操作系统课设： 实现读者写者(Reader-Writer Problem)问题

学号：

课程设计

课程名称操作系统

学院计算机科学与技术学院

专业软件工程

班级

姓名

指导教师

2014——2015学年第1学期

1《操作系统原理》课程设计指导书

课程编号：

课程名称：操作系统/Operating System

周数/学分：1周/1学分

先修课程：高级语言程序设计、汇编语言、数据结构、计算机组成原理

适用专业：计算机科学与技术、软件工程

开课学院、系或教研室：计算机科学与技术学院

一、课程设计的目的

通过对操作系统内核实现代码的阅读、修改、设计，理解和掌握复杂的操作系统的工作原理。

二、课程设计的内容和要求

１．系统调用

学习在Linux中产生一个系统调用以及怎样通过往Linux内核中增加一个新函数从而在该内核空间中实现对用户空间的读写。这个函数的功能是返回当前的系统时间。

实验条件要求：每人一台Linux主机且有超级用户权限。

２．内核定时器

通过研究内核的时间管理算法学习内核源代码。然后应用这些知识并且使用“信号”建立一种用户空间机制来测量一个多线程程序的执行时间。

实验条件要求：每人一台Linux主机且有超级用户权限。

３．实现生产者消费者（Bounded – Buffer Problem）问题

通过研究Linux的线程机制和信号量实现生产者消费者（Bounded Buffer）问题的并发控制。

实验条件要求：每人一台与Linux主机联网的Windows主机，普通用户权限。

４．实现读者写者(Reader-Writer Problem)问题

通过研究Linux的线程机制和信号量实现读者写者(Reader-Writer)问题并

发控制。

实验条件要求：每人一台与Linux主机联网的Windows主机，普通用户权限。

三、课程设计进度安排

四、课程设计说明书与图纸要求

应包含如下内容：

１．设计题目与要求

２．总的设计思想及系统平台、语言、工具等。

３．数据结构与模块说明（功能与流程图）

４．源程序

５．运行结果与运行情况

６．调试记录

７．自我评析和总结

五、课程设计评分标准

注：优（90－100分）、良（80－89分）、中（70－79分）、及格（60－69分）、60分以下为不及格。

六、课程设计参考资料

推荐教材：

《Operating System Concepts(Sixth Edition)（操作系统概念）影印版》，

主编：Abraham

Silberschatz

出版社：高等教育出版社

出版或修订时间：2003年10月

参考书：

《计算机操作系统教程(第三版)》主编：张尧学

出版社：清华大学出版社

出版或修订时间：2001年7月

《操作系统原理(第三版)》，主编：庞丽萍

出版社：华中科技大学出版社

出版或修订时间：2000年12月

执笔：杨铭熙

审阅：陈天煌

审定：徐东平

课程设计任务书

学生姓名：专业班级：软件工程

指导教师：刘军工作单位：计算机科学与技术学院

题目: 实现读者写者(Reader-Writer Problem)问题

实验条件要求：通过研究Linux的线程机制和信号量实现读者写者(Reader-Writer)问题并发控制。每人一台与Linux主机联网的Windows主机，普通用户权限。

课程设计进度安排

2014年 12月 26日

目录

1 设计目的与要求 (1)

1.1 课程设计目的 (1)

1.2 课程设计要求 (1)

2 总的设计思想及系统平台、语言、工具等 (1)

2.1 设计思想 (1)

2.2 系统平台及使用语言 (2)

2.3 开发工具的选择 (2)

3 数据结构和模块说明 (2)

3.1 主函数 (2)

3.2 写者线程函数 (3)

3.3 读者线程函数 (3)

4 源程序 (5)

5 运行结果与运行情况 (13)

6 调试记录 (30)

7 自我评析和总结 (31)

8 参考文献 (32)

2设计目的与要求

2.1课程设计目的

通过研究Linux的线程机制和信号量实现读者写者(Reader-Writer)问题并发控制。

2.2课程设计要求

1．每个读者/写者对该存储区进行操作后，即时显示该存储区的全部内容、当前指针位置和读者/写者线程的标识符；

2．读者应有3个以上，写者应有有两个以上；

3．多个读者/写者之间须共享对存储区进行操作的函数代码。

3总的设计思想及系统平台、语言、工具等

3.1设计思想

为实现reader与writer线程间在读或写时的互斥设置一个互斥信号量writer_mutex。另外，再设置一个整形变量reader_counter表示正在读的线程数目。由于只有一个reader线程在读，便不允许writer线程去写。因此，仅当reader_counter=0，表示尚无reader线程在读时，reader线程才需要执行wait(writer_mutex)操作。若wait(writer_mutex)操作成功，reader线程便可以去读，相应的，做reader_counter+1操作。同理，仅当reader线程在执行reader_counter 减1操作后其值为0时，才必须执行signal(writer_mutex)操作，以便让writer线程写。

reader_counter是一个可被多个reader线程访问的临界资源，因此，也应该为它设置一个互斥信号量reader_mutex。