Windows操作系统课程设计--进程通信与进程同步机制实践

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1、［题目］进程通信与进程同步机制实践一、说明与要求说明：在Windows环境下，采用系统调用，编程实现读者、写者问题，具体的要求为：一个数据集（如一个文件或记录）为多个并发进程所共享，其中一些进程只要求读该数据集的内容，这些进程称为“读者”，而另一些进程则要求修改该数据集的内容，这些进程称为“写者”。具体要求是：允许多个读者同时读该数据集的内容，但是，若有一个写者在写，则其他读者不能读，若有一个写者在写或有其他读者在读，则其他写者均被拒绝。当一个写者正在写，而有多个读者与写者在等待时，写者应优先唤醒。要求：读者进去读、等待，写者进去写、等待等状态均在屏幕上打印出来。撰写课

2、程设计报告。二、实验环境1．操作系统：Windows20002．参考程序所使用的程序设计语言：VC++三、课程设计报告撰写要求1．内容：课程设计题目、目的、要求，原理及算法，主要数据结构和流程，实验测试结果及结果分析，课程设计总结，源程序清单。2．将设计报告、源程序打包压缩为一个文件，上传到ftp://202.195.168.13的计软07课程设计操作系统课程设计目录中，同时提交纸质报告。四、实验时间安排19周周二----周五、20周周一-周三，每天上午在计算机楼304机房。五、附件是相关资料实验进程同步与互斥一、实验目的1．掌握基本的同步与互斥算法，理解生产者消费者模

3、型。2．学习使用Windows2000/XP中基本的同步对象，掌握相关API的使用方法。3．了解Windows2000/XP中多线程的并发执行机制，实现进程的同步与互斥。二、实验内容及要求1．实验内容以生产者/消费者模型为依据，在Windows2000环境下创建一个控制台进程，在该进程中创建n个线程模拟生产者和消费者，实现进程(线程)的同步与互斥。2．实验要求l学习并理解生产者/消费者模型及其同步/互斥规则；l学习了解Windows同步对象及其特性；l熟悉实验环境，掌握相关API的使用方法；l设计程序，实现生产者/消费者进程(线程)的同步与互斥；l提交实验报告。三、相关

4、知识介绍1．同步对象同步对象是指Windows中用于实现同步与互斥的实体，包括信号量(Semaphore)、互斥量(Mutex)、临界区(CriticalSection)和事件(Events)等。本实验中使用到信号量、互斥量和临界区三个同步对象。同步对象的使用步骤：l创建/初始化同步对象。l请求同步对象，进入临界区(互斥量上锁)。l释放同步对象(互斥量解锁)。这些对象在一个线程中创建，在其他线程中都可以使用，实现同步与互斥。2．相关API的功能及使用我们利用WindowsSDK提供的API编程实现实验题目要求，而VC中包含有WindowsSDK的所有工具和定义。要使用这

5、些API，需要包含堆这些函数进行说明的SDK头文件——最常见的是Windows.h(特殊的API调用还需要包含其他头文件)。下面给出的是本实验使用到的API的功能和使用方法简单介绍。(1)CreateThreadl功能——创建一个在调用进程的地址空间中执行的线程l格式HANDLECreateThread(LPSECURITY_ATTRIBUTESlpThreadAttributes,DWORDdwStackSize,LPTHREAD_START_ROUTINElpStartAddress,LPVOIDlpParamiter,DWORDdwCreationFlags,Lp

6、dwordlpThread);l参数说明lpThreadAttributes——指向一个LPSECURITY_ATTRIBUTES(新线程的安全性描述符)。dwStackSize——定义原始堆栈大小。lpStartAddress——指向使用LPTHRAED_START_ROUTINE类型定义的函数。lpParamiter——定义一个给进程传递参数的指针。dwCreationFlags——定义控制线程创建的附加标志。lpThread——保存线程标志符(32位)(2)CreateMutexl功能——创建一个命名或匿名的互斥量对象l格式HANDLECreateMutex(LP

7、SECURITY_ATTRIBUTESlpMutexAttributes,BOOLbInitialOwner,LPCTSTRlpName);l参数说明lpMutexAttributes——必须取值NULL。bInitialOwner——指示当前线程是否马上拥有该互斥量(即马上加锁)。lpName——互斥量名称。(3)CreateSemaphorel功能——创建一个命名或匿名的信号量对象l格式HANDLECreateSemaphore(LPSECURITY_ATTRIBUTESlpSemaphoreAttributes,LONGlIniti