东北大学操作系统实验2

操作系统实验报告

实验名称

班 级 学 号 姓 名

实验二：

进程同步和通信——生产者和消费

者问题模拟

物联网1201班 20124052 李垠桥

一. 实验目的 这是一个验证型实验。通过对给出的程序进行验证、修改，进一步加深理解进程的概念，了解同步和通信的过程，掌握进程通信和同步的机制，特别是利用缓冲区进行同步和通信的过程。通过补充新功能，加强对知识的灵活运用，培养创新能力。 二. 实验内容及要求 1. 实验内容 所给程序模拟两个进程，即生产者（producer）进程和消费者(Consumer)进程工作。生产者每次产生一个数据，送入缓冲区中。消费者每次从缓冲区中取走一个数据，如图1所示。

图形 1 程序模型

2. 实验要求 (1) 调试、运行给出的程序，从操作系统原理的角度验证程序的正确性。 (2) 发现并修改程序中的原理性错误或不完善的地方。 (3) 鼓励在程序中增加新的功能。完成基本。 (4) 在程序中适当地加入注释。 (5) 认真进行预习，阅读原程序，发现其中的原理性错误，完成预习报告。 (6) 实验完成后，要认真总结，完成实验报告。 三. 程序流程图

1. 窗口载入函数 (Form1_Load)：

2. 更新等待队列显示的timer函数 (runningTimer_Tick)

3. 更新等待队列的timer函数(waitingQueueTimer_Tick)

START

Mutex等待队列非空 TRUE

FALSE

Mutex等待队列 显示框置空

FOR

TRUE显示Mutex等待队列 中的元素 FALSE

Full等待队列非空 TRUE

FALSE Full等待队列 显示框置空

FOR TRUE显示Full等待队列 中的元素 FALSE

Empty等待队列非空

FALSE

TRUE

Empty等待队 列显示框置空

FOR TRUE 显示Empty等待队列 中的元素 FALSE

END

注：由于程序较大，故只绘制核心功能的流程图。

四. 程序源代码、文档注释及文字说明 1. 程序语言：c# 2. 源代码： (1)设置界面

using System;

using System.Collections.Generic; using ponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Linq; using System.Text;

using System.Threading.Tasks; using System.Windows.Forms;

namespace 生产者消费者问题 {

public partial class set : Form {

public static int bufferSize=0; public static int producerNum = 0; public static int consumerNum = 0; public set() {

InitializeComponent(); }

private void yesButton_Click(object sender, EventArgs e) { try {

bufferSize = int.Parse(bufferSizeTextbox.Text); producerNum = int.Parse(producerNumTextBox.Text); consumerNum = int.Parse(consumerNumTextBox.Text); } catch {

MessageBox.Show("ERROR：键入错误！"); Application.Exit(); }

if (producerNum + consumerNum <= 15) {

Form1 mainForm = new Form1(); this.Hide();

mainForm.Show(); } else {

MessageBox.Show("ERROR：最大支持的生产者消费者人数和为15！"); set set1 = new set(); set1.Show(); this.Hide(); } } } }

(2)运行界面

using System;

using System.Collections.Generic; using ponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Linq; using System.Text;

using System.Threading.Tasks; using System.Windows.Forms; using System.Collections;

namespace 生产者消费者问题 {

public partial class Form1 : Form {

public static Queue waitingFQueue = new Queue(); public static Queue readyFQueue = new Queue(); public static Queue waitingEQueue = new Queue(); public static Queue readyEQueue = new Queue(); public static Queue waitingMQueue = new Queue(); public static Queue readyMQueue = new Queue(); public static int mutex = 1; public static int full; public static int empty; public static int bufferSize; public static bool[] bufferArray; public static int producerNum; public static int consumerNum; producerProgress[] producerArray; consumerProgress[] consumerArray; public static string resultChoice = "";

public const int progressMax = 15; public Form1() {

InitializeComponent(); }

public class progress {

public string name = "";

public bool runOrready = true;//是否处于运行或就绪 public int step = 1;//运行到第几步 public bool nextStep() {

step++; step=step%7; return true; }

public bool mP(ref int semaphore) {

semaphore--; if (semaphore < 0) {

waitingMQueue.Enqueue(this); runOrready = false; }

return true; }

public bool mV(ref int semaphore) {

semaphore++; if (semaphore <= 0) {

progress temp = (progress)waitingMQueue.Dequeue(); readyMQueue.Enqueue(temp); temp.runOrready = true; }

return true; }

public bool fP(ref int semaphore) {

semaphore--; if (semaphore < 0) {

waitingFQueue.Enqueue(this);

runOrready = false; }

return true; }

public bool fV(ref int semaphore) {

semaphore++; if (semaphore <= 0) {

progress temp = (progress)waitingFQueue.Dequeue(); readyFQueue.Enqueue(temp); temp.runOrready = true; }

return true; }

public bool eP(ref int semaphore) {

semaphore--; if (semaphore < 0) {

waitingEQueue.Enqueue(this); runOrready = false; }

return true; }

public bool eV(ref int semaphore) {

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