综合性设计性实验报告专业：软件工程班级：*** 组别： ***——***学年第 2 学期课程名称Unix高级编程指导教师***Weibo昵称：年年有余事事顺利本组成员学号姓名实验地点逸夫楼A实验时间***-06-08实验类型实践课实验名称银行排队叫号模拟系统实验环境： VMware虚拟机实验内容：编程实现一个“银行排队模拟系统”1)该程序模拟客户到银行取号-排队-被叫号-被服务的过程；2)程序执行流程如下：Step1: 客户到达银行，并从取号机取号；Step2: 如果大厅中有空闲座位，则座下等待，否则，在大厅外等待；Step3: 银行职员如果发现有客户等待，则依次叫号服务，否则休息；Step4: step1-step4重复执行3)大厅中座椅数量为20个；4)服务窗口为2个；5)“客户到来”通过命令行输入客户名字模拟；6)为了模拟实际情况，每个客户服务时间不小于20秒，可随机确定；7)程序顺序列出不同窗口服务客户的：名称，窗口号，服务时间2、提示1)需一个主控进程，随时监控客户到来，并为之创建进程；2)取号机应视为互斥型临界资源3)座椅应视为临界资源4)客户等待及被叫号应视为进程间同步过程实验目的与要求：掌握常用IPC方法能够应用IPC方法解决实际编程问题设计思路：（设计原理、设计方案及流程等）设计原理：“银行排队模拟系统”由于进程之间通信需要进行相应进程通信机制实现，进程通信机制很多，比如信号量、管道、消息队列、套接字等通过我们组的讨论决定用信号量机制的函数来实现，因此通过我们组的讨论决定以这样的方式来进行设计：通过信号量机制<signal.h>创建子进程fork()的过程来实现设计方案：主控进程即服务进程需完成以下任务：1.创建信号量集，并为之初始化2.监督客户的到来（实时循环）3.客户输入名字后，为客户创建子进程。
4.子进程进行相关操作。
实现与主进程的同步。
5.服务进程等待有人（p操作）(P(S3))p成功，显示窗口信息6.服务进程叫号（v操作）(V(S4))7.v成功，则进行服务子进程完成的操作：1.取号（因互斥有对取号的互斥信号量S1初值1）2.申请椅子（有资源信号量S2 初值20）（P(S2)）3.唤醒柜员（告知柜员有人故有同步信号量S3,初值为0) (V(S3))4.等待叫号（故有同步信号量S4,初值为0，S3，S4实现父子进程的同步） (P(S4))5.4通过，输出客户名字5.4通过，则释放椅子（V(S2)）8.显示服务时间（不少于20s）程序流程：Step1: 客户到达银行，并从取号机取号；Step2: 如果大厅中有空闲座位，则座下等待，否则，在大厅外等待；Step3: 银行职员如果发现有客户等待，则依次叫号服务，否则休息；Step4: step1-step4重复执行大厅中座椅数量为20个；服务窗口为2个；“客户到来”通过命令行输入客户名字模拟；为了模拟实际情况，每个客户服务时间不小于20秒，可随机确定；程序顺序列出不同窗口服务客户的：名称，窗口号，服务时间提示：需一个主控进程，随时监控客户到来，并为之创建进程；取号机应视为互斥型临界资源座椅应视为临界资源客户等待及被叫号应视为进程间同步过程关键技术分析：1）使用信号量机制-int crt_sig(key_t key,int nsems)2）创建一个子进程 pid_t crt_child()3）使用消息队列-int msg_stat(int msqid,structmsqid_ds msg_info)4）使用sem-op函数来设置程序的申请与释放，sem_op>0对应相应进程要释放sem_op数目的共享资源；sem_op=0可以用于对共享资源是否已用完的测试； sem_op<0相当于进程要申请-sem_op个共享资源5）利用函数void srand()和rand（）来获取系统的服务时间等实验步骤：编写程序：源代码为：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<string.h>#include<sys/types.h>#include<sys/ipc.h>#include<sys/wait.h>#include<time.h>#include<sys/sem.h>#include<signal.h>#include<errno.h>#define N_SEC 20static union semun{int val;struct semid_ds *buf;unsigned short * array;struct seminfo *__buf;}arg;int BeginWaiter(int sems,int num) {int id=-1;if(!(id=fork()))//child{while(1){struct sembuf op={2,-1,0};if(-1==semop(sems,&op,1))exit(0);op.sem_num=3;op.sem_op=1;if(-1==semop(sems,&op,1))exit(0);///serviceint random=1+(int)(20.0*rand()/(RAND_MAX*1.0));printf("\n********\n%d is on duty,serve time=%d\n***********\n",num,20+random);sleep(10+random);}}elsereturn id;}int main(int argc, char *argv[]){printf("parent id=%d\n",getpid());int sems=semget(IPC_PRIVATE,5,0666);union semun arg;unsigned short init_v[5]={1,20,0,0,0};arg.array=init_v;semctl(sems,0,SETALL,arg);char custom[100]="";////////////////////////srand(0);int s1=BeginWaiter(sems,0);int s2=BeginWaiter(sems,1);printf("Waiters are:%d,%d",s1,s2);//////////////while(1){printf("Welcome!please input you name:");scanf("%s",custom);if(!strcmp(custom,"exit")){semctl(sems,0,IPC_RMID,arg);kill(SIGKILL,s1);kill(SIGKILL,s2);exit(0);}if(!fork())//child{struct sembuf ops={0,-1,0};semop(sems,&ops,1);//p mutex,alternativeops.sem_num=4,ops.sem_op=1;semop(sems,&ops/*(struct sembuf*)&{4,1,0}*/,1);//get ticketops.sem_num=0;ops.sem_op=1;semop(sems,&ops/*(struct sembuf*)&{0,1,0}*/,1);//V mutex.alternative/////////////////////ops.sem_num=1;ops.sem_op=-1;semop(sems,&ops/*(struct sembuf*)&{1,-1,0}*/,1);//compete for seatint seats=semctl(sems,1,GETVAL,arg);printf("\nThere are %d seates remained\n",seats);////////////////ops.sem_num=2;ops.sem_op=1;semop(sems,&ops/*(struct sembuf*)&{2,1,0}*/,1);//wake waiter upops.sem_num=3;ops.sem_op=-1;semop(sems,&ops/*(struct sembuf*)&{3,-1,0}*/,1);//wait for called forops.sem_num=1;ops.sem_op=1;semop(sems,&ops/*(struct sembuf*)&{1,1,0}*/,1);//release seat;//get serviceprintf("\n**********\ncustom:%s\n**************\n",custom);exit(0);}}}运行结果如下：实验分析：明确题意 ----要求的是编写小程序，非传统意义上的系统。
![银行排队模型[1]](https://img.taocdn.com/s1/m/f211b04de45c3b3567ec8b80.png)
