寫優(yōu)先”策略的“讀者-寫者”問題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 采用“寫優(yōu)先”策略的“讀者-寫者”問題學(xué) 院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 專 業(yè) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 學(xué) 號(hào) 學(xué) 生 姓 名 指導(dǎo)教師姓名 2014-3-11專心-專注-專業(yè)目 錄 (1 ) 、課程設(shè)計(jì)的目的.-1-(2 ) 、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容-1-(3 ) 、課程設(shè)計(jì)的要求-1-一、設(shè)計(jì)目的與內(nèi)容(1)課程設(shè)計(jì)的目的：操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)專業(yè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié),它為學(xué)生提供了一個(gè)既動(dòng)手又動(dòng)腦，將課本上的理論知識(shí)和實(shí)際有機(jī)的結(jié)合起來，獨(dú)立分析和解決問題的機(jī)會(huì)。l 進(jìn)一步鞏固和復(fù)習(xí)操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)。l 培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)化程序、模塊化程序設(shè)計(jì)的方法和能力。l 提高學(xué)生調(diào)試程序的技巧和軟

2、件設(shè)計(jì)的能力。l 提高學(xué)生分析問題、解決問題以及綜合利用C語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的能力。(2) 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容：用高級(jí)語言編寫和調(diào)試一個(gè)采用“寫優(yōu)先”策略的“讀者寫者”問題的模擬程序。(3) 課程設(shè)計(jì)的要求：1. 讀者與寫者至少包括ID、進(jìn)入內(nèi)存時(shí)間、讀寫時(shí)間三項(xiàng)內(nèi)容，可在界面上進(jìn)行輸入。2. 讀者與寫者均有兩個(gè)以上，可在程序運(yùn)行期間進(jìn)行動(dòng)態(tài)增加讀者與寫者。3. 可讀取樣例數(shù)據(jù)（要求存放在外部文件中），進(jìn)行讀者/寫者、進(jìn)入內(nèi)存時(shí)間、讀寫時(shí)間的初始化。4. 要求將運(yùn)行過程用可視化界面動(dòng)態(tài)顯示，可隨時(shí)暫停，查看閱覽室中讀者/寫者數(shù)目、讀者等待隊(duì)列、讀寫時(shí)間、等待時(shí)間。5. 讀寫策略：讀寫互斥、寫寫互斥、

3、寫優(yōu)先 （只要寫者到達(dá)，就阻塞后續(xù)的所有讀者，一旦閱覽室無人，寫者能最快進(jìn)入閱覽室；在寫者未出閱讀室之前，又有新的讀者與寫者到達(dá)，仍然是寫者排在前面）二、算法的基本思想 進(jìn)程結(jié)構(gòu)體:struct processint name; /進(jìn)程ID 號(hào)char type; /進(jìn)程類別(判斷是讀者還是寫者線程)int starttime; /進(jìn)程開始時(shí)間int needtime; /進(jìn)程讀寫需要的時(shí)間int runtime; /進(jìn)程在內(nèi)存中已運(yùn)行的時(shí)間struct process *next; 創(chuàng)建三個(gè)鏈表，分別為process1 、process2 、process3 。process1 存儲(chǔ)各個(gè)進(jìn)程

4、的信息，process2 存儲(chǔ)就緒隊(duì)列的進(jìn)程信息，process3 存儲(chǔ)正在執(zhí)行的進(jìn)程的信息。系統(tǒng)有兩個(gè)功能，一個(gè)是手動(dòng)輸入進(jìn)程，另一個(gè)是文件輸入進(jìn)程。文件讀入功能，是從文件“123.txt”中讀入進(jìn)程。用整形數(shù)I 模擬時(shí)間片，每次時(shí)間片開始時(shí)先將需要進(jìn)入就緒隊(duì)列的進(jìn)程用ready() 函數(shù)拉入就緒隊(duì)列。接著用sort() 函數(shù)進(jìn)行排序，將寫者排在讀者前面。然后判斷就緒隊(duì)列的開頭是讀者還是寫者，然后調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)Reader()或Writer()。時(shí)間片結(jié)束時(shí)，對(duì)各個(gè)進(jìn)程的runtime+，并判斷進(jìn)程是否執(zhí)行完畢，如果完畢就其離開process3 鏈表。最后將時(shí)間片i+，反復(fù)循環(huán)，直到所有進(jìn)程

5、執(zhí)行完畢。 三、模塊流程圖開始ready(int i)typereader()rwriter ()wruntime+runtime=needtime離開process3process1,process2,process3均為空Y NY結(jié)束Sort()i+N四、測試結(jié)果程序運(yùn)行實(shí)例如下：1、 進(jìn)入主界面2、 選擇1，運(yùn)行界面如下：3、選擇2，運(yùn)行界面如下：4.在執(zhí)行過程中動(dòng)態(tài)暫停。5 、在進(jìn)程暫停的情況下，按A 可以增加進(jìn)程。6 、退出五、結(jié)論這次課設(shè)成功采用了“寫優(yōu)先”策略通過輸入、排序、就緒等函數(shù)實(shí)現(xiàn)“讀者寫者”問題，在這兩周時(shí)間里我重新翻閱了C 語言程序設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)等書，也參考了很多網(wǎng)絡(luò)

6、資源，對(duì)“讀者- 寫者”問題有了更深的理解，對(duì)C 語言和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也有了更好的掌握，使我體會(huì)到了理論與實(shí)踐結(jié)合的效果。這次課程設(shè)計(jì)對(duì)我有很大的幫助，在這過程中還掌握了很多編程的小技巧。六、源程序#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include "windows.h"#include <conio.h>int mutex=1; /互斥讀寫的信號(hào)量int readcount=0; /用readcount變量來記錄讀者數(shù)struct processint num; /進(jìn)程序號(hào)char type; /進(jìn)程類

7、別(判斷是讀者還是寫者)int starttime; /進(jìn)程開始時(shí)間int needtime; /進(jìn)程讀寫需要的時(shí)間int runtime; /進(jìn)程在內(nèi)存中已運(yùn)行的時(shí)間struct process *next;process *process1=NULL,*process2=NULL,*process3=NULL;void input()process *p,*q;q=process1=(process *)malloc(sizeof(process); /在內(nèi)存中給q分配了一個(gè)動(dòng)態(tài)的存儲(chǔ)空間int a;FILE *fp; /是聲明，聲明fp是指針，用來指向FILE類型的對(duì)象printf(&q

8、uot;ttt *n");printf("ttt *1.手動(dòng)輸入進(jìn)程*n");printf("ttt *2.文件輸入進(jìn)程*n");printf("ttt *3.退出 *n");printf("ttt *n");printf("n請選擇序號(hào):");QK:fflush(stdin); /清空輸入緩沖區(qū)scanf("%d",&a);switch(a)case 1:CS:printf("輸入進(jìn)程數(shù)：");int i,j;scanf("%

9、d",&i);if(i=0)printf("無進(jìn)程，重新輸入!n");goto CS;for(j=1;i>0;i-,j+)p=(process *)malloc(sizeof(process);q->next=p;printf("第%d個(gè)進(jìn)程:n",j);printf("進(jìn)程序號(hào):");scanf("%d",&p->num);printf("n"); printf("讀寫:");getchar();scanf("%c&qu

10、ot;,&p->type);printf("n");printf("開始時(shí)間:");scanf("%d",&p->starttime);printf("n");printf("讀寫時(shí)間:");scanf("%d",&p->needtime);printf("n");p->runtime=0;q=q->next;p->next=NULL;p=process1;process1=process1-&g

11、t;next;p->next=NULL;free(p);break;case 2:if(fp=fopen("d:123.txt","r")=NULL)printf("文件打開失敗!n");exit(0);while(!(feof(fp)p=(process *)malloc(sizeof(process);q->next=p;fscanf(fp,"%d %c %d %d",&p->num,&p->type,&p->starttime,&p->nee

12、dtime);p->runtime=0;q=q->next;p->next=NULL;fclose(fp);p=process1;process1=process1->next;p->next=NULL;free(p);break;case 3:exit(0);default :printf("輸入錯(cuò)誤，重新輸入:");goto QK;void ready(int i) /每次時(shí)間片開始時(shí)先將需要進(jìn)入就緒隊(duì)列的進(jìn)程用ready()函數(shù)拉入就緒隊(duì)列process *p,*q,*j,*k;p=process1;q=process2;int t=0;

13、if(process2=NULL)q=process2=(process *)malloc(sizeof(process);q->next=NULL;t=1;j=(process *)malloc(sizeof(process);j->next=process1;while(p!=NULL)if(p->starttime=i)k=j;while(k->next!=p)k=k->next;/比如i=1，這個(gè)作用就是尋找所有開始時(shí)間等于1的進(jìn)程k->next=p->next;q->next=p;q=q->next;p=p->next;q-

14、>next=NULL;/找到之后插入鏈表elsep=p->next;process1=j->next;j->next=NULL;free(j);if(t=1)p=process2;process2=process2->next;p->next=NULL;free(p);int wait(int &a)if(a<=0)return 0;a-;return 1;void signal(int &a)a+;void Reader() process *p;int t=0;p=process3;if(process3=NULL)p=proces

15、s3=(process *)malloc(sizeof(process);p->next=NULL;t=1;if(readcount>0)p->next=process2;process2=process2->next;p=p->next;p->next=NULL;readcount+;/讀者就開始讀if(readcount=0)&&(wait(mutex)=1)p->next=process2;process2=process2->next;p=p->next;p->next=NULL;readcount+;/寫者開

16、始寫if(t=1)p=process3;process3=process3->next;p->next=NULL;free(p);void Writer()if(wait(mutex)=1)&&(process3=NULL)process3=process2;process2=process2->next;process3->next=NULL;void sort()process *p,*q,*j,*k;j=p=(process *)malloc(sizeof(process);p->next=NULL;k=q=(process *)malloc

17、(sizeof(process);q->next=NULL;while(process2!=NULL)if(process2->type='w')|(process2->type='W')p->next=process2;process2=process2->next;p=p->next;p->next=NULL;elseq->next=process2;process2=process2->next;q=q->next;q->next=NULL;process2=j->next;j->

18、;next=NULL;free(j);q=k->next;k->next=NULL;free(k);if(process2!=NULL)p->next=q;/如果寫者不為空，就讓寫者先進(jìn)行elseprocess2=q;/不然讀者進(jìn)行void add(int i)process *p,*q;int a;p=process1;q=(process *)malloc(sizeof(process);printf("進(jìn)程序號(hào):");scanf("%d",&q->num);printf("n"); printf(

19、"讀寫:");fflush(stdin);scanf("%c",&q->type);printf("n");printf("開始時(shí)間:");scanf("%d",&a);q->starttime=a+i;printf("n");printf("讀寫時(shí)間:");scanf("%d",&q->needtime);q->runtime=0;q->next=NULL;if(process1!

20、=NULL)while(p->next!=NULL)p=p->next;p->next=q;/q是尾結(jié)點(diǎn)elseprocess1=q;/把q中的信息賦值給process1void main() system("color 1a");printf("tt-n");printf("ttt*寫優(yōu)先的讀者-寫者問題*n");printf("tt-nn");int i=0;process *p,*q;/定義兩個(gè)指向process的指針變量input();printf("n以下輸出各時(shí)間片進(jìn)程狀態(tài)n

21、");printf("<運(yùn)行時(shí)如需暫停請輸入P>n");Sleep(1000);while(process1!=NULL)|(process2!=NULL)|(process3!=NULL)i+;if(process1!=NULL)ready(i);sort();if(process2!=NULL)while(process2->type='r')|(process2->type='R')Reader();if(process3!=NULL)if(process3->type='w')|

22、(process3->type='W')break;if(process2=NULL)break;if(process2!=NULL)if(process2->type='w')|(process2->type='W')Writer();p=process3;while(p!=NULL)p->runtime+;p=p->next;printf("n時(shí)間 %d :n",i);printf("t正執(zhí)行進(jìn)程: ");p=process3;if(p=NULL)printf("<空>");elsewhile(p!=NULL)printf("%d ",p->num);p=p->next;printf("nt就緒隊(duì)列: ");p=process2;if(p=NULL)printf("<空>");elsewhile(p!=NULL)printf("%d ",p->num);p=p->next;printf("n");p=q=(process *)malloc(sizeof(process);p-