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操作系统进程管理演示系统开发(生产者消费者)学士学位论文.doc
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操作系统进程管理演示系统开发(生产者消费者)学士学位论文.doc
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本 科 生 毕 业 设 计(论文)
( 2008 届)
工程技术系
题 目: 操作系统进程管理演示系统开发(生产
者-消费者)
学生姓名:
学 号:
专业名称:
班 级:
指导教师 姓名:
系(部): 信息工程学院
职称: 副教授
2008 年 5 月 16 日
浙江林学院天目学院本科生毕业设计(论文)
II
操作系统进程管理演示系统的研究与实现
摘要:操作系统是计算机专业最重要的基础课程之一,其中同步问题是最难的部分。本
文通过分析操作系统进程同步与互斥的问题,然后利用 P,V 操作实现进程同步与互斥,并
利用该算法设计了生产者-消费者模拟演示系统。通过该演示系统展现进程的管理(生产者-
消费者)可以用于操作系统的教学中。
关键词:生产者-消费者问题;进程;同步;互斥
浙江林学院天目学院本科生毕业设计(论文)
III
Research and Implementation of Process Management
System Demonstration
Abstract: Computer operating system is one of the most important basic courses, and
synchronization is one of the most difficult part. This paper will analyze the process of the
operating system simultaneously with the problem of mutual exclusion, and then using P, V
synchronization achieving the operation about the process of mutually exclusive, and using the
algorithm design of the producers - consumers mock demonstration system. Through the
demonstration system about the process of management (producers - consumers) can be used for
the teaching of the operating system.
Key words: producers; consumers; the process of synchronization,;mutex
浙江林学院天目学院本科生毕业设计(论文)
IV
目录
1 引言................................................................................................................................................1
1.1 选题的意义.......................................................................................................................1
1.1.1 开发系统的背景....................................................................................................1
1.1.2 开发系统的目的................................................................................................1
1.1.3 开发系统的意义....................................................................................................2
1.2 P,V 操作的简介................................................................................................................2
1.2.1 P,V 操作的介绍.....................................................................................................2
1.2.2 进程同步的实现....................................................................................................3
1.2.3 进程互斥的实现....................................................................................................3
1.3 生产者-消费者问题的描述 .............................................................................................3
1.3.1 问题的描述............................................................................................................4
1.3.2 模型分析................................................................................................................4
2 系统需求分析................................................................................................................................7
2.1 任务概述...........................................................................................................................7
2.1.1 目标........................................................................................................................7
2.1.2 运行环境................................................................................................................7
2.1.3 编程工具................................................................................................................7
2.2 演示系统的分析...............................................................................................................7
2.2.1 功能需求分析........................................................................................................7
2.2.2 系统功能模块划分................................................................................................7
2.2.3 系统流程分析........................................................................................................7
3 系统实现....................................................................................................................................10
3.1 程序结构.........................................................................................................................10
3.1.1 生产者模拟函数代码..........................................................................................10
3.1.2 消费者模拟函数代码..........................................................................................11
3.2 MFC 界面的设计 ...........................................................................................................12
3.2.1 MFC 的介绍 ........................................................................................................12
3.2.2 MFC 界面效果 ....................................................................................................14
3.3 系统功能的实现.............................................................................................................17
4 系统演示..................................................................................................................................19
4.1 系统演示的准备.............................................................................................................19
4.2 系统演示的效果.............................................................................................................19
4.2.1 单生产者-单消费者模拟效果 ............................................................................19
4.2.2 多生产者-多消费者模拟效果 ............................................................................20
4.3 系统演示结论.................................................................................................................22
5 总结............................................................................................................................................23
浙江林学院天目学院本科生毕业设计(论文)
1
1 引言
1.1 选题的意义
操作系统(简称OS-operating system)是高等教育计算机应用专业教学计划中一门重
要的专业基础课程。众所周知,计算机是各种信息系统的核心,CPU被喻为计算机系统的心
脏,OS 被喻为计算机系统的大脑,是用户与计算机系统打交道的环境界面,心脏和大脑的
紧密配合,才使计算机系统成为电子时代、信息社会无所不在的基础设施
[1]
。
OS是在计算机原理与数据结构的基础上的一门提高性课程,是了解和掌握计算机应用系
统的基础。其任务是了解操作系统的基本概念,理解计算机系统的资源(软件资源和硬件资
源)如何组织,OS 如何有效地管理这些系统资源,用户如何通过OS与计算机系统打交道。
通过学习OS可以进一步理解在计算机系统上运行的其他各类OS并懂得在OS支持下建立自己
的应用系统,因此OS是计算机应用的基础
[2]
。
进程同步包括进程的互斥和进程的同步两个方面,是操作系统管理共享资源的一种手段.
也是操作系统学习中的难点。操作系统教学中有最经典的四个同步、互斥问题为: 生产者
——消费者问题、哲学家进餐问题、理发师在空闲中的睡眠问题、读者——作者问题, 深入
地分析和理解这些问题, 对全面掌握同步、互斥问题大有益处,对学校操作系统这门课也有
很重要的意义。
1.1.1 开发系统的背景
有关操作系统的教材大多注重理论,而绝大多数学习者一生都不可能参于操作系统的研
究工作,他们需要的是对理论的理解和对实用系统的灵活应用。进程同步与互斥的实现是操
作系统中的重点内容,也是学习的难点部分。
生产者-消费者问题是经典同步问题之一,不但在操作系统中很重要, 而且在分布式应用
开发、实时数据库管理系统、CIMS 网络工程中都会遇到。但是以往人们只能从原理上加以
理解, 没有直观的认识, 因而无法实际使用它。在现代操作系统UNIX、Windows 多进程环境
下,我们将利用C语言实现多个生产者-消费者可视化同步运行。
1.1.2 开发系统的目的
操作系统是计算机学科中的一门重要课程。对于学习者来说, 进程的同步与互斥问题是个
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