操作系统课程设计(采用读写平等策略的读者写者问题)完整版--内含代码

1、精选优质文档-倾情为你奉上淮北师范大学课 程 设 计 采用读写平等策略的读者写者问题 学 号： 姓 名： 专 业： 指导教师： 日 期： 目录 1.5 时间安排. 4 第1部分 课设简介1.1 课程设计题目采用读写平等策略的读者写者问题1.2 课程设计目的操作系统课程设计是计算机专业重要的教学环节，它为学生提供了一个既动手又动脑，将课本上的理论知识和实际有机的结合起来，独立分析和解决实际问题的机会。1）进一步巩固和复习操作系统的基础知识。2）培养学生结构化程序、模块化程序设计的方法和能力。3）提高学生调试程序的技巧和软件设计的能力。4）提高学生分析问题、解决问题以及综合利用C语言进行课程设计的

2、能力。1.3 课程设计内容用高级语言编写和调试一个采用“读写平等”策略的“读者-写者”问题的模拟程序。1.4 课程设计要求1）读者与写者至少包括ID、进入内存时间、读写时间三项内容，可在界面上进行输入。2) 读者与写者均有两个以上，可在程序运行期间进行动态增加读者与写者。3) 可读取样例数据（要求存放在外部文件中），进行读者/写者、进入内存时间、读写时间的初始化。4) 要求将运行过程用可视化界面动态显示，可随时暂停，查看阅览室中读者/写者数目、读者等待队列、读写时间、等待时间。5) 读写策略：读写互斥、写写互斥、读写平等（严格按照读者与写者到达的顺序进入阅览室，有写着到达，则阻塞后续到达的读者

3、；有读者到达，则阻塞后续到达的写者）。1.5 时间安排 1）分析设计贮备阶段 （1 天） 2）编程调试阶段 （7 天） 3）写课程设计报告、考核（2 天） 第2部分 实验原理分析2.1问题描述 有一个被许多进程共享的数据区，这个数据区可以是一个文件，或者主存的一块空间，甚至可以是一组处理器寄存器。有一些只读取这个数据区的进程reader和一些只往数据区中写数据的进程writer以下假设共享数据区是文件。这些读者和写者对数据区的操作必须满足以下条件：读读允许；读写互斥；写写互斥。这些条件具体来说就是：1）任意多的读进程可以同时读这个文件；2）一次只允许一个写进程往文件中写；3）如果一个写进程正在

4、往文件中写，禁止任何读进程或写进程访问文件；4）写进程执行写操作前，应让已有的写者或读者全部退出。这说明当有读者在读文件时不允许写者写文件。2.2算法思想 三个线性链表，分别为h1、h2、h3。h1为写入序列，h2为就绪序列，h3为执行序列。其中h1用来存放输入进去的读者和写者的信息，h2根据读入内存的时间将h1中的读者写者的信息进行排序，并将排完序的读者与写者信息存在h2中，把h2的内容调入到执行序列h3中，从而执行要求的内容。 2.3主要功能模块流程图开始ready(int i)typereader()rwriter ()wruntime+runtime=needtime离开h3h1=Nu

5、ll&h2=Null&h3=NullYN i+Y结束第3部分 主要的功能模块 3.1 数据结构 主要的数据结构及数据：int Wmutex=1;/互斥读写的信号量int readcount=0; /读者数目struct process/进程结构体int ID; /进程序号char type; /进程类别(判断是读者还是写者)int starttime; /进程开始时间int needtime; /进程读写需要的时间int runtime; /进程在内存中已运行的时间struct process *next;process *h1=NULL,*h2=NULL,*h3=NULL;/三个链表函数成员

6、：void input()/输入信息函数void main()/主函数void choose()/选择函数void ready(int i)/进入就绪队列函数int wait(int &a)/等待队列函数void reader()/读写平等下的读者信息函数void writer()/读写平等下的写者信息函数void add(int i)/动态增加函数void print(int i)/输出函数void leave()/离开执行队列3.2 测试用例及运行结果运行程序进入界面后，选择1，运行界面如图1-1；选择2，运行完后查看文件显示如图1-2；选择3查看信息，运行界面如图1-3；在执行过程中按下

7、s可以暂停进程的执行，在进程暂停的情况下，按下a可以增加进程，运行结果如图1-4所示。 图 1-1图1-2图1-3图1-4第4部分 源代码#include #include #include #include windows.hint Wmutex=1;/互斥读写的信号量int readcount=0; /读者数目void input();void main();struct processint ID; /进程序号char type; /进程类别(判断是读者还是写者)int starttime; /进程开始时间int needtime; /进程读写需要的时间int runtime; /进程在

8、内存中已运行的时间struct process *next;process *h1=NULL,*h2=NULL,*h3=NULL;void choose()/选择 int a;process *p,*q;q=h1=(process *)malloc(sizeof(process);FILE *fp; scanf(%d,&a);switch(a)case 1: /手动输入 int i,j; printf(tt输入进程数:); fp=fopen(file.txt,w+);scanf(%d,&i); fprintf(fp,%dn,i);for(j=1;i0;i-,j+)p=(process *)ma

9、lloc(sizeof(process);q-next=p;printf(tt第%d个进程:n,j);printf(tt进程序号t读或写tt开始时间t执行时间ntt); scanf(%d %c %d %d,&p-ID,&p-type,&p-starttime,&p-needtime);fprintf(fp,%d %c %d %dn,p-ID,p-type,p-starttime,p-needtime);printf(n);p-runtime=0;q=q-next;p-next=NULL;fclose(fp);p=h1;h1=h1-next;p-next=NULL;free(p);break;c

10、ase 2: /文件读入if(fp=fopen(file.txt,r)=NULL)printf(文件打开失败!n); system(pause); system(cls); main();fscanf(fp,%d,&i); for(j=1;i0;i-,j+)p=(process *)malloc(sizeof(process);q-next=p;fscanf(fp,%d %c %d %d,&p-ID,&p-type,&p-starttime,&p-needtime); p-runtime=0;q=q-next;p-next=NULL;fclose(fp);p=h1;h1=h1-next;p-n

11、ext=NULL;free(p); break; case 3: int k; if(fp=fopen(file.txt,r)=NULL)printf(文件打开失败!n); system(pause); system(cls); main(); printf(tt进程序号t读或写tt开始时间t执行时间n); fscanf(fp,%d,&i); k=0; for(j=0;i0;i-,j+) p=(process *)malloc(sizeof(process);q-next=p;fscanf(fp,%d %c %d %d,&p-ID,&p-type,&p-starttime,&p-needtim

12、e);if(p-type=r|p-type=R) k+; printf(tt%dtt%ctt%dtt%dn,p-ID,p-type,p-starttime,p-needtime);p-runtime=0;q=q-next;p-next=NULL; j=j-k; printf(tt读者数目:); printf(t%dn,k); printf(tt写者数目:); printf(t%dn,j);fclose(fp); p=h1;h1=h1-next;p-next=NULL;free(p); system(pause); system(cls); main();break; case 4: exit(

13、0); default :printf(tt您输入的有错误，请重新输入:n);system(pause); system(cls); main();void input() /输入函数printf(tt*读写平等策略*n);printf(ttt1.请输入进程信息n);printf(ttt2.文件载入进程信息n); printf(ttt3.查看进程信息n);printf(ttt4.退出n);printf(tt*n);printf(tt请选择:); choose();void ready(int i) /进入就绪队列process *p,*q,*j,*k;p=h1;q=h2;int t=0;if(

14、h2=NULL)q=h2=(process *)malloc(sizeof(process);q-next=NULL;t=1;elsewhile(q-next!=NULL)q=q-next;j=(process *)malloc(sizeof(process);j-next=head1;while(h1-starttime=i)q-next=head1;h1=h1-next;q=q-next;q-next=NULL;j-next=head1;if(h1=NULL)break;p=h1;while(p!=NULL)if(p-starttime=i)k=j;while(k-next!=p)k=k-

15、next;k-next=p-next;q-next=p;q=q-next;p=p-next;q-next=NULL;elsep=p-next;h1=j-next;j-next=NULL;free(j);if(t=1)p=h2;h2=h2-next;p-next=NULL;free(p);int wait(int &a) a-;if(anext=NULL;t=1;elsewhile(p-next!=NULL)p=p-next;if(readcount0)p-next=h2;h2=h2-next;p=p-next;p-next=NULL;readcount+;if(readcount=0)&(wa

16、it(Wmutex)=1)p-next=h2;h2=h2-next;p=p-next;p-next=NULL;readcount+;else Wmutex+;if(t=1)p=h3;h3=h3-next;p-next=NULL;free(p);void writer() /读写平等下的写者信息if(wait(Wmutex)=1)&(head3=NULL)h3=h2;h2=h2-next;h3-next=NULL;else Wmutex+;void add(int i) /动态增加process *p,*q;int a;p=head1;q=(process *)malloc(sizeof(pro

17、cess);printf(tt进程序号:);scanf(%d,&q-ID); printf(ttt读或写:);fflush(stdin);scanf(%c,&q-type);printf(tt开始时间:);scanf(%d,&a);q-starttime=a+i;printf(tt执行时间:);scanf(%d,&q-needtime);q-runtime=0;q-next=NULL;if(h1!=NULL)while(p-next!=NULL)p=p-next;p-next=q;elseh1=q;void print(int i) /输出函数process *p;p=h3;while(p!=

18、NULL)p-runtime+;p=p-next;printf(ntt执行 %d :n,i);printf(tt执行队列: );p=h3;if(p=NULL)printf();elsewhile(p!=NULL)printf(%d ,p-ID);p=p-next;printf(ntt等待队列: );p=h2;if(p=NULL)printf();elsewhile(p!=NULL)printf(%d,p-ID);p=p-next;printf(n);void leave() /离开执行队列process *p,*q;p=q=(process *)malloc(sizeof(process);p

19、-next=NULL;while(h3!=NULL)if(h3-needtime!=h3-runtime)p-next=h3;p=p-next;elseif(h3-type=r)|(h3-type=R)readcount-; if(readcount=0)Wmutex=1; else signal(Wmutex);h3=h3-next;p-next=NULL;h3=q-next;q-next=NULL;free(q); void main()int i=0;input();while(h1!=NULL)|(h2!=NULL)|(h3!=NULL)i+;if(h1!=NULL)ready(i);if(h2!=NULL)while(h2-type=r)reader();if(h3!=NULL)if(h3-type=w