燕山大学课程设计说明书

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燕山大学课程设计说明书

课程设计名称：操作系统

题目：多道程序缓冲区协调操作

班级：应用(3)班

开发小组名称：FENGNIAO

课题负责人：王晓峰

课题组成员：姓名: 王晓峰学号: 0901********

班级: 应用3班自评成绩:A

姓名:王燕学号: 0901********

班级: 应用3班自评成绩:B

课题开发日期：2012年1月

1概述：

1.1目的:通过信号量实现多道程序缓冲区协调操作。

1.2主要完成的任务：

1.2.1根据同步机制，编写一个解决类似生产者消费者问题的程序，可显示buffer状态，put、move、get等操作。向buffer1中put信息，buffer2和buffer3从bufer1中取数据。假定这些put和move相互等效，只要buffer1未满，就可以向buffer1中存入信息，只要buffer1未空，就可以move取走一个消息。

1.2.2 显示Buffer的操作过程；

1.2.3程序运行结束，显示汇总数据：

总的运行时间；

Buffer中数据的个数；

已放入BUFFER的数据个数；

已放已取的数据个数；

1.3主要使用的开发工具：VC2010。

2使用的基本概念和原理：

2.1同步与互斥原理

进程互斥是进程之间发生的一种简介性作用，一般是程序不希望的。通常的情况是两个或两个以上的进程需要同时访问某个共享变量。我们一般将发生能够稳共享变量的程序段为临界区。两个进程不能同时进入临界区，否则就会导致数据的不一致性，产生与时间有关的错误。解决互斥问题应该满足互斥与公平俩个原则，即任意时刻只能允许一个进程处于同一共享变量的临界区，而且不能让任意进程无限期地等待。互斥问题可以用硬件方法解决，我们不做展开。

同步是指在互斥的基础上，通过其他机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数情况下，同步已经实现了互斥，特别是所有写入资源的情况必须是互斥的。少数情况下可以允许多个访问者同时访问资源。

2.2线程

线程，有时被称为轻量级进程，是程序执行的最小单元。一个标准的线程有线程ID，当前指令指针（PC），寄存器集合和堆栈组合。另外，此案成是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位，线程自己不用有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源，但他可与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。一个线程可以创建和撤销另一个线程，同一进程中的多个线程之间可以并发执行。由于线程之间的相互制约，致使线程在运行中呈现出间断性。线程也有就绪、阻塞和运行三种基本状态。每一个程序都至少有一个线程，那就是程序本身。

线程是程序中一个单一的顺序控制流程。在单个程序中同时运行多个线程完成不同的工作，称为多线程。

2.3多道程序

多道程序设计是指在主存中同时存放多道用户作业，使他们都处于执行的开始点和开始点之间，这些程序共享计算机系统资源。

多道程序设计的主要优点有：

（1）提高CPU利用率。在多道程序环境下，多个程序共享计算机资源当某个程序等待I/O操作时，CPU可以执行其他程序，大大提高CPU的利用率。

（2）提高设备的利用率。在多道程序环境下，多个程序共享系统的设备，大大提高系统设备的利用率。

（3）提高系统的吞吐量。在多道程序环境下，减少了程序的等待时间，提高了系统的吞吐量。

3总体设计：

面向过程进行设计，分别创建五个函数DWORD WINAPI Put(LPVOID)，DWORD WINAPI Move1(LPVOID)，DWORD WINAPI Move2(LPVOID,DWORD WINAPI Get1(LPVOID),DWORD WINAPI Get2(LPVOID);

然后创建各个互斥信号g_hMutexBuffer1,g_hFullSemaphore1,g_hEmptySemaphore1 ，定义put、move、get函数，调整数值发现，当put个数多余get个数时，put速度快，put经常等待get，反之put经常等待。然后分别创建线程:

for (int i=0;i

hThreads[i]=CreateThread(NULL,0,Put,NULL,0,&putID[i]);