讀者與寫者問題課程設(shè)計報告(已修改)
2025-02-02 18:21 本頁面
【正文】 操作系統(tǒng)課程設(shè)計說明書 學(xué)院名稱： 計算機(jī)與信息工程學(xué)院 班級名稱： 網(wǎng)工114班 組長姓名： 何銘川 學(xué) 號： 2011211371 題 目： 讀者寫者問題 指導(dǎo)教師： 張巧云 組員姓名： 曹海波、李保磊、賈發(fā)展、王禮輝 起止日期： — 第一部分：正文部分一、選題背景所謂讀者寫者問題，是指保證一個writer進(jìn)程必須與其他進(jìn)程互斥地訪問共享對象的同步問題。讀者寫者問題可以這樣的描述，有一群寫者和一群讀者，寫者在寫同一本書，讀者也在讀這本書，多個讀者可以同時讀這本書，但是，只能有一個寫者在寫書，并且，讀者必寫者優(yōu)先，也就是說，讀者和寫者同時提出請求時，讀者優(yōu)先。當(dāng)讀者提出請求時需要有一個互斥操作，另外，需要有一個信號量S來當(dāng)前是否可操作。信號量機(jī)制是支持多道程序的并發(fā)操作系統(tǒng)設(shè)計中解決資源共享時進(jìn)程間的同步與互斥的重要機(jī)制，而讀者寫者問題則是這一機(jī)制的一個經(jīng)典范例。與記錄型信號量解決讀者—寫者問題不同，信號量機(jī)制它增加了一個限制，即最多允許RN個讀者同時讀。為此，又引入了一個信號量L,并賦予初值為RN，通過執(zhí)行wait（L,1,1）操作，來控制讀者的數(shù)目，每當(dāng)有一個讀者進(jìn)入時，就要執(zhí)行wait（L,1,1）操作，使L的值減1。當(dāng)有RN個讀者進(jìn)入讀后，L便減為0，第RN+1 個讀者要進(jìn)入讀時，必然會因wait（L,1,1）操作失敗而堵塞。對利用信號量來解決讀者—寫者問題的描述如下：Var RN integer。L,mx:semaphore: =RN,1；Begin ParbeginReader :begin Repeat Swait（L,1,1）。 Swait（mx,1,0）。 Perform reader operation。Ssignal(L,1)。Until false。EndWriter：begin RepeatSwait(mx ,1,1,l,RN,0)。Perform writer operation。Ssignal(mx,1)。Until false。EndParendEnd其中，Swait（mx,1,0）語句起著開關(guān)作用，只要無Writer進(jìn)程進(jìn)入些，mx=1，reader進(jìn)程就都可以進(jìn)入讀。但是要一旦有Writer進(jìn)程進(jìn)入寫時，其MX=0，則任何reader進(jìn)程就都無法進(jìn)入讀。Swait(mx ,1,1,l,RN,0)語句表示僅當(dāng)既無Write進(jìn)程在寫（mx=1），又無reader進(jìn)程在讀（L=RN）時，writer進(jìn)程才能進(jìn)入臨界區(qū)寫。本設(shè)計方案就是通過利用記錄型信號量對讀者寫者問題的解決過程進(jìn)行模擬演示，形象地闡述記錄型信號量機(jī)制的工作原理。二、設(shè)計思路在Windows 7 環(huán)境下，創(chuàng)建一個包含n 個線程的控制臺進(jìn)程。用這n 個線程來表示n個讀者或?qū)懻?。每個線程按相應(yīng)測試數(shù)據(jù)文件的要求，進(jìn)行讀寫操作。請用信號量機(jī)制分別實(shí)現(xiàn)讀者優(yōu)先和寫者優(yōu)先的讀者寫者問題。讀者寫者問題的讀寫操作限制：讀者寫者的讀寫限制（包括讀者優(yōu)先和寫者優(yōu)先）⑴寫寫互斥，即不能有兩個寫者同時進(jìn)行寫操作⑵讀寫互斥，即不能同時有一個讀者在讀，同時卻有一個寫者在寫⑶讀讀允許，即可以有2個以上的讀者同時讀將所有的讀者和所有的寫者分別放進(jìn)兩個等待隊列中，當(dāng)讀允許時就讓讀者隊列釋放一個或多個讀者，當(dāng)寫允許時，釋放第一個寫者操作。讀者寫者問題的定義如下：有一個許多進(jìn)程共享的數(shù)據(jù)區(qū)，這個數(shù)據(jù)區(qū)可以是一個文件或者主存的一塊空間；有一些只
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