操作系统课程设计报告之和尚喝水 孟衡

学院：专业：

课程设计报告

课程名称：操作系统课程设计

设计题目：进程同步P、V操作模拟—和尚喝水

管理工程学院 信息管理与信息系统

组别：第组

学生姓名:孟衡学号:1141807103 指导教师:张正伟

目录

1需求分析 .................................................................................................. 3 1.1需求概述 ....................................................................................... 3 1.2需求设计 ....................................................................................... 3 2功能设计 .................................................................................................. 4 2.1 实现方案 ...................................................................................... 4 2.2模块说明 ....................................................................................... 5 2.3 操作的流程图 .............................................................................. 6 3开发环境及源程序的主要部分 ............................................................. 7 3.1开发环境 ....................................................................................... 8 3.2源程序............................................................................................ 9 4测试用例，测试过程及情况分析 ....................................................... 10 4.1测试用例 ..................................................................................... 13 4.2测试过程及情况分析 ................................................................. 14 5心得体会 ................................................................................................ 15

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进程P、V操作模拟设计

——和尚喝水

1需求分析

1.1需求概述

一个寺庙里有小老和尚若干，有一口水井由小和尚挑水入缸给老和尚饮用。水缸可以装10桶水，水取自同一口井，水井口较窄，每次只可容纳一只桶取水，寺庙里一共有3只水桶，每次倒入取用缸中水的量均为1桶，且二者不可同时进行。用P，V操作实现老和尚、小和尚、取水、用水喝水的同步进程控制，水缸水量用semaphore表示，水桶用pail表示，水缸容量用empty表示。

1.2需求设计

以上问题是进程同步的模拟，可以把井中取水、倒水入缸、用水喝水的过程可以看作是一个个进程的操作，这些进程是互斥的，同时也存在一定的同步关系。通过实际编程时来看，就是随机调用其中一个进程的操作，而这些进程的操作相当于程序中的函数调用。而计算机在执行的每一个时刻只能执行一个操作，这就默认了互斥。还有同步模拟是实现函数调用的前提关系，即先决条件。所以这样进程同步模拟就完全能够通过函数的调用来实现。

具体每一个操作对应的函数变量关系： 水井取水：semaphore

小和尚准备取水：mutex1=1

水缸喝水：empty

老和尚用桶喝水mutex2=1 水缸初始量：full=0（最大值10）

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水桶数量：pail=3

2功能设计

2.1 实现方案

(1)用一个变量full表示没水，初始值为0，当取水时full加1，用水时full减1。变量full=10是最大值，当值为10时表示水缸已经满，此时若进行装水操作，则将处于等待状态；为0时表示水缸无水，此时若进行用水喝水操作，则操作将处于等待状态。

(2)变量mutex1和mutex2分别表示小和尚取水和老和尚喝水，初始都为1，semaphore=mutex1+mutex2。

(3)用6个bool型的变量full_lag，semaphore_lag，mutex1_lag，mutex2_lag empty_lag，psil_lag表示六个进程是否处于等待状态。处于等待时，变量值为true。

(4)若取水、喝水的进程同时处于等待状态时，用水的操作将自动执行等待取水的操作，执行按等待的先后顺序；若水缸满了、桶全用去喝水了的进程同时候处于等待状态时，取水的操作将自动执行等待喝水的操作，按等待的先后顺序进行。

(5)用一个随机的函数产生0—5的6个整数，分别对应六个进程的调用。

2.2模块说明

2.2.1 main函数

用一个随机的函数产生0—5的6个整数，分别对应六个进程的调用，调用时程序

自动输入，本程序共产生了10次随机的调用进程。 ．2.2.2 6个进程函数

水井取水：semaphore

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