实验四 用信号量解决进程互斥与同步问题
生产者与消费者问题模拟
姓名 黄淋生 专业 网络工程 学号 201306114112
一、实验目的
1. 掌握临界区的概念及临界区的设计原则；
2. 掌握信号量的概念、PV操作的含义以及应用PV操作实现进程的同步与互斥；
3. 分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法。
二、实验内容
分析进程的同步与互斥现象，编程实现经典的进程同步问题——生产者消费者问题的模拟。
三、实验步骤
1. 生产者--消费者问题表述：
有一环形缓冲池，包含n个缓冲区（0~n-1）。
有两类进程：一组生产者进程和一组消费者进程，生产者进程向空的缓冲区中放产品，消费者进程从满的缓冲区中取走产品。
所有进程必须对缓冲区进行互斥的访问。
生产者不能向满缓冲区写数据，消费者不能从空缓冲区取数据，即生产者与消费者必须同步。
计算机系统中对资源的分配与释放过程：计算机系统中的每个进程都可以消费或生产某类资源。当系统中某一进程使用某一资源时，可以看作是消耗，且该进程称为消费者。而当某个进程释放资源时，则它就相当一个生产者。
2. 定义生产者消费者问题中的各数据结构，并初始化。
信号量，初值。
3. 编写PV操作。
4. 编写生产者与消费者程序，利用信号量及其PV操作，实现生产者与消费者之间的同步与互斥。
5. 模拟显示生产者与消费者同步与互斥的效果。
6. 选做：模拟显示读者写者问题的效果。
四． 代码
#include<stdio.h>
#define N 100
typedef struct process
{
int num;
int time;
int start;
int end;
int level;
int freetime;
char buff;
}P;
P a[N],b;
void rank(int n)
{
int i=0,j,t=n,x;
for(i=0;i<n;i++)
{
if(i==0&&a[i].freetime!=0)
a[i].buff='R';
else if(a[i].freetime==0)
a[i].buff='F';
else
a[i].buff='r';
}//给状态
for(i=0;i<n;i++)
{
for(j=i+1;j<t;j++)
{
if(a[i].freetime==0)
{
a[i].level=-100;
}
if(a[i].level<a[j].level)
{
b=a[i];
a[i]=a[j];
a[j]=b;
}
}
}
}
int decide()
{
if(a[0].freetime==0)
return 1;
else
return 0;
}
void main()
{
int n,i,t,sum=0;
printf("请输入进程个数n>0
");
scanf("%d",&n);
for(i=0;i<n;i++){
printf("请输入第%d个进程时间n>0
",i+1);
scanf("%d",&a[i].time);
a[i].freetime=a[i].time;//剩余时间赋值
a[i].num=i+1;
a[i].start=a[i].end=0;
printf("请输入第%d个进程优先级 >0
",i+1);
scanf("%d",&a[i].level);
}//输入数据
for(i=0;i<n;i++)
{
for(t=i+1;t<n;t++)
{
if(a[t].level>a[i].level)
{
b=a[i];
a[i]=a[t];
a[t]=b;
}
}
}//排序
for(i=0;i<n;i++)
{
if(i==0)
a[i].buff='R';
else
a[i].buff='r';
}//给状态
getchar();//间断控制
printf("初始进程状态为
");
for(i=0;i<n;i++)
{
if(i==0){
printf("进程号,进程总时间,进程剩余时间,进程执行时间,优先级,进程状态
");
}
printf("%3d,%8d,%10d,%10d,%13d,%8c
",a[i].num,a[i].time,a[i].freetime,a[i].start,a[i].level,a[i].buff);
}
//打印第一组数据
printf("按回车键继续。。。
");
getchar();
while(decide()==0)
{
a[0].freetime--;//时间计算以下都是
a[0].start++;
a[0].level--;
rank(n);//调整进程优先级
for(i=0;i<n;i++)
{
if(i==0){
printf("进程号,进程总时间,进程剩余时间,进程执行时间,优先级,进程状态
");
}
printf("%3d,%8d,%10d,%10d,%13d,%8c
",a[i].num,a[i].time,a[i].freetime,a[i].start,a[i].level,a[i].buff);
}
//打印第一组数据
printf("按回车键继续。。。
");
getchar();//间断控制
}
}
截图：
五． 实验心得
心得体会，实验过程的难点问题及其解决的方法。
有时候上课走神，没听到，所以做起来有点困难。不是很会做 参考了下其他人的代码。