北理工操作系统读者.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑北理工操作系统读者 测验二：读者写者问题 班级： 学号： 姓名： 测验二：读者写者问题 一、测验目的 1. 通过编写和调试程序以加深对进程、线程管理方案的理解； 2. 熟谙Windows多线程程序设计方法； 二、测验要求 在Windows环境下，创造一个操纵台进程，此进程包含n个线程用这n个线程来表示n个读者或写者每个线程按相应测试数据文件（后面介绍）的要求举行读写操作用信号量机制分别实现读者优先和写者优先问题 读者-写者问题的读写操作限制（包括读者优先和写者优先） 1） 写-写互斥：不能有两个写者同时举行写操作 2） 读-写互斥：不能同时有一个线程在读，而另一个线程在写 3） 读-读允许：可以有一个或多个读者在读 读者优先的附加限制：假设读者申请举行读操作时已有另一个读者正在举行读操作，那么该读者可直接开头读操作 运行结果显示要求：要求在每个线程创造、发出读写申请、开头读写操作和终止读写操作时分别显示一行提示信息，以确定全体处理都遵守相应的读写操作限制。

测试数据文件包括 n行测试数据，分别描述创造的n个线程是读者还是写者，以及读写操作的开头时间和持续时间每行测试数据包括四个字段，每个字段间用空格分隔第1个字段为正整数，表示线程的序号第2个字段表示线程的角色，R表示读者，W表示写者第3个字段为一个正数，表示读写开头时间：线程创造后，延迟相应时间（单位为秒）后发出对共享资源的读写申请第4个字段为一个正数，表示读写操作的延迟时间当线程读写申请告成后，开头对共享资源举行读写操作，该操作持续相应时间后终止，释放该资源 下面是一个测试数据文件的例子(在记事本手工录入数据)： 1 R 3 5 2 W 4 5 3 R 5 2 4 R 6 5 5 W 5.1 3 三、测验环境 硬件设备：个人计算机 系统软件：windows操作系统，Visual C++6.0编译环境 四、测验原理 所谓读者写者问题，可以这样的描述，有一群写者和一群读者，写者在写同一本书，读者也在读这本书，多个读者可以同时读这本书，但是，只能有一个写者在写书，并且，读者比写者优先，也就是说，读者和写者同时提出苦求时，读者优先当读者提出苦求时需要有一个互斥操作，另外，需要有一个信号量S来当前是否可操作。

信号量机制是支持多道程序的并发操作系统设计中解决资源共享时进程间的同步与互斥的重要机制，而读者写者那么是这一机制的一个经典范例 与记录型信号量解决读者—写者问题不同，信号量机制它增加了一个限制，即最多允许RN个读者同时读为此，又引入了一个信号量L,并赋予初值为RN，通过执行wait（L,1,1）操作，来操纵读者的数目，每当有一个读者进入时，就要执行wait（L,1,1）操作，使L的值减1当有RN个读者进入读后，L便减为0，第RN+1 个读者要进入读时，必然会因wait（L,1,1）操作失败而堵塞对利用信号量来解决读者—写者问题的描述如下： Var RN integer;L,mx:semaphore: =RN,1； Begin Parbegin Reader :begin Repeat Swait（L,1,1）; Swait（mx,1,0）; Perform reader operation; Ssignal(L,1); Until false; End Writer ：begin Repeat Swait(mx ,1,1,l,RN,0); Perform writer operation; Ssignal(mx,1); Until false; End Parend End 其中，Swait（mx,1,0）语句起着开关作用，只要无Writer进程进入些，mx=1，reader进程就都可以进入读。

但是要一旦有Writer进程进入写时，其MX=0，那么任何reader进程就都无法进入读Swait(mx ,1,1,l,RN,0)语句表示仅当既无Write进程在写（mx=1），又无reader进程在读（L=RN）时，writer进程才能进入临界区写 将全体的读者和全体的写者分别放进两个等待队列中，当读允许时就让读者队列释放一个或多个读者，当写允许时，释放第一个写者操作读者写者问题的定义如下：有一个大量进程共享的数据区，这个数据区可以是一个文件或者主存的一块空间；有一些只读取这个数据区的进程（Reader）和一些只往数据区写数据的进程(Writer)，此外还需要得志以下条件： 1)任意多个读进程可以同时读这个文件； 2) 一次只有一个写进程可以往文件中写； 3）假设一个写进程正在举行操作，遏止任何读进程度文件 程序由三片面组成： 1.读者模块：包括系统调用接口，读者活动描述主程序系统接口主要功能是通过管道向父进程发送系统调用命令，并读取父进程送来的返回值 2.写者模块：包括系统调用接口，写者活动描述主程序读者-写者活动程序根据临界资源的共享，互斥原那么编制 3.主控模块：主控模块实现系统初始化系统调用命令接收与解释执行，系统调用功能的实现（包括信号量机制），及读者-写者活动过程记录与显示。

五、测验结果 使用的测试文件如下： 1 R 3 5 2 W 4 5 3 R 5 2 4 R 6 5 5 W 5.1 3 读者优先：按时间依次，进程1发送读苦求，并进入读文件2发送写苦求，读写互斥，不能举行写操作3发送读苦求，并开头读5发送写苦求，同进程24发送读苦求，并开头读按时间依次，进程1,3,4先后完成读操作，2开头写操作，写操作不能同时举行，2完成写操作后，5才能开头写操作 写着优先：按时间依次，进程1发送读苦求，并进入读文件2发送写苦求，读写互斥，不能举行写操作，3发送读苦求，5发送写苦求，4发送读苦求1完成读苦求后，由于写者优先，2举行写操作，并且其他操作不能举行2完成写操作后，5举行写操作完成后按依次先后同时举行3，4读操作 六、感想体会 七、测验代码 — 6 —。