操作系统实验er(4)

实验四 操作系统中的经典线程同步问题

一、实验目的

1、加深对线程的理解、掌握Windows中线程的操作。 2、掌握死锁产生的原因。

3、掌握信号量、互斥量、事件、临界区等同步对象的使用。

二、实验理论基础及教材对应关系

1、进程和线程的关系。 2、线程间的同步和通信。

3、本实验内容主要对应于教材第2章中关于线程的各节、第3章中关于死锁的各节。

三、实验内容与步骤

1、运行实验程序“Reader_Writer.exe”，出现如下界面：

2、交替点击“创建读者线程”和“创建写者线程”按钮，出现如下界面：

3、观察第二步的实验现象，多次试验，可总结为：

(1)、当有“读者”的绿灯亮时，其余的“读者”灯的状态

是 、其余的“写者”灯的状态是 。

(2)、当有“写者”的绿灯亮时，其余的“写者”灯的状态是 、其余的“读者”灯的状态是 。 这说明“读者”间的关系是 、“读者”之间的关系是 、“读者－写者”之间的关系是 。（填相容、互斥） 4、打开工程文件“Reader_Writer”，查找下列函数的用法：

(1) AfxBeginThread()；创建线程。ResumeThread()；让线程恢复运行。 (2) CreateMutex()；创建互斥量。ReleaseMutex()；删除互斥量。 (3) CreateSemaphore()；创建信号量。ReleaseSemaphore()删除信号量。 (4) WaitForSingleObject()；等待同步对象。 (5) CloseHandle()；关闭内核对象的句柄。

5、运行“Dining.exe”应用程序，观察线程间“死锁”时的状态。

6、创建一个“Console”应用程序，在main()函数中创建4个线程，线程的工作就是向屏幕输出几个字符后，就自己结束掉。

四、实验材料的提交与成绩评定

1、本实验的实验报告一份（电子版或纸质版一份，具体形式由任课教师确定，格式参考学院统一实验报告）

2、实验源程序一份，请表明题号（电子版）

备注：做下一次实验之时提交上一次实验的材料，由各班学习委员以班为单位收集并上交任课教师。

3、实验成绩总分为10分，由指导老师根据学生实验表现和实验材料进行评定，本门课程结束后实验平均成绩（实验总成绩/实验次数）按照10％的比例记入期末考试总成绩。

实验五 死锁避免—银行家算法的实现

一、实验目的

1、掌握死锁产生的原因和必要条件。 2、掌握银行家算法的实现

二、实验理论基础及教材对应关系

1、处理机调度与死锁。

2、死锁的产生与预防。 3、银行家算法。

三、实验内容与步骤

1、创建C语言工程项目，按照教材上的有关说明，定义相应的数据结构。 int AllocMatrix[5][4] // 已经分配资源矩阵 int RequestMatrix[5][4] // 需求矩阵 int AvailResource[4] // 可用资源向量 int TryProcess[5] // 尝试序列 2、给各个数据结构设定合适的初始值。

按照教材课后习题22的内容给上述数据结构设定初始值。 如：int AllocMatrix[5][4]={ {0,0,3,2}, {1,0,0,0}, {1,3,5,4}, {0,3,3,2}, {0,0,1,4}

};

// 已经分配资源矩阵

注意：步骤1、2可同时进行，即利用C语言中的定义变量就可同时初始化的方式进行数值初设。

3、依据银行家算法的描述依次进行资源的试探性分配，直至成功或失败，成功则说明当前状态是安全的；失败后，还应该将资源回到初始状态，并进行另一次试探；只有所有的试探都失败了，才能说明当前状态是不安全的。

通常，这种试探性算法采用递归的方法是很合适的，程序也是很简洁的。 代码片段：

if( AvailResource[0] >= RequestMatrix[k][0] && AvailResource[1] >= RequestMatrix[k][1] && AvailResource[2] >= RequestMatrix[k][2]

for(int i=0;i<4;i++)

int SearchSecurity(int level) //递归函数 {

if(level == 4){ } else{ }

……

SearchSecurity(level+1); // 有条件递归调用自己

……

AvailResource[i] -= AllocMatrix[k][i];

// 恢复资源

&& AvailResource[3] >= RequestMatrix[k][3])//若资源能使进程ProcessID结束

} 其余由大家自行完成。

四、实验材料的提交与成绩评定

1、本实验的实验报告一份（电子版或纸质版一份，具体形式由任课教师确定，格式参考学院统一实验报告）

2、实验源程序一份，请表明题号（电子版）

备注：做下一次实验之时提交上一次实验的材料，由各班学习委员以班为单位收集并上交任课教师。

3、实验成绩总分为10分，由指导老师根据学生实验表现和实验材料进行评定，本门课程结束后实验平均成绩（实验总成绩/实验次数）按照10％的比例记入期末考试总成绩。