_lag=false)&(Mother_lag=false)&(Son1_lag=false)&(Son2_lag=false)&(Daughter1_lag=false)&(Daughter2_lag=false)!=true)coutendl;void Father() /Father 進(jìn)程apple+;Print();void Mother() /Mother 進(jìn)程orange+;沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 7Print();void Son1() /Son1 進(jìn)程orange-;Print();void Son2() /So

9、n2 進(jìn)程orange-;Print();void Daughter1() /Daughter1 進(jìn)程apple-;Print();void Daughter2() /Daughter2 進(jìn)程apple-;Print();void main()int i;int Plate_Size;/水果數(shù)量int MonFa_c;/用于爸爸媽媽等待次序的區(qū)別int Son_a;/用于兩個(gè)兒子等待次序的區(qū)別int daughter_b;/用于兩個(gè)女兒等待次序的區(qū)別int k;/產(chǎn)生進(jìn)程調(diào)用的數(shù)量srand(unsigned)time(NULL);/srand()函數(shù)產(chǎn)生一個(gè)以當(dāng)前時(shí)間開始的隨機(jī)種子 for(

10、k=0;k10;k+) coutendl;cout*第k+1次操作*endl;i=rand()%6; /隨進(jìn)生成 1-5.Plate_Size=apple+orange;switch(i)case 0:cout Father 調(diào)用.endl;沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 8if(Plate_Size=2)Father_lag=true;/Father()等待Print();if(Mother_lag=false)MonFa_c=1;elseFather();if(Daughter1_lag=true)&(Daughter2_lag=true)if(Daughter_b=1)Daughter1_l

11、ag=false;/Daughter1 等待取消cout 處于等待的 Daughter1 自動(dòng)被調(diào)用endl;Daughter1(); /處于等待的 Daughter1 自動(dòng)調(diào)用Daughter_b=2;else Daughter2_lag=false;/Daughter2 等待取消cout 處于等待的 Daughter2 自動(dòng)被調(diào)用endl;Daughter2(); /處于等待的 Daughter2()自動(dòng)調(diào)用Daughter_b=1;elseif(Daughter1_lag=true)Daughter1_lag=false;/Daughter1 等待取消cout 處于等待的 Daughte

12、r1 自動(dòng)被調(diào)用endl;Daughter1(); /處于等待的 Daughter1()自動(dòng)調(diào)用Daughter_b=0;else if(Daughter2_lag=true)Daughter2_lag=false;/Daughter2 等待取消cout 處于等待的 Daughter1 自動(dòng)被調(diào)用endl;沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 9Daughter2(); /處于等待的 Daughter2()自動(dòng)調(diào)用Daughter_b=0;break;case 1:cout Mother 調(diào)用.endl;if(Plate_Size=2)Mother_lag=true; /等待Print();if(Fat

13、her_lag=false)MonFa_c=2;elseMother();if(Son1_lag=true)&(Son2_lag=true)if(Son_a=1)Son1_lag=false;/Son1 等待取消cout 處于等待的 Son1 自動(dòng)被調(diào)用endl;Son1(); /處于等待的 Son1()自動(dòng)調(diào)用Son_a=2;else Son2_lag=false;/Son2 等待取消cout 處于等待的 Son2 自動(dòng)被調(diào)用endl;Son2(); /處于等待的 Son2()自動(dòng)調(diào)用Son_a=1;else if(Son1_lag=true)Son1_lag=false; /Son1 等待

14、取消cout 處于等待的 Son1 自動(dòng)被調(diào)用endl;沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 10Son1(); /處于等待的 Son1()自動(dòng)調(diào)用Son_a=0;else if(Son2_lag=true)Son2_lag=false; /Son2 等待取消cout 處于等待的 Son2 自動(dòng)被調(diào)用endl;Son2(); /處于等待的 Son2()自動(dòng)調(diào)用Son_a=0;break;case 2: cout Son1 調(diào)用.endl;if(orange=0)Son1_lag=true; /Son1 處于等待Print();if(Son2_lag=false)Son_a=1; /用于判斷 Son1 和

15、 Son2 等待的先后性elseSon1();if(Father_lag=true)&(Mother_lag=true)if(MonFa_c=1) /Father 和 Mother 同時(shí)處于等待，但 Father 先等待，因此先調(diào)用Father_lag=false;cout 處于等待的 Father 自動(dòng)被調(diào)用endl;Father();MonFa_c=2;else /Father 和 Mother 同時(shí)處于等待，但 Mother 先等待，因此先調(diào)用Mother_lag=false;cout 處于等待的 Mother 自動(dòng)被調(diào)用endl;Mother();沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 11Mon

16、Fa_c=1;elseif(Father_lag=true) /只有 Father 處于等待，調(diào)用Father_lag=false;cout 處于等待的 Father 自動(dòng)被調(diào)用endl;Father();MonFa_c=0;else if(Mother_lag=true)/只有 Mother 處于等待，調(diào)用Mother_lag=false;cout 處于等待的 Mother 自動(dòng)被調(diào)用endl;Mother();MonFa_c=0;break;case 3:cout Son2 調(diào)用.endl;if(orange=0)Son2_lag=true; /Son2 處于等待Print();if(So

17、n1_lag=false)Son_a=2;elseSon2();if(Father_lag=true)&(Mother_lag=true)if(MonFa_c=1)/Father 和 Mother 同時(shí)處于等待，但 Father 先等待，因此先調(diào)用Father_lag=false;cout 處于等待的 Father 自動(dòng)被調(diào)用endl;沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 12Father();MonFa_c=2;else /Father 和 Mother 同時(shí)處于等待，但 Mother 先等待，因此先調(diào)用Mother_lag=false;cout 處于等待的 Mother 自動(dòng)被調(diào)用endl;Moth

18、er();MonFa_c=1;elseif(Father_lag=true) /只有 Father 處于等待，調(diào)用Father_lag=false;cout 處于等待的 Father 自動(dòng)被調(diào)用endl;Father();MonFa_c=0;else if(Mother_lag=true) /只有 Mother 處于等待，調(diào)用Mother_lag=false;cout 處于等待的 Mother 自動(dòng)被調(diào)用endl;Mother();MonFa_c=0;break;case 4:cout Daughter1 調(diào)用.endl;if(apple=0)Daughter1_lag=true; /Daug

19、hter1 等待Print();if(Daughter2_lag=false)Daughter_b=1;else沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 13Daughter1(); if(Father_lag=true)&(Mother_lag=true)if(MonFa_c=1) /Father 和 Mother 同時(shí)處于等待，但 Father 先 /等待，因此先調(diào)用Father_lag=false;cout 處于等待的 Father 自動(dòng)被調(diào)用endl;Father();MonFa_c=2;else /Father 和 Mother 同時(shí)處于等待，但 Mother 先等待，因此先調(diào)用Mother_la

20、g=false;cout 處于等待的 Mother 自動(dòng)被調(diào)用endl;Mother();MonFa_c=1;elseif(Father_lag=true) /只有 Father 處于等待，調(diào)用Father_lag=false;cout 處于等待的 Father 自動(dòng)被調(diào)用endl;Father();MonFa_c=0;else if(Mother_lag=true) /只有 Mother 處于等待，調(diào)用Mother_lag=false;cout 處于等待的 Mother 自動(dòng)被調(diào)用endl;Mother();MonFa_c=0;break;case 5:沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 14cou

21、t Daughter2 調(diào)用.endl;if(apple=0)Daughter2_lag=true;/Daughter2 等待Print();if(Daughter1_lag=false)Daughter_b=2;elseDaughter2();if(Father_lag=true)&(Mother_lag=true)if(MonFa_c=1) /Father 和 Mother 同時(shí)處于等待，但 Father 先等待，因此先調(diào)用Father_lag=false;cout 處于等待的 Father 自動(dòng)被調(diào)用endl;Father();MonFa_c=2;else /Father 和 Mothe

22、r 同時(shí)處于等待，但 Mother 先等待，因此先調(diào)用 Mother_lag=false;cout 處于等待的 Mother 自動(dòng)被調(diào)用endl;Mother();MonFa_c=1;else if(Father_lag=true) /只有 Father 處于等待，調(diào)用 Father_lag=false;cout 處于等待的 Father 自動(dòng)被調(diào)用endl;Father();MonFa_c=0;else if(Mother_lag=true) /只有 Mother 處于等待，調(diào)用 Mother_lag=false;cout 處于等待的 Mother 自動(dòng)被調(diào)用endl;沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 15Mother();MonFa_c=0;break;沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 161.5 提交結(jié)果框圖提交結(jié)果框圖由于程序是模擬產(chǎn)