操作系统生产者与消费者课程设计 (1)

《操作系统》课程设计生产者和消费者问题

系院：计算机科学系

学生姓名：孙鑫

学号：11095114

专业：计算机科学与技术

年级：二年级

完成日期：2013年6月

一、课程设计的性质与任务

1、生产者-消费者问题是很经典很具有代表性的进程同步问题，计算机中的

很多同步问题都可抽象为生产者-消费者问题，通过本实验的练习，希望能加深学生对进程同步问题的认识与理解。

2、熟悉VC的使用，培养和提高学生的分析问题、解决问题的能力。

二、课程设计的内容及其要求

1．实验内容

以生产者/消费者模型为依据，在Windows 2000环境下创建一个控制台进程，在该进程中创建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。

2．实验要求

●学习并理解生产者/消费者模型及其同步/互斥规则；

●学习了解Windows同步对象及其特性；

●熟悉实验环境，掌握相关API的使用方法；

●设计程序，实现生产者/消费者进程(线程)的同步与互斥；

●提交实验报告。

三、课程设计的时间安排

课程设计时间8课时

四、课程设计的实验环境

本实验是在winxp＋VC6.0环境下实现的，利用Windows SDK编制实例程序。所以试验需要在windows下安装VC后进行。VC是一个集成开发环境，其中包含了Windows SDK所有工具和定义；所以安装了VC后就不用特意安装SDK了。

五、正文

1、实验程序的结构图（流程图）；

开始

Wait Products

Wait Buffer

Consume

Produce

While consume

While produce

结束

2、数据结构及信号量定义的说明；

(1) CreateThread

●功能——创建一个在调用进程的地址空间中执行的线程

●格式

HANDLE CreateThread( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,

DWORD dwStackSize,

LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,

LPVOID lpParamiter,

DWORD dwCreationFlags,

Lpdword lpThread );

●参数说明

lpThreadAttributes——指向一个LPSECURITY_ATTRIBUTES(新线程的安全性描述符)。

dwStackSize——定义原始堆栈大小。

lpStartAddress——指向使用LPTHRAED_START_ROUTINE类型定义的函数。

lpParamiter——定义一个给进程传递参数的指针。

dwCreationFlags——定义控制线程创建的附加标志。

lpThread——保存线程标志符(32位)

(2) CreateMutex

●功能——创建一个命名或匿名的互斥量对象

●格式

HANDLE CreateMutex(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes,

BOOL bInitialOwner,

LPCTSTR lpName);

●参数说明

lpMutexAttributes——必须取值NULL。

bInitialOwner——指示当前线程是否马上拥有该互斥量(即马上加锁)。

lpName——互斥量名称。

(3) CreateSemaphore

●功能——创建一个命名或匿名的信号量对象

●格式

HANDLE CreateSemaphore(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes,

LONG lInitialCount,

LONG lMaximumCount,

LPCTSTR lpName );

●参数说明

lpSemaphoreAttributes——必须取值NULL。

lInitialCount——信号量的初始值。该值大于0，但小于lMaximumCount指定的最大值。

lMaximumCount——信号量的最大值。

lpName——信号量名称。

(4) WaitForSingleObject

●功能——使程序处于等待状态，直到信号量hHandle出现(即其值大于等于1)或超过规定的等待时间

DWORD WaitForSingleObject(HANDLE hHandle, DWORD dwMilliseconds);

●参数说明

hHandle——信号量指针。

dwMilliseconds——等待的最长时间(INFINITE为无限等待)。

(5) ReleaseSemaphore

●功能——对指定信号量加上一个指定大小的量。成功执行则返回非0值●格式

BOOL ReleaseSemaphore(HANDLE hSemaphore,

LONG lReleaseCount,

LPLONG lppreviousCount );

●参数说明

hSemaphore——信号量指针。

lReleaseCount——信号量的增量。

lppreviousCount——保存信号量当前值。

(6) ReleaseMutex

●功能——打开互斥锁，即把互斥量加1。成功调用则返回0

●格式

BOOL ReleaseMutex(HANDLE hMutex);

●参数说明

hMutex——互斥量指针。

(7) InitializeCriticalSection

●功能——初始化临界区对象

●格式

VOID InitializeCriticalSection(LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection);

●参数说明

lpCriticalSection——指向临界区对象的指针。

(8) EnterCriticalSection

●功能——等待指定临界区对象的所有权