操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)——司機(jī)與售票員

1、<p><b>　　《操作系統(tǒng)》</b></p><p>　　題 目： 司機(jī)與售票員 </p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　

2、作者姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2013年12月28日</p><p>　　目 錄</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)思想1</b></p><p><b&

3、gt;　　1.1設(shè)計(jì)目的1</b></p><p><b>　　1.2需求分析1</b></p><p><b>　　二、概要設(shè)計(jì)1</b></p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容1</p><p>　　2.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及模塊說明2</p><p>　　2

4、.3開發(fā)環(huán)境與工具2</p><p><b>　　三、程序代碼3</b></p><p><b>　　四、運(yùn)行結(jié)果9</b></p><p><b>　　五、心得體會(huì)10</b></p><p><b>　　六、參考文獻(xiàn)10</b></p&

5、gt;<p><b>　　一、設(shè)計(jì)思想</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　掌握信號(hào)的使用方法和PV 操作的定義，掌握使用PV 操作實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間同步和互斥的方法，加深對(duì)進(jìn)程同步互斥概念的理解。</p><p><b>　　1.2需求分析</b>

6、</p><p>　　本程序的功能是模擬公車的司機(jī)和售票員的開門以及行車的過程，其實(shí)也就是一個(gè)典型的進(jìn)程同步互斥問題，其中主要的兩點(diǎn)是</p><p>　　1、司機(jī)開車的時(shí)候，售票員不能開門，（這里體現(xiàn)的是進(jìn)程的互斥問題）車停之后，由司機(jī)通知售票員開門（這里體現(xiàn)的是進(jìn)程的同步問題）；</p><p>　　2、車門開著的時(shí)候，司機(jī)不能開車，等售票員把車門關(guān)上之后，由售

7、票員通知司機(jī)開車。</p><p><b>　　二、概要設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　創(chuàng)建兩個(gè)進(jìn)程模擬售票員和汽車司機(jī)的同步行為，具體設(shè)計(jì)內(nèi)容：司機(jī)的活動(dòng)：?jiǎn)?dòng)車輛，正常行車，到站停車。售票員活動(dòng)：關(guān)車門，售票，開車門。當(dāng)發(fā)車時(shí)間到，售票員關(guān)好車門后，司機(jī)才能啟動(dòng)車輛

8、，售票員才開始售票。當(dāng)?shù)秸緯r(shí)，司機(jī)停穩(wěn)車后，售票員才能打開車門，車上乘客先下車，然后站牌乘客上車。</p><p>　　司機(jī)與售票員要協(xié)同工作:一方面只有售票員把門關(guān)好之后司機(jī)才可開車，因此售票員關(guān)好門之后要通知司機(jī)開車，然后售票；另一方面，也只有司機(jī)把車停下之后售票員才能開門讓乘客下車和上車，因此，此時(shí)司機(jī)應(yīng)通知售票員。汽車當(dāng)前正在始發(fā)站停車讓乘客讓乘客上車，因此，必須設(shè)置一定的信號(hào)量來實(shí)現(xiàn)他們之間的同步問題。

9、</p><p>　　2.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及模塊說明</p><p>　　本程序的設(shè)計(jì)原理比較簡(jiǎn)單，就是兩大部分，一是司機(jī)的行車操作過程，另一個(gè)是售票員的開車門和關(guān)車門（以及售票，本程序不討論售票過程）的過程。</p><p>　　把司機(jī)與售票員的信號(hào)量設(shè)置為全局變量，并把客車上的人數(shù)：現(xiàn)在人數(shù)、下車人數(shù)、上車人數(shù)設(shè)置為全局變量；設(shè)置司機(jī)與售票員各自的線程?？紤]到第一站和

10、最后一站的問題，應(yīng)單獨(dú)處理，故在各自的線程中分情況討論：</p><p>　　由于下車的人數(shù)是隨機(jī)的，設(shè)計(jì)時(shí)考慮到了人數(shù)可能會(huì)超過客車的最大上限的問題。具體的思路是下面的圖示。</p><p>　　（a）司機(jī)的工作流程 （b）售票員的工作流程</p><p>　　2.3開發(fā)環(huán)境與工具</p><p>　　系統(tǒng)平臺(tái)：Windows

11、7</p><p><b>　　實(shí)現(xiàn)語言：C++</b></p><p>　　開發(fā)工具：VC++6.0</p><p><b>　　三、程序代碼</b></p><p>　　#include<stdlib.h></p><p>　　#include<stdi

12、o.h></p><p>　　#include<windows.h></p><p>　　#include<time.h></p><p>　　#define Total_num 50 //客車的最大容量 </p><p>　　#define Total_stop 4 //總的站數(shù) <

13、;/p><p><b>　　//全局變量 </b></p><p>　　int Recent_num=0; //某一時(shí)刻的客車上的人數(shù) </p><p>　　int Get_on_num; //上車的人數(shù) </p><p>　　int Get_off_num; //

14、下車的人數(shù) </p><p>　　int stop=1; //客車到達(dá)路線的站數(shù) </p><p>　　HANDLE Semaphore_driver; //Driver的信號(hào)量 </p><p>　　HANDLE Semaphore_conductor;//Conductor的信號(hào)量 </p><p>　　

15、//產(chǎn)生一定范圍的隨機(jī)數(shù)，可避免下面程序的判斷是否超出客車的最大容量問題 </p><p>　　int Get_random(int min,int max)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int a;</b></p><p>　　srand((int)time

16、(0));</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　a=rand()%(Total_num+1);</p><p>　　if(a>=min && a<=max)</p><p&g

17、t;<b>　　return a;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//Driver的線程 </p><p>　　DWORD WINAPI Thread_Driver(LPVOID Driver) &l

18、t;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(stop<=Total_num)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(stop==Total_stop)</p><p><b>　　{</b>&l

19、t;/p><p>　　WaitForSingleObject(Semaphore_driver,INFINITE);</p><p>　　printf("終點(diǎn)站到了\n");</p><p>　　printf("最后乘客：%d名\n",Recent_num); </p><p>　　ReleaseSemap

20、hore(Semaphore_conductor,1,NULL);</p><p>　　return 0; </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>

21、;　　if(stop==1) printf("第%d站出發(fā)\n啟動(dòng)車輛\n",stop);</p><p>　　else printf("第%d站到了\n",stop);</p><p>　　if(stop!=1) printf("到站停車\n");</p><p>　　ReleaseSemaphore(S

22、emaphore_conductor,1,NULL);// 增加信號(hào)量</p><p>　　WaitForSingleObject(Semaphore_driver,INFINITE);</p><p>　　printf("正常行車\n");</p><p>　　ReleaseSemaphore(Semaphore_conductor,1,NUL

23、L);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　Sleep(1000);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　return 0;</b></p><p><b>　　} </b>

24、;</p><p>　　//Conductor的線程 </p><p>　　DWORD WINAPI Thread_Conductor(LPVOID Conductor) </p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><

25、;p><b>　　{</b></p><p>　　if(stop<Total_stop)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　WaitForSingleObject(Semaphore_conductor,INFINITE);</p><p>　　if(stop=

26、=1)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Get_on_num=Get_random(0,Total_num-Recent_num);</p><p>　　printf("有%d名乘客上車\n",Get_on_num); </p><p>　　Recent_num+=Get_

27、on_num; </p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　else </b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("開車門\n");</p><p>　　Ge

28、t_off_num=Get_random(0,Recent_num);</p><p>　　printf("有%d名乘客下車\n",Get_off_num,stop);</p><p>　　Sleep(1000);//避免了時(shí)間的問題帶來的不是隨機(jī)數(shù)的現(xiàn)象 </p><p>　　Recent_num-=Get_off_num;</p>

29、<p>　　Get_on_num=Get_random(0,Total_num-Recent_num);</p><p>　　printf("有%d名乘客上車\n",Get_on_num,stop); </p><p>　　Recent_num+=Get_on_num;</p><p><b>　　}</b>&

30、lt;/p><p>　　printf("此時(shí)乘客：%d名\n",Recent_num); </p><p>　　printf("關(guān)車門\n");</p><p>　　ReleaseSemaphore(Semaphore_driver,1,NULL);</p><p>　　WaitForSingleObjec

31、t(Semaphore_conductor,INFINITE);</p><p>　　printf("售票\n"); </p><p>　　printf("\n\n\n\n");</p><p><b>　　stop++;</b></p><p><b>　　}</

32、b></p><p>　　if(stop==Total_stop){</p><p>　　ReleaseSemaphore(Semaphore_driver,1,NULL);</p><p>　　WaitForSingleObject(Semaphore_conductor,INFINITE);</p><p>　　printf(&qu

33、ot;開車門\n");</p><p>　　printf("所有乘客下車\n");</p><p><b>　　return 0;</b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　Sleep(1000); </p><p&

34、gt;<b>　　}</b></p><p><b>　　return 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//主函數(shù) </p><p>　　int main()</p><p><b>　　{&l

35、t;/b></p><p>　　HANDLE Driver;</p><p>　　HANDLE Conductor; </p><p>　　Semaphore_driver=CreateSemaphore(NULL,0,1,"semaphore_driver"); //創(chuàng)建Driver的信號(hào)量 </p>&l

36、t;p>　　Semaphore_conductor=CreateSemaphore(NULL,0,1,"semaphore_conductor");//創(chuàng)建Conductor的信號(hào)量 </p><p>　　Driver=CreateThread(NULL,0,Thread_Driver,&Driver,0,NULL); //創(chuàng)建Driver的線程</p&

37、gt;<p>　　Conductor=CreateThread(NULL,0,Thread_Conductor,&Conductor,0,NULL); //創(chuàng)建Conductor的線程 </p><p>　　CloseHandle(Driver); //關(guān)閉Driver的線程 </p><

38、;p>　　CloseHandle(Conductor);//關(guān)閉Conductor的線程 </p><p>　　//GetLastError();</p><p><b>　　while(1);</b></p><p>　　system("pause");</p><p><b>　　

39、return 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　四、運(yùn)行結(jié)果</b></p><p><b>　　五、心得體會(huì)</b></p><p>　　1、因?yàn)樗緳C(jī)與售票員是兩條單獨(dú)處理的線程。程序先對(duì)司機(jī)的線程進(jìn)行設(shè)計(jì)，接著再進(jìn)

40、行售票員的線程設(shè)計(jì)。因?yàn)閮烧呤切枰嗷f(xié)調(diào)，又先后順序的，所以編起程序來比較復(fù)雜，而且很亂，尤其對(duì)于第一次接觸的我們而言。</p><p>　　2、上下車的人數(shù)是隨機(jī)的，所以要使程序能夠判斷所出現(xiàn)的隨機(jī)數(shù)在汽車可以承載的最大容量之內(nèi)。</p><p>　　3、C++語言基礎(chǔ)不是很好，所以編起程序來比較費(fèi)力，這種設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)對(duì)于我們而言還是有一定的難度的，所以部分程序是參照網(wǎng)上的類似程序。&

41、lt;/p><p><b>　　六、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》 西安電子科技大學(xué)出版社 </p><p>　　《操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教程》清華大學(xué)出版社</p><p>　　《操作系統(tǒng)原理與實(shí)踐教程》清華大學(xué)出版社</p><p>　　《Windows 操作系統(tǒng)核心編程實(shí)驗(yàn)教程》