写优先”策略的“读者-写者”问题

采用“写优先”策略的“读者-写者”问题学院计算机科学与技术专业计算机科学与技术学号学生姓名指导教师姓名2014-3-11目录一、设计目的与内容 ................................................ 错误!未定义书签。

(1 )、课程设计的目的 (1)(2 ) 、课程设计的内容 (1)(3 ) 、课程设计的要求 (1)二、算法的基本思想 ................................................ 错误!未定义书签。

三、模块流程图......................................................... 错误!未定义书签。

四、测试结果............................................................. 错误!未定义书签。

五、结论..................................................................... 错误!未定义书签。

六、源程序................................................................. 错误!未定义书签。

一、设计目的与内容(1)课程设计的目的：操作系统课程设计是计算机专业重要的教学环节,它为学生提供了一个既动手又动脑，将课本上的理论知识和实际有机的结合起来，独立分析和解决问题的机会。

●进一步巩固和复习操作系统的基础知识。

●培养学生结构化程序、模块化程序设计的方法和能力。

●提高学生调试程序的技巧和软件设计的能力。

●提高学生分析问题、解决问题以及综合利用C语言进行程序设计的能力。

(2) 课程设计的内容：用高级语言编写和调试一个采用“写优先”策略的“读者—写者”问题的模拟程序。

(3) 课程设计的要求：1.读者与写者至少包括ID、进入内存时间、读写时间三项内容，可在界面上进行输入。

2.读者与写者均有两个以上，可在程序运行期间进行动态增加读者与写者。

3.可读取样例数据（要求存放在外部文件中），进行读者/写者、进入内存时间、读写时间的初始化。

4.要求将运行过程用可视化界面动态显示，可随时暂停，查看阅览室中读者/写者数目、读者等待队列、读写时间、等待时间。

5.读写策略：读写互斥、写写互斥、写优先（只要写者到达，就阻塞后续的所有读者，一旦阅览室无人，写者能最快进入阅览室；在写者未出阅读室之前，又有新的读者与写者到达，仍然是写者排在前面）二、算法的基本思想进程结构体:struct process{int name; //进程ID 号char type; //进程类别(判断是读者还是写者线程)int starttime; //进程开始时间int needtime; //进程读写需要的时间int runtime; //进程在内存中已运行的时间struct process *next;};创建三个链表，分别为process1 、process2 、process3 。

process1 存储各个进程的信息，process2 存储就绪队列的进程信息，process3 存储正在执行的进程的信息。

系统有两个功能，一个是手动输入进程，另一个是文件输入进程。

文件读入功能，是从文件“123.txt”中读入进程。

用整形数I 模拟时间片，每次时间片开始时先将需要进入就绪队列的进程用ready() 函数拉入就绪队列。

接着用sort() 函数进行排序，将写者排在读者前面。

然后判断就绪队列的开头是读者还是写者，然后调用相应的函数Reader()或Writer()。

时间片结束时，对各个进程的runtime++，并判断进程是否执行完毕，如果完毕就其离开process3 链表。

最后将时间片i++，反复循环，直到所有进程执行完毕。

三、模块流程图四、测试结果程序运行实例如下：1、进入主界面2、选择1，运行界面如下：3、选择2，运行界面如下：4.在执行过程中动态暂停。

5 、在进程暂停的情况下，按A 可以增加进程。

6 、退出五、结论这次课设成功采用了“写优先”策略通过输入、排序、就绪等函数实现“读者写者”问题，在这两周时间里我重新翻阅了《C 语言程序设计》、《操作系统》等书，也参考了很多网络资源，对“读者- 写者”问题有了更深的理解，对C 语言和数据结构也有了更好的掌握，使我体会到了理论与实践结合的效果。

这次课程设计对我有很大的帮助，在这过程中还掌握了很多编程的小技巧。

六、源程序#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include "windows.h"#include <conio.h>int mutex=1; //互斥读写的信号量int readcount=0; //用readcount变量来记录读者数struct process{int num; //进程序号char type; //进程类别(判断是读者还是写者)int starttime; //进程开始时间int needtime; //进程读写需要的时间int runtime; //进程在内存中已运行的时间struct process *next;};process *process1=NULL,*process2=NULL,*process3=NULL;void input(){process *p,*q;q=process1=(process *)malloc(sizeof(process)); //在内存中给q分配了一个动态的存储空间int a;FILE *fp; //是声明，声明fp是指针，用来指向FILE类型的对象printf("\t\t\t ****************\n");printf("\t\t\t *1.手动输入进程*\n");printf("\t\t\t *2.文件输入进程*\n");printf("\t\t\t *3.退出*\n");printf("\t\t\t ****************\n");printf("\n请选择序号:");QK:fflush(stdin); //清空输入缓冲区scanf("%d",&a);switch(a){case 1:CS:printf("输入进程数：");int i,j;scanf("%d",&i);if(i==0){printf("无进程，重新输入!\n");goto CS;}for(j=1;i>0;i--,j++){p=(process *)malloc(sizeof(process));q->next=p;printf("第%d个进程:\n",j);printf("进程序号:");scanf("%d",&p->num);printf("\n");printf("读\\写:");getchar();scanf("%c",&p->type);printf("\n");printf("开始时间:");scanf("%d",&p->starttime);printf("\n");printf("读写时间:");scanf("%d",&p->needtime);printf("\n");p->runtime=0;q=q->next;p->next=NULL;}p=process1;p->next=NULL;free(p);break;case 2:if((fp=fopen("d:\\123.txt","r"))==NULL){printf("文件打开失败!\n");exit(0);}while(!(feof(fp))){p=(process *)malloc(sizeof(process));q->next=p;fscanf(fp,"%d %c %d %d",&p->num,&p->type,&p->starttime,&p->needtime);p->runtime=0;q=q->next;p->next=NULL;}fclose(fp);p=process1;p->next=NULL;free(p);break;case 3:exit(0);default :printf("输入错误，重新输入:");goto QK;}}void ready(int i) //每次时间片开始时先将需要进入就绪队列的进程用ready()函数拉入就绪队列{process *p,*q,*j,*k;p=process1;q=process2;int t=0;if(process2==NULL){q=process2=(process *)malloc(sizeof(process));q->next=NULL;t=1;}j=(process *)malloc(sizeof(process));j->next=process1;while(p!=NULL){if(p->starttime==i){k=j;while(k->next!=p){k=k->next;}//比如i=1，这个作用就是寻找所有开始时间等于1的进程k->next=p->next;q->next=p;q=q->next;p=p->next;q->next=NULL;//找到之后插入链表}else{p=p->next;}}process1=j->next;j->next=NULL;free(j);if(t==1){p=process2;process2=process2->next;p->next=NULL;free(p);}}int wait(int &a){if(a<=0){return 0;}a--;return 1;}void signal(int &a){a++;}void Reader(){process *p;int t=0;p=process3;if(process3==NULL){p=process3=(process *)malloc(sizeof(process));p->next=NULL;t=1;}if(readcount>0){p->next=process2;process2=process2->next;p=p->next;p->next=NULL;readcount++;}//读者就开始读if((readcount==0)&&(wait(mutex)==1)) {p->next=process2;process2=process2->next;p=p->next;p->next=NULL;readcount++;}//写者开始写if(t==1){p=process3;process3=process3->next;p->next=NULL;free(p);}}void Writer(){if((wait(mutex)==1)&&(process3==NULL)) {process3=process2;process2=process2->next;process3->next=NULL;}}void sort(){process *p,*q,*j,*k;j=p=(process *)malloc(sizeof(process));p->next=NULL;k=q=(process *)malloc(sizeof(process));q->next=NULL;while(process2!=NULL){if((process2->type=='w')||(process2->type=='W')) {p->next=process2;process2=process2->next;p=p->next;p->next=NULL;}else{q->next=process2;process2=process2->next;q=q->next;q->next=NULL;}}process2=j->next;j->next=NULL;free(j);q=k->next;k->next=NULL;free(k);if(process2!=NULL){p->next=q;}//如果写者不为空，就让写者先进行elseprocess2=q;//不然读者进行}void add(int i){process *p,*q;int a;p=process1;q=(process *)malloc(sizeof(process));printf("进程序号:");scanf("%d",&q->num);printf("\n");printf("读\\写:");fflush(stdin);scanf("%c",&q->type);printf("\n");printf("开始时间:");scanf("%d",&a);q->starttime=a+i;printf("\n");printf("读写时间:");scanf("%d",&q->needtime);q->runtime=0;q->next=NULL;if(process1!=NULL){while(p->next!=NULL)p=p->next;p->next=q;//q是尾结点}elseprocess1=q;//把q中的信息赋值给process1 }void main(){system("color 1a");printf("\t\t---------------------------------------\n");printf("\t\t\t*写优先的读者-写者问题*\n");printf("\t\t---------------------------------------\n\n");int i=0;process *p,*q;//定义两个指向process的指针变量input();printf("\n以下输出各时间片进程状态\n");printf("<运行时如需暂停请输入P>\n");Sleep(1000);while((process1!=NULL)||(process2!=NULL)||(process3!=NULL)) {i++;if(process1!=NULL)ready(i);sort();if(process2!=NULL)while((process2->type=='r')||(process2->type=='R')){Reader();if(process3!=NULL)if((process3->type=='w')||(process3->type=='W'))break;if(process2==NULL)break;}if(process2!=NULL)if((process2->type=='w')||(process2->type=='W')) {Writer();}p=process3;while(p!=NULL){p->runtime++;p=p->next;}printf("\n时间%d :\n",i);printf("\t正执行进程: ");p=process3;if(p==NULL)printf("<空>");elsewhile(p!=NULL){printf("%d ",p->num);p=p->next;}printf("\n\t就绪队列: ");p=process2;if(p==NULL)printf("<空>");elsewhile(p!=NULL){printf("%d ",p->num);p=p->next;}printf("\n");p=q=(process *)malloc(sizeof(process)); p->next=NULL;while(process3!=NULL){if(process3->needtime!=process3->runtime){p->next=process3;p=p->next;}else{if((process3->type=='r')||(process3->type=='R')){readcount--;if(readcount==0)signal(mutex);}elsesignal(mutex);}process3=process3->next;p->next=NULL;}process3=q->next;q->next=NULL;free(q);Sleep(2000);if(kbhit()==1) //检查当前是否有键盘输入，若有则返回一个非0值，否则返回0{char ch;ch=getch();if((ch=='p')||(ch=='P')){printf("\n已暂停，继续请按P\n");printf("如需添加进程请按A\n");QK:fflush(stdin);ch=getchar();if((ch=='A')||(ch=='a')){add(i);printf("添加完成!\n");}fflush(stdin);{采用“写优先”策略的“读者-写者”问题while(1)if((ch=='P')||(ch=='p'))break;elsegoto QK;}}}}printf("\n\n所有进程执行完毕\n");system("pause");system("cls");main();}- 29 -。