和尚挑水問題課程設計(編輯修改稿)
2025-02-14 06:09 本頁面
【文章內容簡介】 外一個程序，創(chuàng)建三個子進程a、b、c模擬三個小和尚，隔一段時間獲得一個水桶并從水井中取水注入水缸中。如果水缸中沒有水，老和尚就停止從水缸中取水，并等待小和尚加水；而當水缸中容量少于30桶，那么小和尚就向水缸中加水，直到水缸注滿為止。如此循環(huán)不止。實現(xiàn)功能如下：（1）創(chuàng)建進程：手動創(chuàng)建A、B、C、a、b、c六個進程，都在界面上完成；要求包括進程的名稱（不能重復）、執(zhí)行時間和申請資源的等待時間等。在同一時刻可能有多個進行在內存申請資源，即可以輸入多個進程的資源申請。（2）臨界資源的管理，包括申請以及分配等，通過信號量和信號量集實現(xiàn)。（3）生產者消費者算法，判斷是否可以進行資源的分配。任務目標通過信號量實現(xiàn)多進程之間對共享資源的互斥和同步。4整體設計系統(tǒng)2個模塊：輸入輸出，進程對資源的隨機申請及分配，通過信號量和信號量集機制及生產者消費者算法實現(xiàn)臨界資源管理，避免死鎖。輸入輸出：包括系統(tǒng)運行所需要的進程的名稱，執(zhí)行時間，申請資源的等待時間，進程對資源的需要量等信息以及系統(tǒng)所要顯示出的進程的創(chuàng)建信息，資源的分配信息，進行執(zhí)行信息，進行動態(tài)申請資源信息等。進程對資源的隨機申請及分配：根據(jù)所輸入的進程、資源、以及進程對資源的最大申請情況，隨機產生進程當前對資源的申請，輸出相應的分配信息與進程執(zhí)行信息并使用生產者消費者算法對進程的資源申請進行判斷。臨界資源的管理：創(chuàng)建相應個數(shù)的進程，完成進程的并發(fā)執(zhí)行，使用互斥信號量使各進程互斥的進入各自的臨界區(qū)對資源進行申請，進程執(zhí)行完畢后，互斥的對資源進行恢復。避免死鎖：對當前進程對資源的申請利用生產者消費者算法進行判斷，看系統(tǒng)分配后是否處于安全狀態(tài)，若處于安全狀態(tài)，則將資源分配給進程，并輸出分配信息，否則對不予以分配。下圖為master程序的流程圖 見圖 開始調用fork（）產生子進程 pidA調用fork（）產生子進程pidB調用fork（）產生子進程pidCPidA==0？PidB==0？PidC==0？pidA==1？PidB==1？PidC==1？ 出錯返回 結束循環(huán)調用mws（）循環(huán)調用mws（）NYNYYNYYNYYYN Y發(fā)出取水通知取水水缸中有沒有水？調用mws（）N等待2s 圖1程序運行結果為下圖： 如上圖當水缸沒水的時候執(zhí)行acolyte程序 開始Pida==0？Pidb==0？Pidc==0？pidA==1？PidB==1？PidC==1？ 出錯返回 結束循環(huán)調用FILLTHEBARREK（）循環(huán)調用FILLTHEBARREK（）NYYYYY調用FILLTHEBARREK（）水缸水量《30桶？桶和井可同時取用？取水入缸 水滿放棄已得到的桶或井NYNYNY調用fork()創(chuàng)建三個子程序 此圖為acolyte程序的流程圖，下圖為程序執(zhí)行結果：當水缸有水時，老和尚可以喝水：實驗結果總 結經(jīng)過這次的課程設計，讓我經(jīng)歷了一次有意義的過程，讓我了解了團隊合作的重要性，起初我們只是在不停的各干各的，發(fā)現(xiàn)根本不可能完成預期的任務，后來我們坐下來討論了系統(tǒng)的功能，然后各司其職，發(fā)現(xiàn)效果真的不一樣，雖然在這一周的時間里我們做了很多，中間也遇到了一些問題，比如說臨界資源管理和算法模塊怎樣結合起來，起初是將兩個交叉起來，可是效果不是很好，最后還是決定將它們分開，慢慢地其他問題也同樣得到了解決，這就是團隊合作的力量，這個系統(tǒng)需要完善的內容還有很多，我們以后還會在一起討論完善并改進，在此過程中，我也發(fā)現(xiàn)了編程是需要絕對的耐心與細心的，不然會造成一些難以修改的錯誤，導致整個程序進展出現(xiàn)問題。這對我們真的是一次很好的鍛煉。參考文獻[1] 華清遠見嵌入式培訓中心．嵌入式Linux應用程序開發(fā)．第二版．人民郵電出版社，[2] 鳥哥．Linux私房菜基礎學習篇．第三版．人民郵電出版社， 附 錄：include include include include sys/include sys/include sys/include define SLEEP_TIME 2define VAT_VOLUME 30static int count。int M_w_s(int, const char)。int main(void){ pid_t pidA,pidB,pidC。 int vat_id,vats。 vat_id = semget(ftok(., 39。v39。), 1, 0666|IPC_CREAT)。 init_sem(vat_id, VAT_VOLUME)。 //the
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