《操作系统》课程设计.docVIP

《操作系统》课程设计报告 姓名 云丹霞 学号级11级 八班 八组 实验室： A108 提交日期 8月30日 成绩 指导教师 实验题目：基于信号量与P/V操作同步机制的读者/写者问题的设计与实现 实验要求：功能要求 (1)设置读者、写者个数输入（界面）；实现读者、写者进程的动态创建； (2)用信号量与P/V操作同步机制实现写者优先的读者/写者问题。 (3)设计并实现运行结果（界面）包括： 动态显示多个读者或一个写者的读/写操作互斥状态： 显示正在进行读或写操作的进程，以及等待读或写操作的进程； 动态显示写者优先的过程： 即当有读者进程在读时，有写者进程要求写操作，后续的读者进程应该等待；并且当读操作的读者进程结束读操作后，等待的写者进程应能立即进行写操作。设计相应的等待队列 所需数据结构： CRITICAL_SECTION cs_Read; //临界区cs-Read HANDLE h_Mutex1; //句柄，方便指向互斥对象 ThreadInfo thread_info[MAX_THREAD_NUM] //线程数组 struct ThreadInfo //定义结构体 { int serial; //线程序号 char entity; //线程类别(判断是读者还是写者线程) double delay; //线程延迟时间 double persist; //线程读写操作时间 }; 4 相关API函数 CreateThread()在调用进程的地址空间上创建一个线程 ExitThread()用于结束当前线程 Sleep()可在指定的时间内挂起当前线程 CreateMutex()创建一个互斥对象，返回对象句柄 OpenMutex()打开并返回一个已存在的互斥对象句柄，用于后续访问 ReleaseMutex()释放对互斥对象的占用，使之成为可用 WaitForSingleObject()可在指定的时间内等待指定对象为可用状态 InitializeCriticalSection()初始化临界区对象 EnterCriticalSection()等待指定临界区对象的所有权 LeaveCriticalSection()释放指定临界区对象的所有权 算法设计： 读者写者问题为了保证共享数据的完整性要求： R-R可以同时：读者不修改数据，不影响其它进程，可同时。 R-W不可同时：有读者，不能有写者；有写者，不能有读者。 W-W不可同时：如果同时写，数据是不确定的。考虑到写者优先，即当有读者进程在读时，有写者进程要求写操作，后续的读者进程应该等待；并且当读操作的读者进程结束读操作后，等待的写者进程应能立即进行写操作。 两个临界区： 构筑读者进程写着进程的临界区，一起数据可以同时被多个读者和写者共享使用，要求保证读者写者互斥使用，所以，在读者进程中，使用数据的程序段应该构成临界区，在写者进程中，使用的数据的程序段应该构成临界区，所以，设置了两个临界区，读者临界区和写者临界区。 三个互斥对象： 写者优先一旦有一个写者到来时，应该尽快让写者进行写，如果有一个写者在等待，则新到的读者操作不能读操作，为此添加一个整型变量writecount,记录写者的数目，当writecount=0时才可以释放读者进行读操作！ 为了实现对全局变量writecount的互斥访问，设置了一个互斥对象Mutex3。为了实现写者优先，设置一个临界区对象,当有写者在写或等待时，读者必须阻塞在临界区对象上。读者除了要一个全局变量readcount实现操作上的互斥外，还需要一个互斥对象对阻塞在这一个过程实现互斥，这两个互斥对象分别为mutex1和mutex2。 流程图： 任务分工及各分工实现方法： 我负责的是读者进程，编写了一个WP_ReaderThread(void *p)函数来实现这个功能。传入一个结构体指针p，将线程结构体中的线程信息读出参数，按随机数产生的时间实现随机延迟。此时读者想要进去读临界区EnterCriticalSection(cs_Read);，便使用wait_for_mutex1=WaitForSingleObject(h_Mutex1,-1)和ReleaseMutex(h_Mutex1);对此进行监控。读者进入临界区后，读者队列里读者数增加，readcount++，故需要 w