实验五 编程模拟生产者和消费者问题
实验五编程模拟生产者和消费者问题
实验五进程同步与互斥（时间：12月12号）1 目的要求1．掌握基本的同步与互斥算法，理解生产者消费者模型；2．学习使用Windows 20**/XP中基本的同步对象，掌握相关API的使用方法3．了解Windows 20**/XP中多线程的并发执行机制，实现进程的同步与互斥。
2 实验内容以生产者/消费者模型为依据，在Windows环境下创建n个线程模拟生产者和消费者，实现进程(线程)的同步与互斥。
3 所需实验设施设备PC、windows操作系统4 教学形式及过程演示、学生独立完成实验五编程模拟生产者和消费者问题一、实验内容模拟实现用同步机构避免发生进程执行时可能出现的与时间有关的错误。
二、实验目的进程是程序在一个数据集合上运行的过程，进程是并发执行的，也即系统中的多个进程轮流地占用处理器运行。
我们把若干个进程都能进行访问和修改的那些变量称为公共变量。
由于进程是并发地执行的，所以，如果对进程访问公共变量不加限制，那么就会产生“与时间有关”的错误，即进程执行后所得到的结果与访问公共变量的时间有关。
为了防止这类错误，系统必须要用同步机构来控制进程对公共变量的访问。
一般说，同步机构是由若干条原语——同步原语——所组成。
本实习要求学生模拟PV操作同步机构的实现，模拟进程的并发执行，了解进程并发执行时同步机构的作用。
三、实验题目模拟PV操作同步机构，且用PV操作解决生产者——消费者问题。
[提示]：(1) PV操作同步机构，由P操作原语和V操作原语组成，它们的定义如下：P操作原语P (s)：将信号量s减去1，若结果小于0，则执行原语的进程被置成等待信号量s的状态。
V操作原语V (s)：将信号量s加1，若结果不大于0，则释放一个等待信号量s的进程。
这两条原语是如下的两个过程：procedure p (var s: semaphore);begin s: = s-1;if s<0 then W (s)end {p}procedure v (var s: semaphore);egin s: = s+1;if s 0 then R (s)end {v}其中W（s）表示将调用过程的进程置为等待信号量s的状态；R（s）表示释放一个等待信号量s的进程。
生产者与消费者问题的模拟实现
操作系统课程设计报告专业计算机科学与技术学生姓名郑伟班级BM计算机091 学号0951401123指导教师李先锋完成日期2011年12月31日博雅学院题目：生产者与消费者问题的模拟实现一、设计目的本课程设计是学习完“操作系统原理”课程后进行的一次全面的综合训练，通过课程设计，更好地掌握操作系统的原理及实现方法，加深对操作系统基础理论和重要算法的理解，加强学生的动手能力。
二、设计内容1）概述用多进程同步方法解决生产者-消费者问题，C或C++语言实现。
设计目的:通过研究Linux 的进程机制和信号量实现生产者消费者问题的并发控制。
说明:有界缓冲区内设有20个存储单元,放入/取出的数据项设定为1-20这20个整型数。
设计要求:(1)每个生产者和消费者对有界缓冲区进行操作后,即时显示有界缓冲区的全部内容，当前指针位置和生产者/消费者县城的标识符。
(2)生产者和消费者各有两个以上。
(3)多个生产者或多个消费者之间须有共享对缓冲区进行操作的函数代码。
（提示:有界缓冲区可用数组实现）2）设计原理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。
因为有多个缓冲区，所以生产者线程没有必要在生成新的数据之前等待最后一个数据被消费者线程处理完毕。
同样，消费者线程并不一定每次只能处理一个数据。
在多缓冲区机制下，线程之间不必互相等待形成死锁，因而提高了效率。
多个缓冲区就好像使用一条传送带替代托架，传送带上一次可以放多个产品。
生产者在缓冲区尾加入数据，而消费者则在缓冲区头读取数据。
当缓冲区满的时候，缓冲区就上锁并等待消费者线程读取数据；每一个生产或消费动作使得传送带向前移动一个单位，因而，消费者线程读取数据的顺序和数据产生顺序是相同的。
可以引入一个count计数器来表示已经被使用的缓冲区数量。
用hNotEmptyEvent 和NotFullEvent 来同步生产者和消费者线程。
编程实现生产者消费者问题
编程实现生产者消费者问题[cpp] view plaincopy#include <stdio.h> #include <pthread.h> #include <semaphore.h> #include <unistd.h> void *producter_f (void * arg); void*consumer_f (void *arg); sem_t empty; //信号量empty sem_t full; //信号量full int running = 1;int apple_num = 0; int main(void) { pthread_t consumer_t; //消费者pthread_t producter_t; //生产者//pshared表示信号量共享类型，为0时，表示只能在当前进程的//多个线程之间共享，不为0 时，是可以和其他进程间共享该信号量//使用信号量，用来协作生产者和消费者的顺序，即实现同步效果sem_init (&empty,0,1); //初始化empty信号量sem_init (&full,0,0); //初始化full信号量pthread_create(&consumer_t,NULL,consumer_f,(void*)& amp;running); //创建消费者线程pthread_create(&producter_t,NULL,producter_f,(void *)&running); //创建生产者线程//sleep(1);//睡眠3 秒usleep(1000); //睡眠10微秒running = 0; pthread_join(consumer_t,NULL); pthread_join(producter_t,NULL);sem_destroy(&empty); sem_destroy(&full); return 0; } void *producter_f(void *arg){ while(*(int*)arg){ sem_wait(&empty);apple_num++; printf("producter 生产了第%d 个苹果\n",apple_num); sem_post(&full); usleep(1); } } void *consumer_f(void *arg){ while(*(int *)arg){ sem_wait(&full);printf("consumer 消费了第%d 个苹果\n",apple_num); sem_post(&empty); usleep(1); } }运行结果截图：。
实验报告五 生产者和消费者问题
实验报告五——生产者和消费者问题姓名：丛菲学号：20100830205 班级：信息安全二班一、实习内容•1、模拟操作系统中进程同步和互斥•2、实现生产者和消费者问题的算法实现二、实习目的•1、熟悉临界资源、信号量及PV操作的定义与物理意义•2、了解进程通信的方法•3、掌握进程互斥与进程同步的相关知识•4、掌握用信号量机制解决进程之间的同步与互斥问题•5、实现生产者－消费者问题，深刻理解进程同步问题三、实习题目•在Linux操作系统下用C实现经典同步问题：生产者—消费者，具体要求如下：(1)一个大小为10的缓冲区，初始状态为空。
(2)2个生产者，随机等待一段时间，往缓冲区中添加数据，若缓冲区已满，等待消费者取走数据之后再添加，重复10次。
(3)2个消费者，随机等待一段时间，从缓冲区中读取数据，若缓冲区为空，等待生产者添加数据之后再读取，重复10次。
•提示本实验的主要目的是模拟操作系统中进程同步和互斥。
在系统进程并发执行异步推进的过程中，由于资源共享和进程间合作而造成进程间相互制约。
进程间的相互制约有两种不同的方式。
（1）间接制约。
这是由于多个进程共享同一资源（如CPU、共享输入/输出设备）而引起的，即共享资源的多个进程因系统协调使用资源而相互制约。
（2）直接制约。
只是由于进程合作中各个进程为完成同一任务而造成的，即并发进程各自的执行结果互为对方的执行条件，从而限制各个进程的执行速度。
生产者和消费者是经典的进程同步问题，在这个问题中，生产者不断的向缓冲区中写入数据，而消费者则从缓冲区中读取数据。
生产者进程和消费者对缓冲区的操作是互斥，即当前只能有一个进程对这个缓冲区进行操作，生产者进入操作缓冲区之前，先要看缓冲区是否已满，如果缓冲区已满，则它必须等待消费者进程将数据取出才能写入数据，同样的，消费者进程从缓冲区读取数据之前，也要判断缓冲区是否为空，如果为空，则必须等待生产者进程写入数据才能读取数据。
在本实验中，进程之间要进行通信来操作同一缓冲区。
操作系统 模拟生产者和消费者进程
模拟生产者和消费者进程一、实验内容模拟实现用同步机构避免发生进程执行时可能出现的与时间有关的错误。
二、实验目的进程是程序在一个数据集合上运行的过程，进程是并发执行的，也即系统中的多个进程轮流地占用处理器运行。
我们把若干个进程都能进行访问和修改的那些变量称为公共变量。
由于进程是并发地执行的，所以，如果对进程访问公共变量不加限制，那么就会产生“与时间有关”的错误，即进程执行后所得到的结果与访问公共变量的时间有关。
为了防止这类错误，系统必须要用同步机构来控制进程对公共变量的访问。
一般说，同步机构是由若干条原语——同步原语——所组成。
本实习要求学生模拟PV操作同步机构的实现，模拟进程的并发执行，了解进程并发执行时同步机构的作用。
三、实验题目模拟PV操作同步机构，且用PV操作解决生产者——消费者问题。
[提示]：(1) PV操作同步机构，由P操作原语和V操作原语组成，它们的定义如下：P操作原语P (s)：将信号量s减去1，若结果小于0，则执行原语的进程被置成等待信号量s的状态。
V操作原语V (s)：将信号量s加1，若结果不大于0，则释放一个等待信号量s的进程。
这两条原语是如下的两个过程：procedure p (var s: semaphore);begin s: = s-1;if s<0 then W (s)end {p}procedure v (var s: semaphore);egin s: = s+1;if s 0 then R (s)end {v}其中W（s）表示将调用过程的进程置为等待信号量s的状态；R（s）表示释放一个等待信号量s的进程。
在系统初始化时应把semaphore定义为某个类型，为简单起见，在模拟实习中可把上述的semaphore直接改成integer。
(2) 生产者——消费者问题。
假定有一个生产者和一个消费者，生产者每次生产一件产品，并把生产的产品存入共享缓冲器以供消费者取走使用。
生产者消费者问题实验报告
操作系统课程设计实验报告实验名称: 生产者消费者问题姓名/学号:一、实验目的以生产者和消费者问题为例, 学习Linux和Windows下进程通信、同步机制的具体实现方法, 主要是信号量和共享内存。
熟悉相关系统API的用法。
二、实验内容使用共享内存和信号量机制来实现多个生产者/消费者进程间的通信和同步。
要求在Linux和Windows下分别实现。
缓冲区大小为3, 初始为空。
2个生产者, 随机等待一段时间, 往缓冲区添加数据, 重复6次。
3个消费者, 重复4次。
三、实验环境Ubuntu 10.10 , GCC; Windows 7, VC 6.0;四、程序设计与实现1.Linux下:(1) 数据结构:a.共享内存定义为一个结构, 使得其数据成员更清晰且操作变得简单。
b.共享缓冲区采用循环队列的数据结构，由上面的结构struct buf { int start; int end; int info[BUF_NUM]; }维护。
其中start为队头指针, end为队尾指针, info为数据区域。
(2) 算法:a.大致由三个模块组成:i.主程序(main):ii.创建信号量、共享内存并进行初始化iii.创建生产者、消费者进程, 生产者执行pro_fun(), 消费者执行con_fun()iv.等待所有子进程的结束v.删除信号量、共享内存i.生产者进程(pro_fun):ii.通过key获得信号量、共享内存的ID, 将内存添加到自己的地址空间iii.P(empty), P(mutex), Add(data), V(mutex), V(full)iv.解除和共享内存的关联i.消费者进程(con_fun):ii.通过key获得信号量、共享内存的ID, 将内存添加到自己的地址空间iii.P(full), P(mutex), Add(data), V(mutex), V(empty)iv.解除和共享内存的关联循环队列部分:加入数据: info[end] = value; end = (end + 1) % 3;取出数据: temp = info[start]; info[start] = 0; (start = start + 1)%3; return temp;(3) 程序流程图:a.主函数：b.生产者进程:c.消费者进程和生产者类似4.Windows 下:(1) 数据结构:和Linux大致相同(2) 算法:a.创建的子进程调用正在执行的文件本身, 通过main函数的参数区分主进程和生产者、消费者进程。
操作系统实验生产者与消费者问题代码
操作系统实验生产者与消费者问题代码#include "stdafx.h"#include "windows.h"#include "fstream.h"#include "string"#include "conio.h"#define MAX_BUFFER_NUM 10#define INTE_PER_SEC 1000#define MAX_THREAD_NUM 64struct ThreadInfo{int serial;char entity;double delay;int thread_request[MAX_THREAD_NUM];int n_request;};CRITICAL_SECTION PC_Critical[MAX_BUFFER_NUM]; int Buffer_Critical[MAX_BUFFER_NUM];ThreadInforThread_Info[MAX_BUFFER_NUM]; HANDLE empty_semaphore;HANDLE h_mutex;DWORD n_Thread = 0;DWORD n_Buffer_or_Critical;HANDLE h_Semaphore[MAX_THREAD_NUM];void Produce (void *p);void Consume (void *p);bool IfInOtherRequest(int);int FindProducePosition();int FindBufferPosition(int);int main(void){DWORD wait_for_all;ifstream inFile;for (int i=0;i<max_buffer_num;i++)< p="">Buffer_Critical[i] = -1;for (int j=0;j<max_thread_num;j++)< p="">for (int k=0;k<max_thread_num;k++)< p=""> Thread?_Info[j].thread_request[k] = -1;Thread_Info[j].n_request = 0;}for (i=0;i<="" p="">inFile.open("test.txt")inFile>>n_Buffer_or_Critial;inFile.get();printf("输入文件是：\n")'printf ("%d\n",(int )n_Buffer_or_Critial);while(inFile){inFile >> Thread_Info[n_Thread].serial;inFile >> Thread_Info[n_Thread].entity;inFile >> Thread_Info[n_Thread].delay;char C ;inFile.get(C);while (C!'\n'&&!inFile.eof()){inFile>>Thread_Info[n_Thread].thread_request [Thread_Info[n_Thread].n_request++];inFile.get(C);}n_Thread++;}for (j=0;j<(int)n_Thread;j++){int Temp_serial = Thread__Info[j].serial;char Temp_ entity= Thread__Info[j].entity;double Temp_delay = Thread__Info[j].delay;printf ("\n thread%2d%c%f",T emp_serial,Temp_entity,T emp_delay);int Temp_request = Thread_Info[j].n_request;for (int k=0;k<temp_request;k++)< p="">printf("%d ",Thread_Info[j].thread_request[k]);cout<<end1;< p="">}printf("\n\n");empty_semaphore=CreateSemaphore(NULL,n_Buffer_or_Cri tical,n_Buffer_or_Critical,"semaphor e_for_empty");h_mutex = CreateMutex(NULL,FALSE,"mutex_for_update");for (j=0;j<(int)n_Thread;j++){std::string lp = "semaphore_for_produce _";int temp = j;while(temp){char c = (char)(temp%10);lp+=c;temp/=10;}h_Semaphore[j+1]=CreateSemaphore(NULL,0,n_Thread,lp.c_str());for (i=0;i<(int)n_Thread;i++){if(Thread_Info[i].entity == 'p')h_Thread[i]=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)(Produce),&(Thread_Info[i]),0,NULL);elseh_Thread[i]=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUT INE))(Consume),&(Thread_Info[i]),0,NULL);}wait_for_all = WaitForMultipleObjects(n_Thread,h_Thread,TRUE,-1);printf("\n\nALL producer and consumer have finished their work.\n");printf ("Press any key to quit!\n");_getch();return 0;}bool IfInOtherRequest(int req){for (int i=0;i<n_thread;i++)< p="">for (int j=0;j<thread_info[i].n_request;j++)< p="">if(Thread_Info[i].thread_request[j] == req)return TRUE;}int FindProducePosition(){int EmptyPosition;for(int i=0;i<n_buffer_or_critical;i++)< p="">if(Buffer_Critical[i] == -1){EmptyPosition = i;Buffer_Critical[i] == -2;break;}return EmptyPosition;}int FindBufferPosition(int propos){int Temppos;for (int i=0;i<n_buffer_or_critical;i++)< p="">Temppos = i;break;}return Temppos;}void produce(void*){DWORD wait_for_semaphore,wait_for_mutex,m_delay;int m_serial;m_serial = ((ThreadInfo*)(p))-serial;m_delay = (DWORD)(((ThreadInfo*)(p))->delay *INTE_PER_SEC);Sleep(m_delay);printf ("producer %2d sends the produce require.\n",m_serial);wait_for_semaphore=WaitForSingleObject(enpty_semaphore,-1);wait_for_mutex = WaitForSingleObject(h_mutex,-1);int producepos = FindProducePosition();ReleaseMutex(h_mutex);prientf("producer %2d begin to produce at position %2d.\n",m_serial,producepos);Buffer_Critical[producepos]=m_serial;printf("producer %2d finish producing :\n ",m_serial);printf("position[%2d]:%3d \n",producepos,Buffer_Clitical [produce-pos]);ReleaseSemaphore(h_Semaphore[m_serial],n_Thread,NULL);}void Consum(void*p){DWORD wait_for_semaphore.m_delay;int m_serial,m_requestNUM;int m_thread_request[MAX_THREAD_NUM];m_serial = ((ThreadInfo*)(p))->serial;m_delay = (DWORD)(((ThreadInfo*)(p))->delay*INTE_PER_SEC);m_requestNum=((ThreadInfo*)(p))->n_request;for (int i=0;ithread_request[i]);sleep(m_delay);for(i=0;i<m_requestnum;i++){< p="">printf("Consumer %2d request to consume %2d product\n",m_serial,m_thread_request[i]);wait_for_semaphore=WaitForSingleObject(h_Semaphore[m_thread_request[i]],-1;int Bufferpos= FindBufferPosition(m_thread_request[i]);EnterCriticalSection(&PC_Critical[Bufferpos]);printf "Consumer%2d begin to consum %2d product \n",m_serial,m_thread_request[i]);((ThreadInfo*)(p))->thread_request[i]=-1;if(!IfInOtherRequest(m_thread_request[i])){Buffer_Critical[Bufferpos]= -1;printf("Consumer%2d finish consuming %2d:\n",m_serial,m_thread_request[i]);rtintf(" position [%2d]:%3d.\n",Bufferpos,Buffer_Critical[Buffer-pos]);ReleaseSemaphore(empty_semaphore,1,NULL);}else{printf ("Consumer %2d finish consuming product %2d\n",m_serial,m_thread_request[i]);}LeaveCriticalSection(&PC_Critical[Bufferpos]);}}</m_requestnum;i++){<></n_buffer_or_critical;i++)<></n_buffer_or_critical;i++)<></thread_info[i].n_request;j++)<></n_thread;i++)<></end1;<></temp_request;k++)<></max_thread_num;k++)<></max_thread_num;j++)<></max_buffer_num;i++)<>。
操作系统实验报告
实验一模拟生产者-消费者问题和读者-写者问题生产者-消费者问题一组生产者进程生产产品给一组消费者进程消费。
一个有n个缓冲区的缓冲池，生产者一次向一个缓冲区中投入消息，消费者从一个缓冲区中取得。
生产者——消费者问题实际上是相互合作进程关系的一种抽象。
该类问题不允许消费者进程到一个空缓冲区中取产品，同时也不允许生产者进程到一个已满且还没被取走的缓冲区中投放产品。
使用一个数组来表示具有n个(0，1，…，n-1)缓冲区的缓冲池。
用输入指针in来指示下一个可投放产品的缓冲区，每当生产者进程生产并投放一个产品后，in加1；用一个输出指针out来指示下一个可从中获取产品的缓冲区，每当消费者进程取走一个产品后，out加1。
缓冲池是循环数组。
可利用互斥信号量mutex实现诸进程对缓冲池的互斥使用；利用信号量empty和full分别表示缓冲池中空缓冲区和满缓冲区的数量。
本实验模拟了生产者——消费者问题。
实验内容与步骤清单1模拟了生产者——消费者问题。
步骤1：登录进入Windows 系统。
步骤2：在―开始‖菜单中单击―程序-Microsoft Visual Studio 6.0 – Microsoft Vis ual C++ 6.0‖命令，进入Visual C++窗口。
步骤3：在工具栏单击―打开‖按钮，在―打开‖对话框中找到并打开实验源程序1.cpp。
步骤4：单击―Build‖菜单中的―Compile 1.cpp‖命令，并单击―是‖按钮确认。
系统对1.cpp进行编译。
步骤5：编译完成后，单击―Build‖菜单中的―Build 1.exe‖命令，建立1.exe可执行文件。
操作能否正常进行？如果不行，则可能的原因是什么？运行结果（记录第一个消费者以及其执行前的记录）：读者-写者问题一个数据文件或者记录可被多个进程（或线程）共享。
其中，有些进程（或线程）要求读；而另一些进程（或线程）要求能写或者修改。
只要求读的进程（或线程）称为―Reader 进程‖，其他进程（或线程）称为―Witer进程（或线程）‖。
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实验五进程同步与互斥（时间：12月12号）
1 目的要求
1．掌握基本的同步与互斥算法，理解生产者消费者模型；
2．学习使用Windows 2000/XP中基本的同步对象，掌握相关API的使用方法
3．了解Windows 2000/XP中多线程的并发执行机制，实现进程的同步与互斥。
2 实验内容
以生产者/消费者模型为依据，在Windows环境下创建n个线程模拟生产者和消费者，实现进程(线程)的同步与互斥。
3 所需实验设施设备
PC、windows操作系统
4 教学形式及过程
演示、学生独立完成
实验五编程模拟生产者和消费者问题
一、实验内容
模拟实现用同步机构避免发生进程执行时可能出现的与时间有关的错误。
二、实验目的
进程是程序在一个数据集合上运行的过程，进程是并发执行的，也即系统中的多个进程轮流地占用处理器运行。
我们把若干个进程都能进行访问和修改的那些变量称为公共变量。
由于进程是并发地执行的，所以，如果对进程访问公共变量不加限制，那么就会产生“与时间有关”的错误，即进程执行后所得到的结果与访问公共变量的时间有关。
为了防止这类错误，系统必须要用同步机构来控制进程对公共变量的访问。
一般说，同步机构是由若干条原语——同步原语——所组成。
本实习要求学生模拟PV操作同步机构的实现，模拟进程的并发执行，了解进程并发执行时同步机构的作用。
三、实验题目
模拟PV操作同步机构，且用PV操作解决生产者——消费者问题。
[提示]：
(1) PV操作同步机构，由P操作原语和V操作原语组成，它们的定义如下：
P操作原语P (s)：将信号量s减去1，若结果小于0，则执行原语的进程被置成等待信号量s的状态。
V操作原语V (s)：将信号量s加1，若结果不大于0，则释放一个等待信号量s的进程。
这两条原语是如下的两个过程：
procedure p (var s: semaphore);
begin s: = s-1;
if s<0 then W (s)
end {p}
procedure v (var s: semaphore);
egin s: = s+1;
if s 0 then R (s)
end {v}
其中W（s）表示将调用过程的进程置为等待信号量s的状态；R（s）表示释放一个等待信号量s的进程。
在系统初始化时应把semaphore定义为某个类型，为简单起见，在模拟实习中可把上述的semaphore直接改成integer。
(2) 生产者——消费者问题。
假定有一个生产者和一个消费者，生产者每次生产一件产品，并把生产的产品存入共享缓冲器以供消费者取走使用。
消费者每次从缓冲器内取出一件产品去消费。
禁止生产者将产品放入已满的缓冲器内，禁止消费者从空缓冲器内以产品。
假定缓冲器内可同时存放10件产品。
那么，用PV操作来实现生产者和消费者之间的同步，生产者和消费者两个进程的程序如下：
B: array [0..9] of products;
s1, s2; semaphore;
s1: =10, s2: =0;
IN, out: integer;
IN: =0; out: =0;
cobegin
procedure producer;
c: products;
begin
L1:
Produce (c);
P (s1);
B[IN]: =C;
IN: =(IN+1)mod 10;
V (s2);
goto L1
end;
procedure consumer;
x: products;
begin
L2: p (s2);
x: =B[out];
out: =(out+1) mod10;
v (s1);
consume (x);
goto L2
end;
coend.
其中的semaphore和products是预先定义的两个类型，在模拟实现中semaphore用integer 代替，products可用integer或char等代替。
(3) 进程控制块PCB。
为了记录进程执行时的情况，以及进程让出处理器后的状态，断点等信息，每个进程都
有一个进程控制块PCB。
在模拟实习中，假设进程控制块的结构如图3-1。
其中进程的状态有：运行态、就绪态、等待态和完成态。
当进程处于等待态时，在进程控制块PCB中要说明进程等待原因（在模拟实习中进程等待原因是为等待信号量s1或s2）；当进程处于等待态或就绪态时，PCB中保留了断点信息，一旦进程再度占有处理器则就从断点位置继续运行；
图3-1 进程控制块结构
(4) 处理器的模拟。
计算机硬件提供了一组机器指令，处理器的主要职责是解释执行机器指令。
为了模拟生产者和消费者进程的并发执行，我们必须模拟一组指令和处理职能。
模拟的一组指令见图3-2，其中每条指令的功能由一个过程来实现。
用变量PC来模拟“指令计数器”，假设模拟的指令长度为1，每执行一条模拟指令后，PC加1，提出下一条指令地址。
使用模拟的指令，可把生产者和消费者进程的程序表示为图3-3的形式。
定义两个一维数组PA[0..4]和SA[0..4]，每一个PA[i]存放生产者程序中的一条模拟指令执行的入口地址；每个SA[i]存放消费者程序中的一条模拟指令执行的入口地址。
于是模拟处理器执行一条指令的过程为：取出PC之值，按PA[PC]或SA[PC]得模拟指令执行的入口地址，将PC之值加1，转向由入口地址确定的相应的过程执行。
图3-2 模拟的处理器指令
图3-3 生产者和消费者程序
(5) 程序设计
本实习中的程序由三部分组成：初始化程序、处理器调度程序、模拟处理器指令执行程序。
各部分程序的功能及相互间的关系由图3-4至图12-7指出。
·初始化程序：模拟实习的程序从初始化程序入口启动，初始化工作包括对信号量s1、s2赋初值，对生产者、消费者进程的PCB初始化。
初始化后转向处理调度程序，其流程如图12-4。
图3-4 初始化流程
·处理器调度程序：在计算机系统中，进程并发执行时，任一进程占用处理器执行完一条指令后就有可能被打断而让出处理器由其它进程运行。
故在模拟系统中也类似处理，每当执行一条模拟的指令后，保护当前进程的现场，让它成为非运行态，由处理器调度程序按随机数再选择一个就绪进程占用处理器运行。
处理器调度程序流程见图12-5。
图3-5 模拟处理器调度
·模拟处理器指令执行程序：按“指令计数器”PC之值执行指定的指令，且PC加1指向下一条指令。
模拟处理器指令执行程序的流程图见图12-6和图12-7。
图3-6 模拟处理器指令执行
(a) 模拟P (s) (b) 模拟V (s)
图3-7 模拟PV操作的执行
另外，为了使得模拟程序有一个结束条件，在图3-6中附加了“生产者运行结束”的条件判断，模拟时可以采用人工选择的方法实现。
图3-7给出了P（s）和V（s）模拟指令执
行过程的流程。
其它模拟指令的执行过程已在图3-2中指出。