操作系统课程设计--读者-写者问题

操作系统课程设计报告一、操作系统课程设计任务书读者-写者问题实现1设计目的通过实现经典的读者写者问题,巩固对线程及其同步机制的学习效果,加深对相关基本概念的理解,并学习如何将基本原理和实际设计有机的结合。

2 设计要求在Windows 2000/XP环境下,使用多线程和信号量机制实现经典的读者写者问题,每个线程代表一个读者或一个写者。

每个线程按相应测试数据文件的要求,进行读写操作。

请用信号量机制分别实现读者优先和写者优先的读者-写者问题。

读者-写者问题的读写操作限制:(1)写-写互斥,即不能有两个写者同时进行写操作(2)读-写互斥,即不能同时有一个读者在读,同时却有一个写者在写(3)读-读允许,即可以有二个以上的读者同时读读者优先的附加限制:如果一个读者申请进行读操作时已有另一读者正在进行读操作,则该读者可直接开始读操作。

写者优先的附加限制:如果一个读者申请进行读操作时已有另一写者在等待访问共享资源,则该读者必须等到没有写者处于等待状态后才能开始读操作。

运行结果显示要求:要求在每个线程创建、发出读写操作申请、开始读写操作和结束读写操作时分别显示一行提示信息,以确信所有处理都遵守相应的读写操作限制。

3 测试数据文件格式测试数据文件包括n 行测试数据,分别描述创建的n 个线程是读者还是写者,以及读写操作的开始时间和持续时间。

每行测试数据包括四个字段,各字段间用空格分隔。

第一字段为一个正整数,表示线程序号。

第二字段表示相应线程角色,R 表示读者是,W 表示写者。

第三字段为一个正数,表示读写操作的开始时间。

线程创建后,延时相应时间(单位为秒)后发出对共享资源的读写申请。

第四字段为一个正数,表示读写操作的持续时间。

当线程读写申请成功后,开始对共享资源的读写操作,该操作持续相应时间后结束,并释放共享资源。

下面是一个测试数据文件的例子:1 r 3 52 w 4 53 r 5 24 r 6 55 w 5.1 34 相关API函数CreateThread()在调用进程的地址空间上创建一个线程ExitThread()用于结束当前线程Sleep()可在指定的时间内挂起当前线程CreateMutex()创建一个互斥对象,返回对象句柄OpenMutex()打开并返回一个已存在的互斥对象句柄,用于后续访问ReleaseMutex()释放对互斥对象的占用,使之成为可用WaitForSingleObject()可在指定的时间内等待指定对象为可用状态InitializeCriticalSection()初始化临界区对象EnterCriticalSection()等待指定临界区对象的所有权LeaveCriticalSection()释放指定临界区对象的所有权文件系统的设计通过对文件系统的设计,加深理解文件系统的内部功能及内部实现。

文件系统的设计内容较多,可划分为:子目录管理、目录项结构、文件分配表(FAT)作用、创建文件、文件复制、文件头结构、程序加载方法、内存驻留(TSR)方法等,学生可相互配合,每人选做其中的某个部分。

(一)、子目录管理1、目的:了解并掌握DOS创建和撤消子目录的方法及有关子目录操作的系统功能。

2、内容:用DOS功能调用39H和3AH来创建和撤消子目录,以及用3BH来改变当前目录。

(1)创建指定子目录(2)撤消子目录(3)指定子目录为当前目录(二)、目录项结构1、目的:了解目录项中文件属性的含义及如何修改文件属性的方法。

2、内容:用DOS功能调用43H来获取并修改文件属性。

(三)、文件分配表(FAT)作用1、目的:了解FAT作用,掌握通过FDT、FAT恢复被删除文件的方法,特别第二个FAT在恢复被删除文件中所起的作用。

2、内容:根据第二个FAT表,利用FDT的保留域快速恢复被删除文件。

(四)、创建文件1、目的:了解如何在DOS下创建一个新文件以及由键盘上输入该文件内容的整个过程。

2、内容:由DOS功能调用建立一个文本文件,由键盘输入该文件内容。

(五)、文件复制1、目的:掌握文件复制的一般方法及DOS文件管理功能调用的使用。

2、内容:(1)读一个文本文件的内容,将该文件内容拷贝到另一个文件中。

(2)读源文件内容送入内存缓冲区,将缓冲区内容写入目的文件上,从而完成文件的拷贝。

(六)、文件头结构1、目的:进一步了解EXE文件特点,掌握EXE文件添加程序的方法。

2、内容:给任意一个EXE文件添加一段程序。

(七)、程序加载方法1、目的:了解在当前程序中加载其他程序的一般方法;加深对EXEC功能调用的掌握;了解FCB的文件操作方式;了解内存管理功能调用。

2、内容:在当前程序中调用DOS的EXEC功能,加载执行其他应用程序。

(八)、内存驻留(TSR)方法1、目的:掌握程序驻留内存的方法,了解如何用“热键”控制所需操作及对系统时钟的获取。

2、内容:在图形模式下的屏幕右上角“弹出”一个时钟窗口,显示出系统当前时钟的“时:分:秒”值;如果不想让时钟显示,则只要同时按下左SHIFT键和右SHIFT键,再按下ENTER健,则此时窗口被关闭;如果再想让时钟显示,只要再次同时按下左SHIFT键和右SHIFT键即可。

二、设计思路将所有的读者和所有的写者分别放进两个等待队列中,当读允许时就让读者队列释放一个或多个读者,当写允许时,释放第一个写者操作。

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记录当前的读者数目,用于确定是否释放写者线程,(当readcout=0 时,说明所有的读者都已经读完,释放一个写者线程),每个读者开始读之前都要修改readcount,为了互斥的实现对readcount 的修改,需要一个互斥对象Mutex来实现互斥。

另外,为了实现写-写互斥,需要一个临界区对象write,当写者发出写的请求时,必须先得到临界区对象的所有权。

通过这种方法,可以实现读写互斥,当readcount=1 时,(即第一个读者的到来时,),读者线程也必须申请临界区对象的所有权.当读者拥有临界区的所有权,写者都阻塞在临界区对象write上。

当写者拥有临界区对象所有权时,第一个判断完readcount==1 后,其余的读者由于等待对readcount的判断,阻塞在Mutex上!写者优先:写者优先和读者优先有相同之处,不同的地方在:一旦有一个写者到来时,应该尽快让写者进行写,如果有一个写者在等待,则新到的读者操作不能读操作,为此添加一个整型变量writecount,记录写者的数目,当writecount=0时才可以释放读者进行读操作!为了实现对全局变量writecount的互斥访问,设置了一个互斥对象Mutex3。

为了实现写者优先,设置一个临界区对象read,当有写者在写或等待时,读者必须阻塞在临界区对象read上。

读者除了要一个全局变量readcount实现操作上的互斥外,还需要一个互斥对象对阻塞在read这一个过程实现互斥,这两个互斥对象分别为mutex1和mutex2。

程序结构主要代码进行分析:1、临界区:CRITICAL_SECTION RP_Write; //临界区CRITICAL_SECTION RP_Write_Reader;临界区(Critical Section)是一段独占对某些共享资源访问的代码,在任意时刻只允许一个线程对共享资源进行访问。

如果有多个线程试图同时访问临界区,那么在有一个线程进入后其他所有试图访问此临界区的线程将被挂起,并一直持续到进入临界区的线程离开。

临界区在被释放后,其他线程可以继续抢占,并以此达到用原子方式操作共享资源的目的。

临界区在使用时以CRITICAL_SECTION结构对象保护共享资源,并分别用EnterCriticalSection()和LeaveCriticalSection()函数去标识和释放一个临界区。

所用到的CRITICAL_SECTION结构对象必须经过InitializeCriticalSection()的初始化后才能使用,而且必须确保所有线程中的任何试图访问此共享资源的代码都处在此临界区的保护之下。

否则临界区将不会起到应有的作用,共享资源依然有被破坏的可能。

2、定义线程结构:struct ThreadInfo{ int serial;char entity;double delay;double persist;};此结构用来存放线程的信息,四个成员变量依次表示线程序号、线程类别、线程开始时间、线程读写持续时间。

3、互斥对象创建互斥对象CreateMutex(NULL,FALSE,"mutex_for_readcount");参数含义如下:NULL表示创建带有默认安全性的内核对象FALSE表示该互斥对象没有被任何线程所拥有mutex_for_readcount是为内核对象赋予名字。

释放互斥信号ReleaseMutex(h_Mutex);对资源具有访问权的线程不再需要访问此资源而要离开时,必须通过ReleaseMutex()函数来释放其拥有的互斥对象4、创建读者线程CreateThread(NULL,0,\(LPTHREAD_START_ROUTINE)(R_ReaderTh read),\&thread_info[i],0,&thread_ID);参数含义如下:NULL表示创建带有默认安全性的内核对象0表示新读者线程拥有自己的堆栈,使用缺省大小:1MB。

(LPTHREAD_START_ROUTINE)(R_ReaderThread)表示新读者线程执行的线程函数的地址&thread_info[i]表示在线程启动执行时将该参数传递给读者线程函数。

0表示读者线程创建后可以立即进行调度&thread_ID表示CreateThread使用这个地址来存放系统分配给新读者线程的I D5、等待函数WaitForMultipleObjects(n_thread,h_Thread,TRUE,-1);等待函数可使线程自愿进入等待状态,直到一个特定的内核对象变为已通知状态为止参数含义如下:n_thread表示线程数量。

h_Thread是指向线程对象句柄的数组的指针。

ture表示:在所有线程对象变为已通知状态之前,该函数将不允许调用线程运行参数 -1 告诉系统,调用线程愿意永远等待下去(无限时间量),直到该进程终止运行。

三、运行结果程序运行结果如下:***************本程序实现读者-写者问题**************1:读者优先2:写者优先3:退出****************************************************请选择要进行的操作:1 (回车)读者优先:读者线程1 发出读请求.读者线程1 开始读文件.写者线程2 发出写请求.读者线程3 发出读请求.读者线程3 开始读文件.写者线程5 发出写请求.读者线程4 发出读请求.读者线程4 开始读文件.读者线程3 完成读文件.读者线程1 完成读文件.读者线程 4 完成读文件.写者线程2 开始写文件.写者线程2 完成写文件.写者线程5 开始写文件.写者线程5 完成写文件.所有的读者和写者线程完成操作.是否还有继续? 1. 继续 2.退出1 (回车)***************本程序实现读者-写者问题**************1:读者优先2:写者优先3:退出**************************************************** 请选择要进行的操作:2 (回车)写者优先:读者线程1 发出读请求.读者线程1 开始读文件.写者线程2 发出写请求.读者线程3 发出读请求.写者线程5 发出写请求.读者线程4 发出读请求.读者线程1 完成读文件.写者线程2 开始写文件.写者线程2 完成写文件.写者线程5 开始写文件.写者线程5 完成写文件.读者线程3 开始读文件.读者线程4 开始读文件.读者线程3 完成读文件.读者线程4 完成读文件.所有的读者和写者线程完成操作.是否还有继续? 1. 继续 2.退出四、设计总结本次操作系统课程设计完成的是读者-写者问题,通过学习对线程及其同步机制有了很的学习和掌握. 并认识到同步可以保证在一个时间内只有一个线程对某个资源有控制权。

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操作系统课程设计报告——读者写者问题

操作系统课程设计报告——读者写者问题

操作系统课程设计课题:读者写者问题姓名:赫前进班级:1020552学号102055211指导教师:叶瑶提交时间:2012/12/30(一)实验目的1.进一步理解“临界资源”的概念;2.把握在多个进程并发执行过程中对临界资源访问时的必要约束条件;3.理解操作系统原理中“互斥”和“同步”的涵义。

(二)实验内容利用程序设计语言编程,模拟并发执行进程的同步与互斥(要求:进程数目不少于3 个)。

(三)、程序分析读者写者问题的定义如下:有一个许多进程共享的数据区,这个数据区可以是一个文件或者主存的一块空间;有一些只读取这个数据区的进程(Reader)和一些只往数据区写数据的进程(Writer),此外还需要满足以下条件:(1)任意多个读进程可以同时读这个文件;(2)一次只有一个写进程可以往文件中写;(3)如果一个写进程正在进行操作,禁止任何读进程度文件。

实验要求用信号量来实现读者写者问题的调度算法。

实验提供了signal类,该类通过P( )、V( )两个方法实现了P、V原语的功能。

实验的任务是修改Creat_Writer()添加写者进程,Creat_Reader()创建读者进程。

Reader_goon()读者进程运行函数。

读优先:要求指一个读者试图进行读操作时,如果这时正有其他读者在进行操作,他可直接开始读操作,而不需要等待。

读者优先的附加限制:如果一个读者申请进行读操作时已有另一读者正在进行读操作,则该读者可直接开始读操作。

写优先:一个读者试图进行读操作时,如果有其他写者在等待进行写操作或正在进行写操作,他要等待该写者完成写操作后才开始读操作。

写者优先的附加限制:如果一个读者申请进行读操作时已有另一写者在等待访问共享资源,则该读者必须等到没有写者处于等待状态后才能开始读操作。

在Windows 7 环境下,创建一个控制台进程,此进程包含n 个线程。

用这n 个线程来表示n 个读者或写者。

每个线程按相应测试数据文件(格式见下)的要求进行读写操作。

OS课程设计__读者写者

OS课程设计__读者写者

兰州交通大学操作系统课程设计课程:计算机操作系统题目:进程同步(读者--写者)班级:姓名:学号:指导教师:日期:2012年12月21日目录1题目 (1)2设计概述 (1)2.1问题描述 (1)2.2采用信号量机制 (1)3课程设计目的及功能 (1)3.1设计目的 (1)3.2设计功能 (1)4总体设计思想概述 (2)4.1功能流程图 (2)4.2开发平台及源程序的主要部分 (3)4.3数据结构 (3)4.4模块说明 (3)4.5源程序 (3)5测试用例,运行结果与运行情况分析 (12)5.1测试用例 (12)5.2运行结果 (12)5.3运行结果分析 (14)6总结与心得 (15)1题目进程同步模拟设计——读者和写者问题2设计概述2.1问题描述模拟用信号量机制实现读者和写者问题,即有两组并发进程:读者和写者,共享一组数据区,进行读写操作,要求任一时刻“写者”最多只允许一个,而“读者”则允许多个。

2.1.1要求允许多个读者同时执行读操作;不允许读者、写者同时操作;不允许多个写者同时操作。

2.1.2读者和写者的相互关系:2.2采用信号量机制1)Wmutex表示读写的互斥信号量,初值: Wmutex =1;2)公共变量Rcount表示“正在读”的进程数,初值:Rcount =0;3)Rmutex:表示对Rcount的互斥操作,初值:Rmutex=1。

3课程设计目的及功能3.1设计目的通过实验模拟读者和写者之间的关系,了解并掌握他们之间的关系及其原理。

由此增加对进程同步的问题的了解。

具体如下:1)掌握基本的同步互斥算法,理解读者和写者模型;2)了解windows中多线程(多进程)的并发执行机制,线程(进程)间的同步和互斥;3)学习使用windows中基本的同步对象,掌握相应的API。

3.2设计功能利用模拟用信号量机制实现读者和写者问题:通过用户控制读进程和写进程,反应读者和写者问题中所涉及的进程的同步与互斥。

(完整word版)操作系统课程设计-读者写者问题

(完整word版)操作系统课程设计-读者写者问题

操作系统课程设计报告一、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。

操作系统课程设计 (4)

操作系统课程设计 (4)

设计1 题目进程同步(读者-写者问题)一、问题描述与分析一个数据文件或记录,可被多个进程共享,我们把只要求读该文件的进程称为“Reader”进程,其他进程则称为“Writer进程”允许多个进程同时读一个共享对象,因为读操作不会使数据文件混乱。

但不允许一个Writer进程和其他Reader进程或Writer进程同时访问将会引起混乱。

所谓读者写者问题,是指保证一个writer进程必须与其他进程互斥地访问共享对象的同步问题。

读者写者问题可以这样的描述,有一群写者和一群读者,写者在写同一本书,读者也在读这本书,多个读者可以同时读这本书,但是,只能有一个写者在写书,并且,读者必写者优先,也就是说,读者和写者同时提出请求时,读者优先。

当读者提出请求时需要有一个互斥操作,另外,需要有一个信号量S 来当前是否可操作。

二、设计要求和目的1.设计要求通过解决读者写者问题实现进程同步。

即(1)实现写-写互斥,(2)读-写互斥(3)读-读允许(4)写者优先2. 设计目的(l).用信号量来实现读者写者问题,掌握进程同步机制及其实现机理。

(2).理解和运用信号量、PV原语、进程间的同步互斥关系等基本知识。

三、背景知识1.参考操作系统课本中关于进程同步这方面的知识以及结合老师上课的讲解,仔细研究利用信号量实现读写者问题。

读者写者问题的定义如下:有一个许多进程共享的数据区,这个数据区可以是一个文件或者主存的一块空间;有一些只读取这个数据区的进程(Reader)和一些只往数据区写数据的进程(Writer),此外还需要满足以下条件:(1)任意多个读进程可以同时读这个文件;(2)一次只有一个写进程可以往文件中写;(3)如果一个写进程正在进行操作,禁止任何读进程度文件。

我们需要分两种情况实现该问题:读优先:要求指一个读者试图进行读操作时,如果这时正有其他读者在进行操作,他可直接开始读操作,而不需要等待。

写优先:一个读者试图进行读操作时,如果有其他写者在等待进行写操作或正在进行写操作,他要等待该写者完成写操作后才开始读操作。

操作系统课程设计--读者-写者问题

操作系统课程设计--读者-写者问题

操作系统课程设计报告一、操作系统课程设计任务书读者-写者问题实现1设计目的通过实现经典的读者写者问题,巩固对线程及其同步机制的学习效果,加深对相关基本概念的理解,并学习如何将基本原理和实际设计有机的结合。

2设计要求在Windows 2000/XP环境下,使用多线程和信号量机制实现经典的读者写者问题,每个线程代表一个读者或一个写者。

每个线程按相应测试数据文件的要求,进行读写操作。

请用信号量机制分别实现读者优先和写者优先的读者-写者问题。

读者-写者问题的读写操作限制:(1)写-写互斥,即不能有两个写者同时进行写操作(2)读-写互斥,即不能同时有一个读者在读,同时却有一个写者在写(3)读-读允许,即可以有二个以上的读者同时读读者优先的附加限制:如果一个读者申请进行读操作时已有另一读者正在进行读操作,则该读者可直接开始读操作。

写者优先的附加限制:如果一个读者申请进行读操作时已有另一写者在等待访问共享资源,则该读者必须等到没有写者处于等待状态后才能开始读操作。

运行结果显示要求:要求在每个线程创建、发出读写操作申请、开始读写操作和结束读写操作时分别显示一行提示信息,以确信所有处理都遵守相应的读写操作限制。

3测试数据文件格式测试数据文件包括n行测试数据,分别描述创建的n个线程是读者还是写者,以及读写操作的开始时间和持续时间。

每行测试数据包括四个字段,各字段间用空格分隔。

第一字段为一个正整数,表示线程序号。

第二字段表示相应线程角色,R表示读者是,W表示写者。

第三字段为一个正数,表示读写操作的开始时间。

线程创建后,延时相应时间(单位为秒)后发出对共享资源的读写申请。

第四字段为一个正数,表示读写操作的持续时间。

当线程读写申请胜利后,开始对共享资源的读写操作,该操作持续相应时间后结束,并释放共享资源。

下面是一个测试数据文件的例子:1 r 3 52 w 4 53 r 5 24 r 6 55 w 5.1 34相关API函数CreateThread()在调用进程的地址空间上创建一个线程ExitThread()用于结束当前线程Sleep()可在指定的时间内挂起当前线程CreateMutex()创建一个互斥对象,返回对象句柄OpenMutex()打开并返回一个已存在的互斥对象句柄,用于后续访问ReleaseMutex()释放对互斥对象的占用,使之成为可用WaitForSingleObject()可在指定的时间内等待指定对象为可用状态InitializeCriticalSection()初始化临界区对象EnterCriticalSection()等待指定临界区对象的所有权LeaveCriticalSection()释放指定临界区对象的所有权文件系统的设计通过对文件系统的设计,加深理解文件系统的内部功能及内部实现。

操作系统课程设计

操作系统课程设计

设计1 读者-写者问题一、问题描述与分析在Windows2000环境下,创建一个控制台进程,此进程包含n个线程。

用这n个线程来表示n个读者或写者。

用信号量记者分别实现读者优先和写者优先的读者-写者问题。

分析:可以将所有读者和所有写者分别存于一个读者等待队列和一个写者等待队列中,每当读允许时,就从读者队列中释放一个或多个读者线程进行读操作;每当写允许时,就从写者队列中释放一个写者线程进行写操作。

二、设计要求和目的设计要求:1、该读者-写者问题的读写操作限制如下:(1)写-写互斥,即不能有两个写者同时进行写操作。

(2)读-写互斥,即不能同时有一个线程在读,而另一个线程在写。

(3)读-读允许,即可以有一个或多个读者在读。

2、分别编写读者优先-读者线程、读者优先-写者线程、读者优先处理函数和写者优先-读者线程、写者优先-写者线程、写者优先处理函数。

3、形成测试数据文件。

测试数据文件包括n行测试数据,分别描述创建的n个线程是读者还是写者,以及读写操作的开始时间和持续时间。

4、运行结果显示要求:要求在每个线程创建、发出读写操作申请、开始读写操作和结束读写操作时分别显示一行提示信息,以确定所有处理都遵守相应的读写操作限制。

设计目的:1、在Windows 2000环境下,创建一个控制台进程,此进程包括n个线程。

用这n个线程来表示n个读者或写者。

每个线程按相应测试数据文件的要求进行读写操作。

2、用信号量机制分别实现读者优先和写者优先的的读者-写者问题。

3、理解并能够灵活使用同步互斥机制和进程间通信机制。

三、背景知识使用互斥和同步信号量来解决n个进程的临界去问题,这n个进程共享一个互斥信号量mutex,并初始化为1,信号量也可以解决同步问题,进行PV 操作。

四、概要设计读者优先:读者优先指的是除非有写者在写文件,否则读者不需要等待。

所以可以用一个整数变量ReadCount记录当前的读者数目,用于确定是否需要释放正在等待的写者进程当ReadCount=0时,表明所有的读者读完,需要释放写者等待队列中的一个写者。

操作系统读者写者问题报告

操作系统读者写者问题报告
读者写者问题是一种典型的操作系统同步问题,其描述如下:有多个读者和写者同时访问共享资源,读者可以同时访问共享资源,但写者必须独占式的访问共享资源,即任何时刻只能有一个写者访问共享资源,且在写者访问共享资源的期间,任何读者都不得访问共享资源。

此外,读者在访问共享资源时不会修改共享资源,而写者则会对共享资源进行修改。

如何实现读者写者问题呢?简单来说,可以使用信号量机制来解决这个问题。

具体来说,可以使用两个信号量RdMutex和WrMutex,RdMutex用于锁定读者,在读者访问共享资源时,需要申请RdMutex信号量,如果有写者在访问共享资源,则RdMutex会阻止读者访问共享资源;而当最后一个读者结束访问共享资源时,需要释放RdMutex信号量,以便让其他等待的读者访问共享资源。

类似地,WrMutex用于锁定写者,在写者访问共享资源时,需要申请WrMutex信号量,如果有其他读者或者写者在访问共享资源,则WrMutex会阻止写者访问共享
资源;而当写者访问共享资源结束时,需要释放WrMutex信号量,以便让其他等待的写者访问共享资源。

除了信号量机制之外,还可以使用其他同步机制来解决读者写者问题,比如互斥量、条件变量等。

同时,操作系统还可以采用优化策略,比如写优先、读写优先等,来提高读写效率。

总之,读者写者问题是操作系统同步问题中的一个经典问题,其实现方式需要考虑多方面的因素,包括并发访问、同步机制、优化策略等,需要经过深入思考和有效实践才能得到较好的解决方案。

操作系统读者与写者问题课程设计报告

课程设计任务书目录一、课程设计目的及要求 (1)二、相关知识 (1)三、题目分析 (2)四、概要设计 (4)五、代码及流程 (5)六、运行结果 (11)七、设计心得 (12)八、参考文献 (12)一、课程设计目的及要求读者与写者问题(进程同步问题)用n 个线程来表示n个读者或写者。

每个线程按相应测试数据文件的要求,进行读写操作。

请用信号量机制分别实现读者优先和写者优先的读者-写者问题。

读者-写者问题的读写操作限制:1)写-写互斥;2)读-写互斥;3)读-读允许;写者优先的附加限制:如果一个读者申请进行读操作时已有另一写者在等待访问共享资源,则该读者必须等到没有写者处于等待状态后才能开始读操作。

二、相关知识Windows API:在本实验中涉及的API 有:1线程控制:CreateThread 完成线程创建,在调用进程的地址空间上创建一个线程,以执行指定的函数;它的返回值为所创建线程的句柄。

HANDLE CreateThread(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, // SDDWORD dwStackSize, // initial stack sizeLPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, // threadfunctionLPVOID lpParameter, // thread argumentDWORD dwCreationFlags, // creation optionLPDWORD lpThreadId // thread identifier);2 ExitThread 用于结束当前线程。

VOID ExitThread(DWORD dwExitCode // exit code for this thread);3Sleep 可在指定的时间内挂起当前线程。

VOID Sleep(DWORD dwMilliseconds // sleep time);4信号量控制:WaitForSingleObject可在指定的时间内等待指定对象为可用状态;DWORD WaitForSingleObject(HANDLE hHandle, // handle to objectDWORD dwMilliseconds // time-out interval);hHandle为等待的对象,也就是实现同步或者互斥的对象。

操作系统原理课程设计读者-写者问题的实现

*******************实践教学*******************计算机与通信学院2012年秋季学期操作系统原理课程设计题目:读者-写者问题的实现专业班级:姓名:学号:指导教师:成绩:目录摘要 (2)1.设计思想 (3)2.各模块的伪码算法 (4)3. 函数关系调用图 (6)4.程序测试结果 (7)设计总结 (10)参考文献 (11)致谢 (12)摘要本设计的读者写者问题,是指一些进程共享一个数据区。

数据区可以使一个文件、一块内存空间或者一组寄存器。

Reader进程只能读数据区中的数据,而writer进程必须与其他进程互斥地访问共享对象的同步问题。

读者写者问题可以这样的描述, 有一群写者和一群读者, 写者在写同一本书, 读者也在读这本书, 多个读者可以同时读这本书。

但是,只能有一个写者在写书, 并且,读者必写者优先,也就是说,读者和写者同时提出请求时,读者优先。

当读者提出请求时需要有一个互斥操作, 另外, 需要有一个信号量S来确定当前是否可操作。

本设计方案就是通过利用记录型信号量对读者写者问题的解决过程进行模拟演示,形象地阐述记录型信号量机制的工作原理。

关键词:共享对象,互斥,同步,信号量1.设计思想本设计借助C语言实现进程同步和互斥的经典问题--读者写者问题,用高级语言编写和调试一个进程同步程序,以加深对进程同步机制的理解。

通过用C 语言模拟进程同步实现,加深理解有关进程同步和互斥机制的概念及P、V操作的应用。

学生通过该题目的设计过程,掌握读者、写者问题的原理、软件开发方法并提高解决实际问题的能力。

在 Windows环境下,创建一个包含n个线程的控制台进程。

用这n个线每个线程按相应测试数据文件的要求,进行读写操作。

程来表示 n 个读者或写者。

请用信号量机制分别实现读者优先和写者优先的读者-写者问题。

将所有的读者和所有的写者分别放进两个等待队列中,当读允许时就让读者队列释放一个或多个读者,当写允许时,释放第一个写者操作。

操作系统课程设计

设计1 题目进程同步(读者-写者问题)一、问题描述与分析一个数据文件或记录,可被多个进程共享,我们把只要求读该文件的进程称为“Reader”进程,其他进程则称为“Writer进程”允许多个进程同时读一个共享对象,因为读操作不会使数据文件混乱。

但不允许一个Writer进程和其他Reader进程或Writer进程同时访问将会引起混乱。

所谓读者写者问题,是指保证一个writer进程必须与其他进程互斥地访问共享对象的同步问题。

读者写者问题可以这样的描述,有一群写者和一群读者,写者在写同一本书,读者也在读这本书,多个读者可以同时读这本书,但是,只能有一个写者在写书,并且,读者必写者优先,也就是说,读者和写者同时提出请求时,读者优先。

当读者提出请求时需要有一个互斥操作,另外,需要有一个信号量S 来当前是否可操作。

二、设计要求和目的1.设计要求通过解决读者写者问题实现进程同步。

即(1)实现写-写互斥,(2)读-写互斥(3)读-读允许(4)写者优先2. 设计目的(l).用信号量来实现读者写者问题,掌握进程同步机制及其实现机理。

(2).理解和运用信号量、PV原语、进程间的同步互斥关系等基本知识。

三、背景知识1.参考操作系统课本中关于进程同步这方面的知识以及结合老师上课的讲解,仔细研究利用信号量实现读写者问题。

读者写者问题的定义如下:有一个许多进程共享的数据区,这个数据区可以是一个文件或者主存的一块空间;有一些只读取这个数据区的进程(Reader)和一些只往数据区写数据的进程(Writer),此外还需要满足以下条件:(1)任意多个读进程可以同时读这个文件;(2)一次只有一个写进程可以往文件中写;(3)如果一个写进程正在进行操作,禁止任何读进程度文件。

我们需要分两种情况实现该问题:读优先:要求指一个读者试图进行读操作时,如果这时正有其他读者在进行操作,他可直接开始读操作,而不需要等待。

写优先:一个读者试图进行读操作时,如果有其他写者在等待进行写操作或正在进行写操作,他要等待该写者完成写操作后才开始读操作。

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