发布时间 : 星期日 文章操作系统实验题目及实验报告要求 - 图文更新完毕开始阅读a671c7375a8102d276a22f1e
//发送信号，把信号量的数值加1，此处相当于对信号量进行V操作 sem_op.sem_num=0; sem_op.sem_op=1; sem_op.sem_flg=0;
semop(sem_set_id,&sem_op,1); }
//子进程写文件
void do_child_loop(int sem_set_id,char *file_name){ pid_t pid=getpid(); int i,j;
for(i=0;i<3;i++){
update_file(sem_set_id,file_name,pid); for(j=0;j<4000000;j++); } }
int main(int argc,char **argv) {
int sem_set_id; //信号量集的ID
union semun sem_val; //信号量的数值，用于semctl() int child_pid; int i; int rc;
// 建立信号量集，ID是250，其中只有一个信号量 sem_set_id=semget(SEM_ID,1,IPC_CREAT|0600); if(sem_set_id==-1){
perror(\ exit(1); }
//把第一个信号量的数值设置为1 sem_val.val=1;
rc=semctl(sem_set_id,0,SETVAL,sem_val); if(rc==-1) {
perror(\ exit(1); }
//建立一些子进程，使它们可以同时以竞争的方式访问信号量 for(i=0;i perror(\ case 0: //子进程 do_child_loop(sem_set_id,FILE_NAME); exit(0); default: //父进程接着运行 break; } } //等待子进程结束 for(i=0;i printf(\ fflush(stdout); return 0; } 2．模拟PV操作同步机构，且用PV操作解决生产者——消费者问题。 模拟PV操作同步机构，且用PV操作解决生产者——消费者问题。 [提示]： (1) PV操作同步机构，由P操作原语和V操作原语组成，它们的定义如下： P操作原语P(s)：将信号量s减去1，若结果小于0，则执行原语的进程被置成等待信号量s的状态。 V操作原语V(s)：将信号量s加1，若结果不大于0，则释放一个等待信号量s的进程。 这两条原语是如下的两个过程： procedure p (var s: semaphore); begin s:=s-1; if s<0 then W(s) end {p} procedure v (var s: semaphore); begin s: =s+1; if s<=0 then R(s) end {V} 其中W(s)表示将调用过程的进程置为等待信号量s的状态；R(s)表示释放一个等待信号量s的进程。 在系统初始化时应把semaphore定义为某个类型，为简单起见，在模拟实验中可把上述的semaphore直接改成integer。 （2）生产者——消费者问题。 假定有一个生产者和消费者，生产者每次生产一件产品，并把生产的产品存入共享缓冲器以供消费者取走使用。消费者每次从缓冲器内取出一件产品去消费。禁止生产者将产品放入已满的缓冲器内，禁止消费者从空缓冲器内取产品。假定缓冲器内可同时存放10件产品。那么，用PV操作来实现生产者和消费者之间的同步，生产者和消费者两个进程的程序如下： B:array [0..9] of products; s1,s2: semaphore; IN, out; integer; IN:=0;out:=0; cobegin procedure producer; c: products; begin L1: produce (c); p (s1); B[IN]:=C; IN:=(IN+1)mod 10; v(s2); goto L1 end; procedure consumer; x: products; begin L2:P(s2); x:=B[out]; out:=(out+1) mod 10; v(s1); consume(x); goto L2 end; coend 其中的semaphore和products是预先定义的两个类型，在模拟实现中semaphore用integer或char等代替。 （3）进程控制块PCB。 为了纪录进程执行时的情况，以及进程让出处理器后的状态，断点等信息，每个进程都有一个进程控制块PCB。在模拟实验中，假设进程控制块的结构如图4-1。其中进程的状态有：运行态、就绪态、等待态和完成态。当进程处于等待态时，在进程控制块PCB中要说明进程等待原因（在模拟实验中进程等待原因为等待信号量s1或s2）；当进程处于等待态或就绪态时，PCB中保留了断点信息，一旦进程再度占有处理器则就从断点位置继续运行；当进程处于完成状态，表示进程执行结束。 进程名 状态 等待原因 断点 图4-1 进程控制块结构 （4）处理器的模拟。 计算机硬件提供了一组机器指令，处理器的主要职责是解释执行机器指令。为了模拟生产者和消费者进程的并发执行，我们必须模拟一组指令和处理器职能。 模拟的一组指令见图4-2，其中每条指令的功能由一个过程来实现。用变量PC来模拟“指令计数器”，假设模拟的指令长度为1，每执行一条模拟指令后，PC加1，指出下一条指令地址。使用模拟的指令，可把生产者和消费者进程的程序表示为图4-3的形式。 定义两个一维数组PA[0..4]和SA[0..4],每一个PA[i]存放生产者程序中的一条模拟指令执行的入口地址；每个SA[i]存放消费者程序中的一条模拟指令执行的入口地址。于是模拟处理器执行一条指令的过程为：取出PC之值，按PA[PC] 或SA[PC]得模拟指令执行的入口地址，将PC之值加1，转向由入口地址确定的相应的过程执行。 （5）程序设计 本实验中的程序由三部分组成：初始化程序、处理器调度程序、模拟处理器指令执行程序。各部分程序的功能及相互间的关系由图4-4至图4-7指出。 模拟的指令 P(s) V(s) put GET produce consume GOTO L NOP 执行P操作原语 执行v操作原语 B[IN]:=product;IN:=(IN+1) mod 10 X:=B[out];out:=(out+1) mod 10 输入一个字符放入C中 打印或显示x中的字符 PC: L 空操作 功能 图4-2 模拟的处理器指令 序号 0 1 2 3 4 生产者程序 produce P(s1) PUT V(s2) goto 0 消费者程序 P(s2) GET V(s1) consume goto 0