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模拟生产者和消费者问题的进程同步与通信操作系统上机实验报告
资源介绍
1. 目的:
调试、修改、运行模拟程序,通过形象化的状态显示,使学生理解进程的概念,了解同步和通信的过程,掌握进程通信和同步的机制,特别是利用缓冲区进行同步和通信的过程。通过补充新功能,使学生能灵活运用相关知识,培养创新能力。
2. 内容及要求:
1) 调试、运行模拟程序。
2) 发现并修改程序中不完善的地方。
3) 修改程序,使用随机数控制创建生产者和消费者的过程。
4) 在原来程序的基础上,加入缓冲区的写互斥控制功能,模拟多个进程存取一个公共缓冲区,当有进程正在写缓冲区时,其他要访问该缓冲区的进程必须等待,当有进程正在读取缓冲区时,其他要求读取的进程可以访问,而要求写的进程应该等待。
5) 完成1)、2)、3)功能的,得基本分,完成4)功能的加2分,有其它功能改进的再加2分
3. 程序说明:
本程序是模拟两个进程,生产者(producer)和消费者(Consumer)工作。生产者每次产生一个数据,送入缓冲区中。消费者每次从缓冲区中取走一个数据。缓冲区可以容纳8个数据。因为缓冲区是有限的,因此当其满了时生产者进程应该等待,而空时,消费者进程应该等待;当生产者向缓冲区放入了一个数据,应唤醒正在等待的消费者进程,同样,当消费者取走一个数据后,应唤醒正在等待的生产者进程。就是生产者和消费者之间的同步。
每次写入和读出数据时,都将读和写指针加一。当读写指针同样时,又一起退回起点。当写指针指向最后时,生产者就等待。当读指针为零时,再次要读取的消费者也应该等待。
为简单起见,每次产生的数据为0-99的整数,从0开始,顺序递增。两个进程的调度是通过运行者使用键盘来实现的。
4. 程序使用的数据结构
进程控制块:包括进程名,进程状态和执行次数。
缓冲区:一个整数数组。
缓冲区说明块:包括类型,读指针,写指针,读等待指针和写等待指针。
5. 程序使用说明
启动程序后,如果使用'p'键则运行一次生产者进程,使用'c'键则运行一次消费者进程。通过屏幕可以观察到两个进程的状态和缓冲区变化的情况。
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