操作系统课程设计吃水果问题完整版

沈阳理工大学课程设计专用纸1目录1题目内容及要求............................................................................21.1题目名称.................................................................................21.2题目描述.................................................................................21.3解题思路.................................................................................21.4程序清单.................................................................................61.5提交结果框图.......................................................................162总结..............................................................................................203参考文献......................................................................................20沈阳理工大学课程设计专用纸21题目内容及要求1.1题目名称进程同步模拟设计:吃水果问题1.2题目描述桌子上有一只盘子，最多可容纳两个水果，每次只能放入或者取出一个水果。爸爸专门向盘子中放苹果，妈妈专门向盘子中放橘子，两个儿子专门等待吃盘子中的橘子，两个女儿专门等吃盘子中的苹果。1.3解题思路将问题转换为信号量上的资源分配类型问题:这是进程同步问题的模拟，可以把向盘子放或取水果的每一个过程可以转为一个进程的操作，这些进程是互斥的，同时也存在一定的同步关系。通过编程实践时，实际是随机的调用人一个进程的操作，而这些进程的操作相当于程序中的函数调用。而计算机在执行时每一个时刻只能执行一个操作，这就默认了互斥。同步的模拟可以类似于函数调用时的前提关系即先决条件。这样进程同步模拟就完全可以通过函数的调用来实现。具体的每一个操作的对应的函数的关系：爸爸向盘子中放一个苹果：Father()妈妈向盘子中放一个橘子：Mother()儿子1从盘子取一个橘子：Son1()儿子2从盘子取一个橘子：Son2()女儿1从盘子取一个苹果：Daugther1()儿子1从盘子取一个苹果：Daugther2()沈阳理工大学课程设计专用纸3具体实现方案:(1)用一个整型变量Plate_Size表示盘子，初始值为0，当放水果时Plate_Size加1，取水果时Plate_Size减1。变量Plate_Size的最大值为2，当为2时表示盘子已经满，此时若进行放水果操作，放水果将处于等待状态；为0时表示盘子为空，此时若进行取水果操作，取水果操作将处于等待状态。(2)整型变量orange和apple分别表示盘子中的橘子和苹果数目，初始都为0，Plate_Size=apple+orange。(3)用6个bool型的变量Father_lag，Mother_lag，Son1_lag，Son2_lag，Daughter1_lag，Daughter2_lag表示六个进程是否处于等待状态。处于等待时，变量值为true。(4)两个放水果进程进程同时处于等待状态时，若有取水果的操作将自动执行等待的放水果进程，执行按等待的先后顺序；两个取苹果或橘子进程同时候处于等待状态，若有放苹果或橘子的操作将自动执行等待的取进程，进行按等待的先后顺序。(5)用一个随机的函数产生0—5的6个整数，分别对应六个进程的调用。沈阳理工大学课程设计专用纸4放水果操作流程图设计(以Father为例,Mother类似):图1Father放水果操作流程图否Father操作：Plate_Size=2否Daugther1或Daugher2处于等待状态是按等待先后顺序调用Daugther1或Daughter2操作是Father进程处于等待状态Father进程调用：apple+1Plate_Size+1,Print()函数调用返回沈阳理工大学课程设计专用纸5取水果操作流程图设计(以Son为例,Daughter类似):图2Son取水果(橘子)操作流程图Son操作：orange=0否否Father或Mother处于等待状态是按等待先后顺序调用Father或Mother操作是Son进程处于等待状态Son进程调用：orange-1Plate_Size-1,Print()函数调用返回沈阳理工大学课程设计专用纸61.4程序清单#includeiostream.h#includectime#includecstdlib#includecmathintapple=0;intorange=0;boolFather_lag;boolMother_lag;boolSon1_lag;boolSon2_lag;intson_a;intDaughter_b;boolDaughter1_lag;boolDaughter2_lag;voidPrint(){cout现在盘子里有apple个苹果,orange个橘子,共有apple+orange个水果.endl;if(Father_lag==true)coutFather进程处于等待状态,endl;if(Mother_lag==true)coutMother进程处于等待状态,endl;if(Son1_lag==true)coutSon1进程处于等待状态,endl;if(Son2_lag==true)coutSon2进程处于等待状态,endl;if(Daughter1_lag==true)coutDaughter1进程处于等待状态,endl;if(Daughter2_lag==true)coutDaughter2进程处于等待状态,endl;if(((Father_lag==false)&&(Mother_lag==false)&&(Son1_lag==false)&&(Son2_lag==false)&&(Daughter1_lag==false)&&(Daughter2_lag==false))!=true)coutendl;}voidFather()//Father进程{apple++;Print();}voidMother()//Mother进程{orange++;沈阳理工大学课程设计专用纸7Print();}voidSon1()//Son1进程{orange--;Print();}voidSon2()//Son2进程{orange--;Print();}voidDaughter1()//Daughter1进程{apple--;Print();}voidDaughter2()//Daughter2进程{apple--;Print();}voidmain(){inti;intPlate_Size;//水果数量intMonFa_c;//用于爸爸妈妈等待次序的区别intSon_a;//用于两个儿子等待次序的区别intdaughter_b;//用于两个女儿等待次序的区别intk;//产生进程调用的数量srand((unsigned)time(NULL));//srand()函数产生一个以当前时间开始的随机种子for(k=0;k10;k++){coutendl;cout***********************************第k+1次操作***********************************endl;i=rand()%6;//随进生成1-5.Plate_Size=apple+orange;switch(i){case0:coutFather调用.endl;沈阳理工大学课程设计专用纸8if(Plate_Size==2){Father_lag=true;//Father()等待Print();if(Mother_lag==false)MonFa_c=1;}else{Father();if((Daughter1_lag==true)&&(Daughter2_lag==true)){if(Daughter_b==1){Daughter1_lag=false;//Daughter1等待取消cout处于等待的Daughter1自动被调用endl;Daughter1();//处于等待的Daughter1自动调用Daughter_b=2;}else{Daughter2_lag=false;//Daughter2等待取消cout处于等待的Daughter2自动被调用endl;Daughter2();//处于等待的Daughter2()自动调用Daughter_b=1;}}else{if(Daughter1_lag==true){Daughter1_lag=false;//Daughter1等待取消cout处于等待的Daughter1自动被调用endl;Daughter1();//处于等待的Daughter1()自动调用Daughter_b=0;}elseif(Daughter2_lag==true){Daughter2_lag=false;//Daughter2等待取消cout处于等待的Daughter1自动被调用endl;沈阳理工大学课程设计专用纸9Daughter2();//处于等待的Daughter2()自动调用Daughter_b=0;}}}break;case1:coutMother调用.endl;if(Plate_Size==2){Mother_lag=true;//等待Print();if(Father_lag==false)MonFa_c=2;}else{Mother();if((Son1_lag==true)&&(Son2_lag==true)){if(Son_a==1){Son1_lag=false;//Son1等待取消cout处于等待的Son1自动被调用endl;Son1();//处于等待的Son1()自动调用Son_a=2;}else{Son2_lag=false;//Son2等待取消cout处于等待的Son2自动被调用endl;Son2();//处于等待的Son2()自动调用Son_a=1;}}else{if(Son1_lag==true){Son1_lag=false;//Son1等待取消cout处于等待的Son1自动被调用endl;沈阳理工大学课程设计专用纸10Son1();//处于等待的Son1()自动调用Son_a=0;}elseif(Son2_lag==true){Son2_lag=false;//Son2等待取消cout处于等待的Son2自动被调用endl;Son2();//处于等待的Son2()自动调用Son_a=0;}}}break;case2:coutSon1调用.endl;if(orange==0){Son1_lag=true;//Son1处于等待Print();if(Son2_lag==false)Son_a=1;//用于判断Son1和Son2等待的先后性}else{Son1();if((Father_lag==true)&&(Mother_lag==true)){if(MonFa_c==1)