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1、操作系统课程设计 2002370106 刘学良1操作系统课程设计一、题目.2二、设计部分.22.1 基本原理.22.2 算法实现.22.3 整体框图.32.4 局部框图.4三、结果：.7四、遇到的主要问题.11五、代码实现：.12六、总结.21操作系统课程设计 2002370106 刘学良2一、题目编程模拟多进程之间的同步与互斥。二、设计部分2.1 基本原理虽然进程具有异步特性，但系统中的各进程并不是彼此孤立的。由于种种原因，它们之间常常相互作用并存在某种依赖或相互制约的关系。为完成同一任务而相互合作的进程称为伙伴进程。伙伴进程在执行过程中往往需要互通消息或相互等待。例如，甲进程运行到某点时，
2、要求乙进程为它提供信息，在未得到这一信息时，甲进程阻塞自己直到接受到消息。进程间的这种协同关系称为进程的同步。同步多发生在相互有逻辑关系的同组进程之间。而互斥既可在在同组也可在不同组的进程间存在，因为或许进程间本无关系，只是在竞争资源时由于资源的原因而产生了联系。所以广义的看，互斥是一种特殊的同步。2.2 算法实现通过用一个整形变量的数值来模拟存在的资源个数，让进程在访问资源的过程中体现进程间的同步与互斥。具体思路如下（开发工具：Delphi 7.0）：我们可以通过线程来模拟存在的多个进程。在 delphi7.0 中，过程synchronize(procedure s)就可以用来管理多个线程之
3、间的同步。参数 s 是一个过程名。执行 synchronize 的时候，将参数 s 插入其消息队列中，然后依次调用，从而实现多线程之间的同步。设计中可以用线程来模拟进程对多个资源的访问。当某个进程要申请一个资源时，将资源数减 1，若其值小于 0 则表示有进程在等待资源（就体现了进程在使用资源过程中的互斥操作） 。用 sleep(times)来模拟进程的使用资源；之后，释放资源，将资源数加 1。若资源数小于 0 ，则唤醒一个等待的进程（体现了进程间的同步操作） ，分配资源。通过进程的重复申请资源，来模拟唤醒功能。用到的主要函数：1、 主进程部分功能部分：（1）根据线程的请求分配资源：将该资源分配
4、给申请线程，同时显示一下分配情况；如果值小于 0，则表示等待分配资源状态；调功能（3）显示状态信息；（2）根据线程的请求释放资源：如果进程使用资源结束，则将资源数加 1,若操作系统课程设计 2002370106 刘学良3小于 0，则唤醒一个等待的进程，并调功能（3）显示状态信息；（3）显示状态：如当前的状态，临界区资源的个数等；数据部分：（1）要创建线程的名称列表（线程的名字不能相同） ；（2）用一个整形变量来模拟临界区资源的个数；2、 子线程部分功能部分：（1）申请资源：向主线程申请资源，如果成功，进入资源并利用，如果不成功，循环等待并 SLEEP，重试 n 次后仍没有资源可利用，线程终止（
5、以免死锁）并报错误信息（2）模拟使用：申请得资源后，随机使用一段时间（3）申请释放；释放资源要向主进程提供申请，如果成功，那么停止，如果不成功，循环等待并 SLEEP，如果重试 n 次后仍然无法释放资源，则报错误信息并终止；数据部分：（1）线程的名称，由线程创建时由主线程指定；（2）运行时间，等待时间，重试次数，由创建的指定；（3）休眠时间：如果申请不到资源或不能申请退出等待的时间（4）显示的信息列表：显示的信息有线程名，运行时间，重试次数，现在状态等情况操作系统课程设计 2002370106 刘学良42.3 整体框图创建进程并 运行调用过程 create(),创建 线程，并填 写相关的信 息
6、调用过程 execute(),运 行线程申请资源 Synchronize (wantsource)2.4 局部框图释放资源 Synchronize (donwantsou rce)操作系统课程设计 2002370106 刘学良5调用过程 create(),并 填写相关 信息定义 Tthread 的派生类 TDemoProce dure； 并调用过程 TDemoProce dure.create()判断模拟进 程名是否唯 一将基本信息 （模拟进程 名等）填入 信息列表 lvinfo 中调用过程 execute(),运行线程K:=0Repeat Synchronize(wantsource)isw
7、antsourcetrueFalseSleep(waittime)UntilKretrytimebreakInc(k)kretrytimetrueFalseSynchronize(wantsourceok)Synchronize(self.showerror)Self.terminate;exitSleep(times)I:=0RepeatSynchronize(donwantsource)isdonwantsourceTrueFalseUntiliretrytimeBreaksleep(waitTime);Inc(i);操作系统课程设计 2002370106 刘学良6iretrytimeTr
8、ueFalsesynchronize(self.ShowErrorEx);self.Terminate;synchronize(donWantSourceOk);synchronize(EndThisRun);过程 Wantsource()/申请资源过程 donwantsource()/释放资源strToint(edtuse.text)-1 0，则意味着已经该进程在重试申请资源，此时不再执行资源个数减 1 的操作了。2、 当 Tedit 控件中的内容为空时，使用函数 strtoint（） ，将 Tedit 控件中的内容转换为整形则会出错，所以在这个属性中默认一个初值 0，这样就可以解决这个问题
9、了。操作系统课程设计 2002370106 刘学良12五、代码实现：unit uMain;interfaceusesWindows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,Dialogs, ExtCtrls, StdCtrls, ComCtrls, Buttons, Spin;typeTMain = class(TForm)GroupBox1: TGroupBox;lbox: TListBox;Panel1: TPanel;StatusBar1: TStatusBar;GroupBox3: TGroup
10、Box;GroupBox4: TGroupBox;Label3: TLabel;Label4: TLabel;btnCreate: TBitBtn;edtName: TEdit;Label5: TLabel;Label6: TLabel;GroupBox5: TGroupBox;Label8: TLabel;edtSource: TEdit;edtUse: TEdit;Label9: TLabel;lvInfo: TListView;Splitter1: TSplitter;Label2: TLabel;Label7: TLabel;Label10: TLabel;CheckBox1: TCh
11、eckBox;edtWaitTime: TEdit;操作系统课程设计 2002370106 刘学良13edtTimes: TEdit;edtRetry: TEdit;procedure btnCreateClick(Sender: TObject);private Private declarations publicprocedure AddInfoTolvinfo(index: integer; s: string);procedure AddInfo(s: string); Public declarations end;TDemoProcedure = class(TThread)pu
12、blicListIndex: integer;strName: string;WaitTime, RetryTime, Times: Integer;isWantSource: boolean; /申请资源标志isDonotWantSource: boolean; /释放资源标志constructor Create();private Private declarations protectedprocedure Execute; override;procedure WantSource;procedure Wantsourceok;procedure donWantSource;procedure donWantsourceOK;procedure EndThisRun;procedure ShowError;procedure ShowErrorEx; /释放资源被锁定，强制释放以防死锁end;操作系统课程设计
