操作系统课设报告编程模拟多进程共享临界资源.doc

实习题目 指导教师 职 称 学生姓名 学 号 日 期 实习题目 指导教师 职 称 学生姓名 学 号 日 期 1.设计任务 课题四 编程模拟多进程共享临界资源 2．设计的功能和目标 要求产生至少3个进程： 1、两个进程模拟需要进入临界区的用户进程，当需要进入临界区时，显示：“进程x请求进入临界区…”，同时向管理进程提出申请；在临界区中等待一段随机时间，并显示：“进程x正在临界区…”；当时间结束，显示：“进程x退出临界区…”,同时向管理进程提出退出申请。 2、一个进程作为原语级管理进程，接受其他进程的临界区进入请求：如果允许进入，则设置相应变量，然后返回；如果不允许进入，则进入循环等待，直到允许为止； 3、对临界区的访问应遵循空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待的准则。 4、进程间通信可以采用信号、消息传递、管道或网络通信方式。 3．设计的思想、方法和技术（含数据结构、算法） 3.1 设计思想和设计函数功能： 3.1.1 总体构思： 软件主要是由两部分组成：用户进程和管理进程; 管理进程：控制设置相应的临界区，实现对临界区的访问应遵循空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待的准则。 用户进程：循环的随机申请进入临界区，进入临界区执行一段时间，再申请结束。 3.1.2 具体功能： 用户进程随机的进入cpu执行，先向在信息队列中写入自己的信息（已经约定好的信息类型）然后给管理进程发送信号（告知管理进程申请进入临界区并已在消息队列中写入自己的信息）。然后循环的读取管理进程给用户进程发回的回馈信息（针对当前临界区的状态）——允许进入、临界区忙等待。如果允许进入则在临界区执行一段时间以后，申请退出，给管理进程发退出的信号，管理进程再给用户进程发送回馈信息。取会指导回馈信息以后则这次过程结束，进入新的过程。 管理进程接收申请进入的信号，在消息队列中取下申请进入队列的用户进程的信息，针对当前临界区状态，写一个回馈信息放入消息队列。 3.2 包含数据结构： 其中包含两个重要的数据结构： 临界区： Struct crform { Int sem; //临界区的信号量值sem Int head; //临界区等待队列的头，指向的是最先到的进程 Int tail; //临界区等待队列的尾，指向的是进入等待队列的进程 Int duilie[20]; //存放的是等待的进程的信息，以便唤醒 Int waittime[20]; //也就是这回申请临界区的生存周期，实现有限等待 }cr; Cr.sem=1; //初始临界区信号量必须为一，因为只允许一个进程进入临界区 Cr.head=0; //初始时指向等待队列的第一个单元 Cr.tail=0; 消息队列： Struct msgform { Long msgtype; //消息的类型，在取消息队列时用于区分哪些是该取的信息 Int mtext; //信息的内容，在这里是申请|退出进程的信息 }; 3.3 主要用到的技术： 3.3.1 进程创建和控制：fork（）系统调用： 包含头文件unistd.h 关键的语句： int x,y; while((x=fork())==-1);//创建子进程1 if(x==0) { //子进程1执行程序段 } else { while((y=fork())==-1); if(y==0) { //子进程2执行程序段 } else { //父进程执行程序段 } } 3.3.2软中断：kill（）和signal（）系统调用 包含头文件：sys/types.h和signal.h Kill(pid,signalname) 发送信号给pid号为pid的进程，中断类型为signalname 3.3.3 消息队列：系统调用msgget()、msgsnd()、msgrev()、msgctl() 包含头文件：sys/msg.h 消息队列：系统调用msgget()、msgsnd()、msgrev()、msgctl() 3.4 流程图： 图1 用户进程流程图 图2 管理进程 图3 申请进入临界区处理子进程 图4 申请退出处理子程序 4．设计的主要代码及注释 void into()//申请进入临界区 { msgqid=msgget(MSGKEY,0777|IPC_CREAT); sem--;//一旦申请进入临界区就得减1 msgrcv(msgqid,msg,4,1,0);//接收