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1、课程设计任务书学院信息学院专业计算机科学与技术学生姓名学号!题目读者与写者问题（进程同步问题）内容及要求：内容：读者与写者问题（进程同步问题）实验目的：了解进程同步的概念，理解信号量机制的原理，掌握信号量解决同步 问题的方法，进而学会进程的同步与互斥。#设计要求：编程模拟教材中讨论读者与写者的问题，要求能显示结果。任务交付：1程序源代码；2课程设计论文及电子文档。学院院长（签字）：年 月日年 月日目录一、课程设计目的及要求1二、相关知识1三、题目分析2四、概要设计4五、代码及流程5六、运行结果11七、设计心得12八、参考文献12、课程设计目的及要求读者与写者问题（进程同步问题）用n个线程来表示
2、n个读者或写者。每个线程按相应测试数据文件的要求，进行读写 操作。请用信号量机制分别实现读者优先和写者优先的读者-写者问题。读者-写者问题的读写操作限制：1）写-写互斥；2）读-写互斥；3）读-读允许；写者优先的附加限制：如果一个读者申请进行读操作时已有另一写者在等待访问共享资 源，则该读者必须等到没有写者处于等待状态后才能开始读操作。二、相关知识Windows API:在本实验中涉及的API有：1线程控制：CreateThread完成线程创建，在调用进程的地址空间上创建一个线程，以执行指定的 函数；它的返回值为所创建线程的句柄。HANDLE CreateThread（LPSECURITY_A
3、TTRIBUTES lpThreadAttributes,何一个读者运行时，都现在 rfirst 上加1,然后判定他是否取值为1如果是1,则做P（wrt）,否则不做。（3）判定是否是第一个写者原理同（2）判定是否为第一个读者。（4）写者优先问题的解决需要用到的如下的信号量和变量rsem：初值为1的互斥信号量，在至少有一个写者准备访问数据时就不允许随后来的读者访 问数据wserm：初值为1的互斥信号量，之后有一个写者访问数据时其他写者和读者就被阻止对数 据的访问ReadMutex：创建写者的互斥信号量，初值为1Wri te Mu tex：创建读者的互斥信号量，初值为1z：初值为1的互斥信号量，在
4、至少有一个写着准备访问数据、且后面已经来一个读者时再 来的读者将在这个信号量上等待rifrrst：读者计数变量，初值为0wfirst：写者计数变量，初值为0P(ReadMutex); rfirst=rfirst+1; if(rfirst=1) P(wsem);写者优先的PV原语:reader(i)：P(z);P(rsem);V(ReadMutex);V(rsem);V(z); 读取所需数据; P(ReadMutex);rfirst=rfirst-1; if(rfirst=0)V(wsem);V(ReadMutex);Writer():P(WriteMutex); wfirst=wfirst+1
5、;if(wfirst=1)P(rsem); V(WritedMutex); P(wsem); 改写所需数据; V(wsem); P(WriteMutex); wfirst=wfirst-1; if(wfirst=0)V(rsem); V(WriteMutex);读者写者（5）读者优先 与写者优先算法相反，有一个读者优先的算法，即只要有读者在读数据，写者被拒绝在 临界区外面，如果有源源不断的写者来，但是只要写者不是第一个，那么写者将会永远被拒 绝在临界区外面。wr t：初值为1的互斥信号量，只要有一个写者访问数据，则其他写者和读者就要被阻止 对数据的访问。mutex:保证读者互斥操作first的
6、信号量，初值为1first :读者计数变量，初值为0读者优先的PV原语:write()：P(wrt);对数据进行修改V(wrt);read()：P(mutex); first = first+1; if(first = 1)P(wrt);V(mutex); 读取所需数据 P(mutex);first = first+1;if(first = 0)V(wrt);V(mutex);四、概要设计（1）控制流程用CheckPersonLis t（PersonLis ts）函数检查PersonLis ts中是否有为创建的进程（读 写者）。如果有则创建相应的读写线程（2）创建读写者用 bool Crea
7、teReader（in t St ar tTime,in t WorkTime）函数创建读者写者相应的线程， 其 中 由windows提 供 的 函 数 为CreateThread（NULL,0,ReaderProc,（LPV0ID）pPerson,0,&dwThreadID）；返回的是 DWORD 型 变量。在Crea teReader（in t St ar tTime,in t WorkTime）中还会初始化相应的读写者的基本信 息，例如何时申请数据何时读数据何时关闭线程等等。（3）读写者进程 参见图读者-写者的完整流程图。（4）同步与互斥WaitForSingleObject （信号量名
8、字,infinite）和 ReleaseSemaphore（信号量名 字，1,null）用于实现同步于互斥，执行WaitForSingleObject（信号量名字，infinite）信号 量相应的信号量减1,执行ReleaseSemaphore（信号量名字，1,null）恢复1。五、代码及流程.n,pPerson-ID);WaitForSingleObject(rsem,INFINITE);.n,pPerson-ID); WaitForSingleObject(ReadMutex,INFINITE);.n,pPerson-ID); while(CurrentTime StartTime + p
9、Person-WorkTime) .n,pPerson-ID); WaitForSingleObject(WriteMutex,INFINITE);.n,pPerson-ID); while(CurrentTime StartTime + pPerson-WorkTime) 当前时间=1：当前时间=2 =当前时间-3：当前时问=4 =当前时间=5：读者1读者1读者1写者1读者2读苕1写者1写者2由请谆数扌艮申请成功正在谆数扌艮 正在由请写数扌居- 由请谆数扌启 旗完数据退出正在写数- 正在由请写数扌居-m_m -m_m. I.1.1 u -UU H -UU _1_L_目目.目目 当当当当当前时
10、间 当前时间 当前时问 当前时间 当前时间If 21311121314当前时间=15：-m. -n- .1.1 寸寸 _H日 前前 当当写者2 读者2 2 -j/- n 读洁2读苕3I臥右3写完数据退出 由请成功 止在读教扌后-由请谆数需. 由请成功 正在谆数拆-1617B B前前当当_m -m.1B1?十七 J-L读苕3険完数据退出十，七 n读苕2旗完数据退出械工业出版社，20042 美Abraham Silberschatz, Peter Baer Galvin, Greg Gagne 著.郑扣根 译.操作 系统概念（第六版）. 北京：高等教育出版社，20043 陈向群，向勇等.Windows操作系统原理（第二版）.北京：机械工业出版社，2004.
