操作系统课程设计_读者写者问题

计算机与信息学院

操作系统课程设计报告

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一、 开题报告

(一) 该项课程设计的意义;

1. 更加深入的了解读者写者问题的算法; 2. 加深对线程,进程的理解;

3. 加深对“线程同步”概念的理解,理解并应用“信号量机制”; 4. 熟悉计算机对处理机的管理,了解临界资源的访问方式; 5. 了解C++中线程的实现方式,研读API。

(二) 课程设计的任务

多进程/线程编程:读者-写者问题。 ? 设置两类进程/线程,一类为读者,一类为写者; ? 随机启动读者或写者; ? 显示读者或写者执行状态;

? 随着进程/线程的执行,更新显示;

(三) 相关原理及算法描述;

整体概况:

该程序从大体上来分只有两个模块,即“读者优先”和“写者优先”模块.

读者优先:

如果没有写者正在操作,则读者不需要等待,用一个整型变量readcount记录读者数目,用于确定是否释放读者线程,readcount的初值为0.当线程开始调入时.每个读者准备读. 等待互斥信号,保证对readcount 的访问,修改互斥.即readcount++.而当读者线程进行读操作时,则读者数目减少(readcount--).当readcout=0 时,说明所有的读者都已经读完,离开临界区唤醒写者(LeaveCriticalSection(&RP_Write);), 释放互斥信号(ReleaseMutex(h_Mutex)).

还需要一个互斥对象mutex来实现对全局变量Read_count修改时的互斥. 另外,为了实现写-写互斥,需要增加一个临界区对象Write。当写者发出写请求时,必须申请临界区对象的所有权。通过这种方法,可以实现读-写互斥,当Read_count=1时(即第一个读者到来时),读者线程也必须申请临界区对象的所有权

写者优先:

写者优先与读者不同之处在于一旦一个写者到来,它应该尽快对文件进行写操作,如果有一个写者在等待,则新到来的读者不允许进行读操作。为此应当填加一个整形变量write_count,用于记录正在等待的写者的数目,write_count的初值为0.当线程开始调入时.只允许一个写者准备读. 等待互斥信号,保证对write_count 的访问,修改互斥.即write_count++.而当写者线程进行读操作时,则相应写者数目减少(write_count--).当write_count=0 时,说明所有的读者都已经读完,离开临界区唤醒读者,释放互斥信号.

为了实现写者优先,应当填加一个临界区对象read,当有写者在写文件或等待时,读者必须阻塞在read上。

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(四) 开发环境;

VC++6.0

(五) 预期设计目标;

读者-写者问题的读写操作限制(包括读者优先和写者优先)

1.写-写互斥:不能有两个写者同时进行写操作

2.读-写互斥:不能同时有一个线程在读,而另一个线程在写。 3.读-读允许:可以有一个或多个读者在读。

若读者的优先权比写者高, 如果读者申请进行读操作时已有另一个读者正在进行读操作,则该读者可直接开始读操作.不必经过别的操件

若读者的优先权比写者高,如果第一个写者已经占有了文件的时候.则别的读者必需等待该操作完成后.才能开始读操作.

若写者的优先权比读者高, 在一个写者提出要访问文件时,就必须使其尽可能的得到文件,而且不用调配。

完成课程设计的任务,实现读者写者问题的全部要求,同时可以实现“读者优先”和“写者优先”两种情况,有时间的话,争取实现可视化图形界面。

二、 课程设计报告

(一) 课程设计任务、要求、目的;

任务和要求:

多进程/线程编程:读者-写者问题。 ? 设置两类进程/线程,一类为读者,一类为写者; ? 随机启动读者或写者; ? 显示读者或写者执行状态;

? 随着进程/线程的执行,更新显示; 目的:

1 更加深入的了解读者写者问题的算法; 2 加深对线程,进程的理解;

3 加深对“线程同步”概念的理解,理解并应用“信号量机制”; 4 熟悉计算机对处理机的管理,了解临界资源的访问方式; 5 了解C++中线程的实现方式,研读API。

(二) 原理及算法描述;

写者优先原理图:

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