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1、操作系统课程设计专业： 计算机科学与技术 班级： 学 号姓 名成绩题目名称： 信号量的操作 完成日期： 2011年12月22日 目录第一章 概述21实验目的22、开发平台及实验环境：33、实验要求3第二章 设计需求31信号量的概念32信号量的分类43信号量于PV操作的关系4第三章 实例分析51设计思想53运行结果截图104总结11参考文献12第一章 概述1实验目的了解信号量机制，了解并掌握进程同步和互斥机制，熟悉信号量的操作函数，利用信号量实现对共享资源的控制。2、开发平台及实验环境：系统平台：windows环境实现语言：C+语言开发工具：Microsoft Visual C+ 6.03、实验
2、要求通过对windows系统的内核同步对象mutexes和semaphores的使用来实现进程同步的控制。利用CreateSemaphore、WaitForSingleObject等函数检测内核同步对象的状态。第二章 设计需求1信号量的概念信号量(Semaphore)，有时被称为信号灯，是在多线程环境下使用的一种设施，是可以用来保证两个或多个关键代码段不被并发调用。在进入一个关键代码段之前，线程必须获取一个信号量；一旦该关键代码段完成了，那么该线程必须释放信号量。其它想进入该关键代码段的线程必须等待直到第一个线程释放信号量。为了完成这个过程，需要创建一个信号量VI，然后将Acquire Sem
3、aphore VI以及Release Semaphore VI分别放置在每个关键代码段的首末端。确认这些信号量VI引用的是初始创建的信号量。2信号量的分类信号量按其用途分为两种： （1）公用信号量：初值常常为1，用来实现进程间的互斥。相关进程均可对其执行P、V操作。 （2） 私有信号量：初值常常为可用资源数，多用来实现进程同步。拥有该信号量的一类进程可以对其执行P操作，而另一类进程可以对其执行V操作，多用于并发进程的同步。信号量按照取值可以分为两种：（1） 二元信号量： 仅允许取0和1，主要用于解决进程互斥；（2） 一般信号量（计数信号量）：允许取任意整数值，主要用于解决进程同步问题。3信号量
4、于PV操作的关系P 操作信号量的值减一如果满足if条件，执行了P操作的进程会挂起，P操作语句之后的语句都不会再执行。被挂起的进程，除非另一个进程调用V()来唤醒它，否则永远不会执行。V 操作信号量的值加一如果满足if条件，执行V操作的进程会去唤醒另一个正在等待的进程（被挂起的进程）。执行V操作的进程不会自愿停止， V操作后面的语句会接着执行被唤醒的进程只是进入了就绪队列，并不一定有机会马上被执行被唤醒的进程，从挂起点接着执行，也就是P操作之后的语句第三章 实例分析1设计思想假设某个饭店有一公共厕所，但是不分男女，老板规定，当有男生上厕所时，其他男生可以进去，女生不能进入，有女生先进去的时候其他
5、女生可以进去，男生不能进入2. 程序代码#include #include #define THREADCOUNT 40HANDLE ghEvent; int iCurrentBoy = 0;int iCurrentgirl = 0;DWORD WINAPI BoyWereWCing( LPVOID );DWORD WINAPI girlWereWCing( LPVOID );void main() HANDLE aThreadTHREADCOUNT; DWORD ThreadID; int i; / Create a mutex with no initial owner ghEvent =
6、 CreateEvent( NULL, / default security attributes FALSE, / be Manual Reset TRUE, / initially not owned NULL); / unnamed mutex if (ghEvent = NULL) printf(CreateEvent error: %dn, GetLastError(); return; / Create worker threads for( i=0; i THREADCOUNT; i+=2 ) aThreadi = CreateThread( NULL, / default se
7、curity attributes 0, / default stack size (LPTHREAD_START_ROUTINE) BoyWereWCing, NULL, / no thread function arguments 0, / default creation flags &ThreadID); / receive thread identifier if( aThreadi = NULL ) printf(CreateThread error: %dn, GetLastError(); return; aThreadi+1 = CreateThread( NULL, / d
8、efault security attributes 0, / default stack size (LPTHREAD_START_ROUTINE) girlWereWCing, NULL, / no thread function arguments 0, / default creation flags &ThreadID); / receive thread identifier if( aThreadi+1 = NULL ) printf(CreateThread error: %dn, GetLastError(); return; / Wait for all threads t
9、o terminate WaitForMultipleObjects(THREADCOUNT, aThread, TRUE, INFINITE); / Close thread and mutex handles for( i=0; i THREADCOUNT; i+ ) CloseHandle(aThreadi); CloseHandle(ghEvent);DWORD WINAPI BoyWereWCing( LPVOID lpParam ) DWORD dwWaitResult; if( iCurrentBoy = 0 ) dwWaitResult = WaitForSingleObjec
10、t( ghEvent, / handle to mutex INFINITE); / no time-out interval iCurrentBoy+; else dwWaitResult = WAIT_OBJECT_0; iCurrentBoy+; switch (dwWaitResult) / The thread got ownership of the mutex case WAIT_OBJECT_0: _try / TODO: was bathing printf(Boy Were WCing.n); iCurrentBoy-; _finally / Release ownersh
11、ip of the mutex object if(iCurrentBoy = 0) if (! SetEvent(ghEvent) / Deal with error. break; / The thread got ownership of an abandoned mutex case WAIT_ABANDONED: return FALSE; return TRUE; DWORD WINAPI girlWereWCing( LPVOID lpParam ) DWORD dwWaitResult; if( iCurrentgirl = 0 ) dwWaitResult = WaitFor
12、SingleObject( ghEvent, / handle to mutex INFINITE); / no time-out interval iCurrentgirl+; else dwWaitResult = WAIT_OBJECT_0; iCurrentgirl+; switch (dwWaitResult) / The thread got ownership of the mutex case WAIT_OBJECT_0: _try / TODO: was bathing printf(girl Were WCing.n); iCurrentgirl-; _finally /
13、Release ownership of the mutex object if(iCurrentgirl = 0) if (! SetEvent(ghEvent) / Deal with error. break; / The thread got ownership of an abandoned mutex case WAIT_ABANDONED: return FALSE; return TRUE; 3运行结果截图4总结刚刚看到课程设计的内容与要求时，不禁有点无从下手的感觉。经过一番思考后，才决定选择设计“进程机制与并发程序设计Windows下生产者与消费者的问题实现”这部分。设计这部
14、分不仅仅需要用到C/C+编程，还需要编写相关的PV原语。由于自己的PV原语部分和C/C+编程学的不是很好，因此对我来说有点难。于是我就积极利用书本上的知识来编写PV原语，C/C+编程是参考书上的指点以及网络资源编写出来的。不懂得地方查资料、上网找、问问其他同学，最后终于慢慢的把课程设计做出来了。通过这次课程设计，才感觉到自己还是平时动手少 ，要经常动手去做实验才能真正学到东西。尤其是一些C/C+编程和PV原语的编写更需要平时多加练习才能学好用好。特别是C/C+编程在遇到语法有多处错误时，不能急，要冷静下来慢慢修改，知道程序正确。虽然是自己独立做的课程设计，但是其中还是有很多不懂的东西是问同学的，因此了解到学习不是单独的，应该是相互交流相互学习的。参考文献1、计算机网络操作系统原理与应用 孔宪军 吕滨（本学期教科书）2、网络操作系统课程设计计划书 陈卫老师3、C程序设计（第三版） 谭浩强
