操作系统课程设计（江苏大学2012最新版）

操作系统课程设计

题目：进程通信与进程同步机制实践

所在学院：计算机学院 所在班级：软件1001 学生姓名：张建彬 学生学号：3100608024 指导教师：薛安荣

2013年 1 月

一、题目

某银行提供10个服务窗口(7个对私服务窗口，3个对公服务窗口)和100个供顾客等待的座位。顾客到达银行时，若有空座位，则到取号机上领取一个号，等待叫号。取号机每次仅允许一位顾客使用，有对公和对私两类号，每位顾客只能选取其中一个。当营业员空闲时，通过叫号选取一位顾客，并为其服务。请用P、V操作写出进程的同步算法。

二、目的

1、 掌握基本的同步与互斥算法 。

2、学习使用 Windows 2000/XP 中基本的同步对象，掌握相关 API 的使用方法。

3、了解 Windows 2000/XP 中多线程的并发执行机制，实现进程的同步与互斥 。

三、要求

1、当有顾客取号的时候，不允许其他顾客取号。 2、当服务窗口满的情况下，其他人必须等待。 3、当等待者没有的情况下，服务窗口必须等待。 4、打印：A、 初始状态

B、 中间变化的状态信息

C、以及最终状态信息。

四、原理及算法

顾客来了先取号，取号之后等待叫号，通知叫号之后去服务，营业员服务之后，继续叫号。定义五个同步信号量 座位信号量，通知等待营业员对私信号量，通知等待营业员对公信号量，通知对私叫号信号量，通知对公叫号信号量。在设置一个互斥信号量用于取号。再设计一个全局量来统计来的号码。

五、主要数据结构和流程

1、主要数据结构

定义一个全局变量统计顾客的号码，定义四个线程句柄数组，定义一个座位信号量来通知可分配的座位资源，通知等待营业员对私信号量通知可分配的等待对私资源，通知等待营业员对公信号量等待对公资源，通知对私叫号信号量通知可分配的等待通知对私服务资源，通知对公叫号信号量通知等待对公服务资源。在设置一个互斥信号量用于取号。

2、流程 主程序 P（&cs1 ） 服务 V（&s1 ） 创建服务员窗口线程（对私和对公服务） P（&cs2） 服务 V（&s2） 创建信号量，和互斥信号量 P（&seat） P（&mutex） 取号 V（&mutex） V(&cs1) 等待叫号 P（&s1） 服务 V（seat） 离开 来了顾客产生随机数，对私对公随机，确定是对公对私服务 P（&seat） P（&mutex） 取号 V（&mutex） V(&cs2) 等待叫号 P（&s2） 服务 V（seat） 离开

等待所有线程完成，程序结束

六、源程序清单

#include\#include \#include using namespace std; #define SERVER1 7//私有服务 #define SERVER2 3//公有服务 #define CUSTOMER 100//桌位量 #define SERVE_TIME 1000//服务时间

#define CUSTOMER_COME_ADAY 200//一天来的顾客量

#define CUSTOMER_COMING_TIME 1000//相邻顾客最大间隔时间 int number = 0;//取号号码

HANDLE seat,s1,s2,cs1,cs2;//seat 桌位量cs1,cs2等待叫号量s1,s2通知顾客量 HANDLE mutex;//互斥量

HANDLE c1[CUSTOMER],c2[CUSTOMER],ss1[SERVER1],ss2[SERVER2];//顾客，营业员线程 DWORD WINAPI server1(PVOID s1pv) //营业员(对私）线程代码 { }

DWORD WINAPI server2(PVOID s2pv) //营业员（对公）线程代码 { }

DWORD WINAPI consumer1(PVOID c1pv)//顾客对私线程代码 {

WaitForSingleObject(seat,INFINITE);//p(&seat) while(true) { } return 0;

WaitForSingleObject(cs2,INFINITE);//p(&cs2) Sleep(SERVE_TIME);

cout<<\对公窗口叫号!\<

ReleaseSemaphore(s2,1,NULL);//v(&s2) while(true) { } return 0;

WaitForSingleObject(cs1,INFINITE);//p(&cs1) Sleep(SERVE_TIME);

cout<<\对私窗口叫号!\<

ReleaseSemaphore(s1,1,NULL);//v(&s1)

}

WaitForSingleObject(mutex,INFINITE);//p(&mutex) number++; int temp=number;

cout<<\顾客\<

cout<<\顾客\<

ReleaseSemaphore(seat,1,NULL);//v(&seat)

cout<<\顾客\<

WaitForSingleObject(s1,INFINITE);//p(&s1)

DWORD WINAPI consumer2(PVOID c2pv)//顾客对公线程代码 { }

int main(void)//主程序 {//创建信号量和线程

cout<<\顾客您好，欢迎来到我行，很高兴为您服务！\<

for(n=0;n

WaitForSingleObject(seat,INFINITE);//p(&seat) WaitForSingleObject(mutex,INFINITE);//p(&mutex) number++; int temp=number;

cout<<\顾客\<

cout<<\顾客\<

ReleaseSemaphore(seat,1,NULL);//v(&seat)

cout<<\顾客\<

WaitForSingleObject(s2,INFINITE);//p(&s2)

}

ss1[n]=CreateThread(NULL,0,server1,NULL,0,NULL); ss2[n]=CreateThread(NULL,0,server2,NULL,0,NULL);

for(n=0;n

srand( (unsigned)time( NULL ) ); n=0;n1=0;

for(;number

Sleep(20000);

cout<<\银行结束服务，祝您愉快！\<

int m=rand()%CUSTOMER_COMING_TIME; Sleep(m); int i=rand()%2; if(i==0) { } else { }

c2[n1]=CreateThread(NULL,0,consumer2,NULL,0,NULL); n1++;

c1[n]=CreateThread(NULL,0,consumer1,NULL,0,NULL); n++;

七、实验结果及程序分析

1、实验结果：

（中间部分省略）

2、结果分析：

当顾客来了，首先查看是否有桌位，有桌位就去取号，取完号之后等

待服务，当营业员叫号以后开始被服务，服务完了之后离开。当所有线程执行完了之后程序结束。由于线程之间的同步执行，导致输出有点重叠。

八、课设总结

课程设计是一项复杂的工作，在程序设计的过程中，许多我们认为应该是正确的代码，往往不能运行我们想要的结果。这就需要我们的耐心与细心，去纠正任何一个可能的细小错误。此次操作系统课程设计，在指导教师的精心教导下，我们学会了如何采用系统调用中的信号量、P、V操作，编程解决银行窗口服务的功能。在编程的过程中，首先我们要对程序的设计要求有一个比较明确的认识，然后系统分析与系统设计，最后是代码设计与调试。计算机是一台聪明又笨拙的机器，只有我们的代码完全正确时，它才能准确地运行。

总的来说，通过这次课程设计，我将所学到的知识运用到了实践中，虽然在设计过程中遇到很大的困难，但是在老师和同学的

帮助下我克服了很多困难，并且最终获得了成功。从程序设计的过程中，我熟悉了 VC6.0 的运行环境，也熟悉了 Windows2000 的操作系统，学到了很多的知识，这些都令我受益匪浅。因此，在以后的

学习中，我可以学会自己编写一些类似的简单程序，将学到的东西加以实际的运用。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/fvd3.html