操作系統(tǒng)課程設計---信號量的操作

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文檔簡介

1、　　《操作系統(tǒng)》課程設計　　專業(yè)：計算機科學與技術 　　班級： 　　題目名稱：信號量的操作 　　完成日期： 2011年12月22日 　　目錄</b&

2、gt;　　第一章概述2　　1．實驗目的2　　2、開發(fā)平臺及實驗環(huán)境：3　　3、實驗要求3　　第二章設計

3、需求3　　1．信號量的概念3　　2．信號量的分類4　　3．信號量于PV操作的關系4　　第三章實例分析5　　1．設計思想5　　3．運行結

4、果截圖10　　4．總結11　　參考文獻12　　第一章概述　　1．實驗目的

5、;　　了解信號量機制，了解并掌握進程同步和互斥機制，熟悉信號量的操作函數，利用信號量實現對共享資源的控制。　　2、開發(fā)平臺及實驗環(huán)境：　　系統(tǒng)平臺：windows環(huán)境　　實現語言：C++語言　　開發(fā)工具：Microsoft Visual C++ 6.0

6、　　3、實驗要求　　通過對windows系統(tǒng)的內核同步對象mutexes和semaphores的使用來實現進程同步的控制。　　利用CreateSemaphore、WaitForSingleObject等函數檢測內核同步對象的狀態(tài)。　　第

7、二章設計需求　　1．信號量的概念　　信號量(Semaphore)，有時被稱為信號燈，是在多線程環(huán)境下使用的一種設施，是可以用來保證兩個或多個關鍵代碼段不被并發(fā)調用。在進入一個關鍵代碼段之前，線程必須獲取一個信號量；一旦該關鍵代碼段完成了，那么該線程必須釋放信號量。其它想進入該關鍵代碼段的線程必

8、須等待直到第一個線程釋放信號量。為了完成這個過程，需要創(chuàng)建一個信號量VI，然后將Acquire Semaphore VI以及Release Semaphore VI分別放置在每個關鍵代碼段的首末端。確認這些信號量VI引用的是初始創(chuàng)建的信號量。　　2．信號量的分類　　信號量按其用途分為兩種： &

9、lt;p>　?。?）公用信號量：初值常常為1，用來實現進程間的互斥。相關進程均可對其執(zhí)行P、V操作。 　?。?）私有信號量：初值常常為可用資源數，多用來實現進程同步。擁有該信號量的一類進程可以對其執(zhí)行P操作，而另一類進程可以對其執(zhí)行V操作，多用于并發(fā)進程的同步。　　信號量按照取值可以分為兩種：　?。?）

10、二元信號量：僅允許取0和1，主要用于解決進程互斥；　?。?）一般信號量（計數信號量）：允許取任意整數值，主要用于解決進程同步問題。　　3．信號量于PV操作的關系　　P 操作　　信號量的值減一&

11、lt;/p>　　如果滿足if條件，執(zhí)行了P操作的進程會掛起，P操作語句之后的語句都不會再執(zhí)行。　　被掛起的進程，除非另一個進程調用V()來喚醒它，否則永遠不會執(zhí)行。　　V 操作　　信號量的值加一</p&g

12、t;　　如果滿足if條件，執(zhí)行V操作的進程會去喚醒另一個正在等待的進程（被掛起的進程）。　　執(zhí)行V操作的進程不會自愿停止， V操作后面的語句會接著執(zhí)行　　被喚醒的進程只是進入了就緒隊列，并不一定有機會馬上被執(zhí)行　　被喚醒的進程，從掛起點接著執(zhí)行，也就是P操作之后的語句

13、　　第三章實例分析　　1．設計思想　　假設某個飯店有一公共廁所，但是不分男女，老板規(guī)定，當有男生上廁所時，其他男生可以進去，女生不能進入，有女生先進去的時候其他女生可以進去，男生不能進入　　2. 程

14、序代碼　　#include <windows.h>　　#include <stdio.h>　　#define THREADCOUNT 40　　HANDLE ghEvent; 　　int

15、iCurrentBoy = 0;　　int iCurrentgirl = 0;　　DWORD WINAPI BoyWereWCing( LPVOID );　　DWORD WINAPI girlWereWCing( LPVOID );　　void main()</p&

16、gt;　　{　　HANDLE aThread[THREADCOUNT];　　DWORD ThreadID;　　int i;　　// Create a mutex with n

17、o initial owner　　ghEvent = CreateEvent( 　　NULL, // default security attributes　　FALSE, // be Manual Reset　　TRUE

18、, // initially not owned　　NULL); // unnamed mutex　　if (ghEvent == NULL) 　　{　　printf("Cre

19、ateEvent error: %d\n", GetLastError());　　return;　　}　　// Create worker threads　　for( i=0; i &l

20、t; THREADCOUNT; i+=2 )　　{　　aThread[i] = CreateThread( 　　NULL, // default security attributes　　0, // de

21、fault stack size　　(LPTHREAD_START_ROUTINE) BoyWereWCing, 　　NULL, // no thread function arguments　　0, // default creation flags<

22、p>　　&ThreadID); // receive thread identifier　　if( aThread[i] == NULL )　　{　　printf("CreateThread error: %d\n", GetLastErro

23、r());　　return;　　}　　aThread[i+1] = CreateThread( 　　NULL, // default security attributes</p

24、>　　0, // default stack size　　(LPTHREAD_START_ROUTINE) girlWereWCing, 　　NULL, // no thread function arguments　　0, // def

25、ault creation flags　　&ThreadID); // receive thread identifier　　if( aThread[i+1] == NULL )　　{　　printf("Create

26、Thread error: %d\n", GetLastError());　　return;　　}　　}　　// Wait for all thre

27、ads to terminate　　WaitForMultipleObjects(THREADCOUNT, aThread, TRUE, INFINITE);　　// Close thread and mutex handles　　for( i=0; i < THREADCOUNT; i++ )</p

28、>　　CloseHandle(aThread[i]);　　CloseHandle(ghEvent);　　}　　DWORD WINAPI BoyWereWCing( LPVOID lpParam )<b

29、>　　{ 　　DWORD dwWaitResult; 　　if( iCurrentBoy == 0 )　　{　　dwWaitResult = WaitForSingleObject(

30、　　ghEvent, // handle to mutex　　INFINITE); // no time-out interval　　iCurrentBoy++;　　}　　else</

31、b>　　{　　dwWaitResult = WAIT_OBJECT_0;　　iCurrentBoy++;　　}　　switch (dwWaitRes

32、ult) 　　{　　// The thread got ownership of the mutex　　case WAIT_OBJECT_0: 　　__try { <

33、p>　　// TODO: was bathing　　printf("Boy Were WCing...\n");　　iCurrentBoy--;　　} 　　__finally { &l

34、t;p>　　// Release ownership of the mutex object　　if(iCurrentBoy == 0)　　{　　if (! SetEvent(ghEvent)) 　　{ <

35、;/b>　　// Deal with error.　　} 　　}　　} 　　break; &

36、lt;/b>　　// The thread got ownership of an abandoned mutex　　case WAIT_ABANDONED: 　　return FALSE; 　　}<

37、;p>　　return TRUE; 　　}　　DWORD WINAPI girlWereWCing( LPVOID lpParam )　　{ 　　DWORD dwWaitResult; &l

38、t;/p>　　if( iCurrentgirl == 0 )　　{　　dwWaitResult = WaitForSingleObject( 　　ghEvent, // handle to mutex

39、　　INFINITE); // no time-out interval　　iCurrentgirl++;　　}　　else　　{&

40、lt;p>　　dwWaitResult = WAIT_OBJECT_0;　　iCurrentgirl++;　　}　　switch (dwWaitResult) 　　{

41、　　// The thread got ownership of the mutex　　case WAIT_OBJECT_0: 　　__try { 　　// TODO: was bathing　　printf(&qu

42、ot;girl Were WCing...\n");　　iCurrentgirl--;　　} 　　__finally { 　　// Release ownership of the mutex object

43、;　　if(iCurrentgirl == 0)　　{　　if (! SetEvent(ghEvent)) 　　{ 　　// Deal with error.</p&g

44、t;　　} 　　}　　} 　　break; 　　// The thread got ownersh

45、ip of an abandoned mutex　　case WAIT_ABANDONED: 　　return FALSE; 　　}　　return TRUE; 　　}<

46、;/b>　　3．運行結果截圖　　4．總結　　剛剛看到課程設計的內容與要求時，不禁有點無從下手的感覺。經過一番思考后，才決定選擇設計“進程機制與并發(fā)程序設計——Windows下生產者與消費者的問題實現”這部分。設計這部分不僅僅需要用到

47、C/C++編程，還需要編寫相關的PV原語。由于自己的PV原語部分和C/C++編程學的不是很好，因此對我來說有點難。于是我就積極利用書本上的知識來編寫PV原語，C/C++編程是參考書上的指點以及網絡資源編寫出來的。不懂得地方查資料、上網找、問問其他同學，最后終于慢慢的把課程設計做出來了。通過這次課程設計，才感覺到自己還是平時動手少，要經常動手去做實驗才能真正學到東西。尤其是一些C/C++編程和PV原語的編寫更需要平時多加練習才能學好用好

48、。特別是C/C++編程在遇到語法有多處錯誤時，不能急，要冷靜下來慢慢修改，知道程序正確。雖然是自己獨立做的課程設計，但是其中還是有很多不懂的東西是問同學的，因此了解到學習不是單獨的，應該是相互交流相互學習的。　　參考文獻　　1、計算機網絡操作系統(tǒng)原理與應用孔憲軍呂濱（本學期教科書）

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