生产者消费者问题以及银行家算法

1、武汉工程大学计算机科学与工程学院综合设计报告设计名称：操作系统综合设计设计题目：进程同步与死锁学生学号：专业班级：学生姓名：学生成绩：指导教师（职称）：完成时间：14年2月17日至14年2月28日武汉工程大学计算机科学与工程学院 制说明：1、报告中的第一、二、三项由指导教师在综合设计开始前填写并发给每个 学生；四、五两项（中英文摘要）由学生在完成综合设计后填写。2、学生成绩由指导教师根据学生的设计情况给出各项分值及总评成绩。3、指导教师评语一栏由指导教师就学生在整个综合设计期间的表现、设计 完成情况、报告的质量及答辩等方面，给出客观、全面的评价。4、所有学生必须参加综合设计的答辩环节。凡不参加答辩者，其成绩一律按不及格处理。答辩小组成员应由2 人及以上教师组成。5、报告正文字数一般应不少于 5000 字，也可由指导教师根据本门综合设 计的情况另行规定。6、平时表现成绩低于6 分的学生，其综合设计成绩按不及格处理。7、此表格式为武汉工程大学计算机科学与工程学院提供的基本格式（适用 于学院各类综合设计），各教研室可根据本门综合设计的特点及内容做 适当的调整，并上报学院批准。答辩记录表学生姓

2、名：学号：班级：答辩地点：答辩内容记录：答辩成绩合计 分值各项 分值评分标准实际 得分合计 得分备注2510在规定时间内能就所设计的内容 进行阐述，言简意明，重点突出， 论点正确，条理清晰。15在规定时间内能准确、完整、流 利地回答教师所提出的问题。答辩小组成员（签字）：2014年2月28 日成绩评定表学生姓名：学号：班级：类别合计 分值各项 分值评分标准实际 得分合计 得分备注平时 表现1010按时参加综合设计，无旷课、迟到、早退、 违反实验室纪律等情况。完成情况3020按设计任务书的要求完成了全部任务，能完 整演示其设计内容，符合要求。10能对其设计内容进行详细、完整的介绍，并 能就指导教师提出的问题进行正确的回答。报告质量3510报告文字通顺，内容翔实，论述充分、完整， 立论正确，结构严谨合理；报告字数符合相 关要求，工整规范，整齐划一。5课题背景介绍清楚，综述分析充分。5设计方案合理、可行，论证严谨，逻辑性强， 具有说服力。5符号统一；图表完备、符合规范要求。5能对整个设计过程进行全面的总结，得出有 价值的结论或结果。5参考文献数量在3篇以上，格式符合要求， 在正文中正确引用。

3、答辩 情况2510在规定时间内能就所设计的内容进行阐述， 言简意明，重点突出，论点正确，条理清晰。15在规定时间内能准确、完整、流利地回答教 师所提出的问题。总评成绩指导教师评语指导教师：（签字）日期：2014年2月28日一、综合设计目的、条件、任务和内容要求：操作系统在计算机科学中是一门核心专业基础课，涉及较多硬件和软件知识。 在计算机软、硬件课程的设置上，它起着承上启下的作用。其特点是概念多、较抽象、 涉及的知识面广。操作系统综合设计是计算机科学与技术专业学生的一门实践课程，是学习完 操作系统课程后的课程设计，本课程的教学目的是，通过学习，使学生了解计算机操 作系统的发展特点；理解操作系统的基本概念、组成和各部分的功能；掌握计算机操 作系统设计的基本原理和方法；理解常见操作系统的结构原理并能熟练使用。进程同步与死锁课题，要求学生熟悉Windows中的线程及进程的创建，掌握 利用Windows中的同步机制实现线程同步，掌握用银行家算法进行死锁的避免。培养 学生的抽象思维能力、逻辑推理能力和形式化思维方法，增强分析问题和解决问题的 能力。设计任务和内容要求：实现生产者消费者问题，利用银

4、行家算法实现进程的死锁 避免。、进度安排：第1周(2.17-2.18)：学生熟悉课题的任务和要求，查阅相关文献和资料，并做 好编码准备第1周(2.19-2.21):程序编码、调试第2周(2.24-2.27):程序编码、调试和测试，书写报告第2周(2.28)：答辩、检查、验收、递交设计报告三、应收集资料及主要参考文献：应收集的资料：面向对象程序设计思想和方法高级程序设计语言参考手册操作系统、软件工程方面参考书籍主要参考文献：1 汤子瀛等计算机操作系统M.西安：西安电子科技大学出版社，2007.2.2 刘斌，王忠面向对象程序设计Visual C+M.北京：清华大学出版社，2008.3 姬涛,周启生.计算机程序设计M.北京：中国传媒大学出版社,2010.263-284.4 C Traps and Pitfalls .C陷阱与缺陷M.北京：人民邮电出版社,2008.22-36.四、摘要：为了提高资源利用率和系统吞吐量，操作系统引入并发程序设计技术，程序的执 行不再是顺序的，封闭的。在多个进程并发运行的过程中，进程之间可能产生相互制 约的关系，即竞争和协作。为了协调各进程有序正确的进行，就需要各

5、进程间能相互 通信。如果各进程之间不加以来控制，就会产生错误，如与时间有关的错误等。这就 需要考虑进程之间的同步和互斥等问题。操作系统中经典的“生产者一消费者”问题 正反映了进程并发执行的这种关系。在避免死锁的方法中，所施加的限制条件较弱， 有可能获得令人满意的系统性能。在该方法中把系统的状态分为安全状态和不安全状 态，只要能使系统始终都处于安全状态，便可以避免发生死锁。银行家算法的基本思 想是分配资源之前，判断系统是否是安全的;若是，才分配。本课程设计所完成的就是对 “生产者一消费者”问题的模拟，以及对银行家死锁避免算法设计。本系统根据操作 系统中并发进程、临界区、同步和互斥等基本概念及理论进行设计。关键词：进程；生产者；消费者；银行家；避免五、Abstract：In order to improve resource utilization and throughput of the system, operating system introducing concurrent programming techniques, the execution of the program

6、 is no longer a sequential, closed. In the process of multiple concurrent processes running, the interaction relationship between processes is possible, competition and cooperation. In order to coordinate the process orderly correctly, you need to communicate between processes. If the control has not the process, you will generate an error, such as time related errors. Problems which need consideration of process synchronization and mutual exclusion between etc. Operating system in the classic p

7、roducer - consumer problem is a reflection of the process of the concurrent execution of this relationship. Avoid deadlock in the method, the restrictions imposed by the weaker conditions, can obtain satisfactory system performance. The state of the system is divided into security status and insecurity in the method, as long as the system can always be in a safe state, can avoid deadlock. The basic idea is to allocate resources bankers algorithm, determine whether the system is safe; if, to assi

8、gn. This course is designed to have achieved is to producer - consumer simulation problems, and to avoid deadlock of bankers algorithm design. This system is designed based on the concept of concurrent operating system process, the critical region, synchronization and mutex and theory.Keywords : process; producer; consumers; bankers; avoid目录摘 要 II Abstract . I 第一章课题背景. 11.1 课题背景 .11.2 课题目的 . 11.3 课题意义 . 11.4 应解决的问题 . 2 第二章 设计简介及设计方案论述 . 32.1 设计简介 .32.2 设计方案论述.3 第三章 详细设计. 53.1 界面设计及流程.53.2 主要函数功能及说明.5 第四章 设计结果及分析. .8 4.1 程序调试. .84.2 程序测试.9 总 结 . . 13 致 谢 . . 14 参考文献 .

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