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《操作系统》课程设计报告专业：计算机科学与技术班级：08计本（2）班学号姓名成绩******题目名称：苹果问题完成日期：2011年6月1目录目录...................................................................................................................................................11．设计题目与要求.........................................................................................................................21.1设计目的.............................................................................................................................21.2设计要求............................................................................................................................22．总体设计思想...........................................................................................................................22.1总体设计思想.....................................................................................................................23．功能设计...................................................................................................................................33.1数据结构设计....................................................................................................................33.2模块说明.............................................................................................................................33.3各模块的算法流程图........................................................................................................43.4P、V原语的描述.............................................................................................................74.开发平台及程序清单的主要部分...............................................................................................84.1开发平台.............................................................................................................................85.运行结果与运行情况分析..........................................................................................................95.1运行结果.............................................................................................................................96.自我评价与总结........................................................................................................................107.参考资料....................................................................................................................................11附录.................................................................................................................................................121、分工说明：.......................................................................................................................122、程序源代码：...................................................................................................................1221．设计题目与要求1.1设计目的通过实现吃水果问题的同步,深入了解和掌握进程同步的原理。1.2设计要求吃水果问题的描述: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（apple），妈妈专门向盘子中放橘子（orange），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。2．总体设计思想2.1总体设计思想这是进程同步与互斥问题的模拟，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，这就是互斥的表现。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从盘子取一个橘子：Daugther1()女儿2从盘子取一个橘子：Daugther2()33．功能设计3.1数据结构设计(1)用一个整型变量Plate_Size表示盘子里的水果数量，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，Plate_Size是爸爸和妈妈进行放水果的私有信号量。(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，其中orange是儿子的私有变量，apple是女儿的私有变量，盘子中的总水果数是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自动调用；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自动调用。(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。3.2模块说明3.2.1主函数用一个随机的函数产生0—5的6个整数，即i=rand()%6，分别对应六个进程的调用，调用的次数可以通过修改K值来实现，for(k=0;k10;k++)，本程序共产生了10次随机的调用进程。3.2.26个进程函数爸爸向盘子中放一个苹果操作：Father()妈妈向盘子中放一个橘子操作：Mother()4儿子1从盘子取一个橘子操作：Son1()儿子2从盘子取一个橘子操作：Son2()女儿1从盘子取一个橘子操作：Daugther1()女儿2从盘子取一个橘子操作：Daugther2()3.2.3Print函数用于输出盘子中苹果和橘子的个数，水果总个数及哪些进程处于等待状态。3.3各模块的算法流程图3．3．1放水果操作A、爸爸放苹果进程的操作流程图：Father操作：Plate_Size=2否否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5B、妈妈放橘子进程的操作流程图Mother操作：Plate_Size=2否否Son1或Son2处于等待状态是按等待先后顺序调用Son1或Son2操作是Mather进程处于等待状态Mather进程调用：orange+1Plate_Size+1,Print()函数调用返回63．3．2取水果操作儿子1取橘子的操作流程图Soni操作：Plate_Size=0否否Mother处于等待状态是调用Mother操作是Soni进程处于等待状态Soni进程调用：orange-1Plate_Size-1,Print()函数调用返回7女儿i取苹果的操作流程图3.4P、V原语的描述SemaphorePlate_SizSemaphoreappleSemaphoreorangeFather(){While(ture){P(Plate_Siz)P(mutex)父亲向盘子中放进一个苹果V(apple)V(mutex)}Doutheri操作：Plate_Size=0否否Father处于等待状态是调用Father操作是Dautheri进程处于等待状态Doutheri进程调用：apple-1Plate_Size-1,Print()函数调用返回8}Mother(){While(ture){P(Plate_Siz)P(mutex)母亲向盘子中放进一个桔子V(orange)V(mutex)}}Son(i){While(ture){P(Plate_Siz)P(mutex)P(apple)儿子从盘子中走一个桔子V(orange)V(mutex)}}Daugther(i){While(ture){P(Plate_Siz)P(mutex)女儿从盘子中走一个苹果V(apple)V(mutex)}}4.开发平台及程序清单的主要部分4.1开发平台（1）使