操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)-司機(jī)與售票員

《操作系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：司機(jī)與售票員目錄一、設(shè)計(jì)思想1.1設(shè)計(jì)目的1.2需求分析二、概要設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容2.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及模塊說明2.3開發(fā)環(huán)境與工具三、程序代碼四、運(yùn)行結(jié)果五、心得體會六、參考文獻(xiàn)一、設(shè)計(jì)思想1.1設(shè)計(jì)目的掌握信號的使用方法和PV操作的定義，掌握使用PV操作實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間同步和互斥的方法，加深對進(jìn)程同步互斥概念的理解。1.2需求分析本程序的功能是模擬公車的司機(jī)和售票員的開門以及行車的過程，其實(shí)也就是一個(gè)典型的進(jìn)程同步互斥問題，其中主要的兩點(diǎn)是1、司機(jī)開車的時(shí)候，售票員不能開門，（這里體現(xiàn)的是進(jìn)程的互斥問題）車停之后，由司機(jī)通知售票員開門（這里體現(xiàn)的是進(jìn)程的同步問題）；2、車門開著的時(shí)候，司機(jī)不能開車，等售票員把車門關(guān)上之后，由售票員通知司機(jī)開車。二、概要設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容創(chuàng)建兩個(gè)進(jìn)程模擬售票員和汽車司機(jī)的同步行為，具體設(shè)計(jì)內(nèi)容：司機(jī)的活動(dòng)：啟動(dòng)車輛，正常行車，到站停車。售票員活動(dòng)：關(guān)車門，售票，開車門。當(dāng)發(fā)車時(shí)間到，售票員關(guān)好車門后，司機(jī)才能啟動(dòng)車輛，售票員才開始售票。當(dāng)?shù)秸緯r(shí)，司機(jī)停穩(wěn)車后，售票員才能打開車門，車上乘客先下車，然后站牌乘客上車。司機(jī)與售票員要協(xié)同工作:一方面只有售票員把門關(guān)好之后司機(jī)才可開車，因此售票員關(guān)好門之后要通知司機(jī)開車，然后售票；另一方面，也只有司機(jī)把車停下之后售票員才能開門讓乘客下車和上車，因此，此時(shí)司機(jī)應(yīng)通知售票員。汽車當(dāng)前正在始發(fā)站停車讓乘客讓乘客上車，因此，必須設(shè)置一定的信號量來實(shí)現(xiàn)他們之間的同步問題。2.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及模塊說明本程序的設(shè)計(jì)原理比較簡單，就是兩大部分，一是司機(jī)的行車操作過程，另一個(gè)是售票員的開車門和關(guān)車門（以及售票，本程序不討論售票過程）的過程。把司機(jī)與售票員的信號量設(shè)置為全局變量，并把客車上的人數(shù)：現(xiàn)在人數(shù)、下車人數(shù)、上車人數(shù)設(shè)置為全局變量；設(shè)置司機(jī)與售票員各自的線程?？紤]到第一站和最后一站的問題，應(yīng)單獨(dú)處理，故在各自的線程中分情況討論：由于下車的人數(shù)是隨機(jī)的，設(shè)計(jì)時(shí)考慮到了人數(shù)可能會超過客車的最大上限的問題。具體的思路是下面的圖示。2.3開發(fā)環(huán)境與工具系統(tǒng)平臺：Windows7實(shí)現(xiàn)語言：C++開發(fā)工具：VC++6.0三、程序代碼#include<stdlib.h>#include<stdio.h>#include<windows.h>#include<time.h>#defineTotal_num50//客車的最大容量#defineTotal_stop4//總的站數(shù)//全局變量intRecent_num=0;//某一時(shí)刻的客車上的人數(shù)intGet_on_num;//上車的人數(shù)intGet_off_num;//下車的人數(shù)intstop=1;//客車到達(dá)路線的站數(shù)HANDLESemaphore_driver;//Driver的信號量HANDLESemaphore_conductor;//Conductor的信號量//產(chǎn)生一定范圍的隨機(jī)數(shù)，可避免下面程序的判斷是否超出客車的最大容量問題intGet_random(intmin,intmax){inta;srand((int)time(0));while(1){a=rand()%(Total_num+1);if(a>=min&&a<=max)returna;}}//Driver的線程DWORDWINAPIThread_Driver(LPVOIDDriver){while(stop<=Total_num){if(stop==Total_stop){WaitForSingleObject(Semaphore_driver,INFINITE);printf("終點(diǎn)站到了\n");printf("最后乘客：%d名\n",Recent_num);ReleaseSemaphore(Semaphore_conductor,1,NULL);return0;}else{if(stop==1)printf("第%d站出發(fā)\n啟動(dòng)車輛\n",stop);elseprintf("第%d站到了\n",stop);if(stop!=1)printf("到站停車\n");ReleaseSemaphore(Semaphore_conductor,1,NULL);//增加信號量WaitForSingleObject(Semaphore_driver,INFINITE);printf("正常行車\n");ReleaseSemaphore(Semaphore_conductor,1,NULL);}Sleep(1000);}return0;}//Conductor的線程DWORDWINAPIThread_Conductor(LPVOIDConductor){while(1){if(stop<Total_stop){WaitForSingleObject(Semaphore_conductor,INFINITE);if(stop==1){Get_on_num=Get_random(0,Total_num-Recent_num);printf("有%d名乘客上車\n",Get_on_num);Recent_num+=Get_on_num;}else{printf("開車門\n");Get_off_num=Get_random(0,Recent_num);printf("有%d名乘客下車\n",Get_off_num,stop);Sleep(1000);//避免了時(shí)間的問題帶來的不是隨機(jī)數(shù)的現(xiàn)象Recent_num-=Get_off_num;Get_on_num=Get_random(0,Total_num-Recent_num);printf("有%d名乘客上車\n",Get_on_num,stop);Recent_num+=Get_on_num;}printf("此時(shí)乘客：%d名\n",Recent_num);printf("關(guān)車門\n");ReleaseSemaphore(Semaphore_driver,1,NULL);WaitForSingleObject(Semaphore_conductor,INFINITE);printf("售票\n");printf("\n\n\n\n");stop++;}if(stop==Total_stop){ReleaseSemaphore(Semaphore_driver,1,NULL);WaitForSingleObject(Semaphore_conductor,INFINITE);printf("開車門\n");printf("所有乘客下車\n");return0;}Sleep(1000);}return0;}//主函數(shù)intmain(){HANDLEDriver;HANDLEConductor;Semaphore_driver=CreateSemaphore(NULL,0,1,"semaphore_driver");//創(chuàng)建Driver的信號量Semaphore_conductor=CreateSemaphore(NULL,0,1,"semaphore_conductor");//創(chuàng)建Conductor的信號量Driver=CreateThread(NULL,0,Thread_Driver,&Driver,0,NULL);//創(chuàng)建Driver的線程Conductor=CreateThread(NULL,0,Thread_Conductor,&Conductor,0,NULL);//創(chuàng)建Conductor的線程CloseHandle(Driver);//關(guān)閉Driver的線程CloseHandle(Conductor);//關(guān)閉Conductor的線程//GetLastError();while(1);system("pause");return0;}四、運(yùn)行結(jié)果五、心得體會1、因?yàn)樗緳C(jī)與售票員是兩條單獨(dú)處理的線程。程序先對司機(jī)的線程進(jìn)行設(shè)計(jì)，接著再進(jìn)行售票員的線程設(shè)計(jì)。因?yàn)閮烧呤切枰嗷f(xié)調(diào)，又先后順序的，所以編起程序來比較復(fù)雜，而且很亂，尤其對于第一次接觸的我們而言。2、上下車的人數(shù)是隨機(jī)的，所以