读者与写者问题课程设计报告
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读者写者实验报告
读者写者问题是指一个共享固定大小缓冲区的进程间通信问题,其中固定大小的缓冲区被多个读者进程和写者进程所共享。
读者进程从缓冲区中读取数据,而写者进程将数据写入缓冲区。
本实验目的是通过使用互斥锁、条件变量和信号量等同步机制,构建一个读者写者问题的解决方案。
实验环境:
- 操作系统:Linux
-编程语言:C语言
实验步骤:
1.创建共享内存缓冲区,用于读者和写者的数据传递。
2.创建互斥锁,用于保护共享内存缓冲区的访问。
3.创建条件变量,用于读者和写者之间的协调。
4.创建读者进程和写者进程,模拟读者写者的并发操作。
5.在读者进程中,通过互斥锁保护共享内存缓冲区,读取数据,并更新计数器。
6.在写者进程中,通过互斥锁保护共享内存缓冲区,写入数据,并更新计数器。
7.使用条件变量实现读者优先或写者优先的策略。
实验结果:
通过实验,我成功实现了读者写者问题的解决方案。
使用互斥锁可以保护共享资源的访问,防止读者和写者同时访问。
使用条件变量可以实现读者优先或写者优先的策略。
实验总结:
通过本次实验,我深入了解了读者写者问题,并且掌握了使用互斥锁、条件变量和信号量等同步机制来解决读者写者问题的方法。
在实现过程中,我遇到了一些困难,例如死锁和竞争条件等问题。
通
过调试和改进代码,我成功解决了这些问题,提高了程序的稳定性和性能。
在以后的工作中,我会更加注重并发编程的实践,提高自己解决问题
的能力。
读者与写者的课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解并掌握阅读与写作的基本概念和技巧。
2. 学生能够识别并分析不同文体的特点,如记叙文、说明文和议论文。
3. 学生能够运用所学知识评价和欣赏文本,理解作者的观点和意图。
技能目标:1. 学生能够运用各种阅读策略,提高阅读理解能力和速度。
2. 学生能够运用写作技巧,进行有逻辑、有结构的文章创作。
3. 学生能够通过小组讨论、同伴互评等方式,提高表达和沟通能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对阅读和写作的兴趣,激发创作潜能。
2. 培养学生合作、探究的学习态度,敢于表达自己的观点和感受。
3. 培养学生尊重他人观点,学会倾听和包容,形成良好的审美观。
课程性质:本课程旨在帮助学生掌握阅读与写作的基本技能,提高语文素养,培养良好的学习习惯和情感态度。
学生特点:六年级学生具有一定的阅读和写作基础,好奇心强,求知欲旺盛,但学习方法、技巧有待提高。
教学要求:结合学生特点,注重启发式教学,以学生为主体,关注个体差异,提高学生的实践能力和创新能力。
通过本课程的学习,使学生具备以下具体学习成果:1. 能够独立阅读并分析不同文体的文章。
2. 能够运用所学技巧进行创意写作,并具备一定的审美能力。
3. 形成主动阅读、乐于分享的学习习惯,具备良好的沟通能力和团队协作精神。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面:1. 阅读理解:- 教材章节:第三单元“阅读与理解”- 内容列举:文章结构分析、作者观点理解、文章主旨归纳、阅读策略运用等。
2. 写作技巧:- 教材章节:第四单元“写作与表达”- 内容列举:记叙文写作技巧、说明文写作技巧、议论文写作技巧、文章构思与布局等。
3. 语文实践:- 教材章节:第五单元“语文实践活动”- 内容列举:小组讨论、同伴互评、创意写作、阅读分享等。
教学安排和进度:第一周:阅读理解(文章结构分析、阅读策略运用)第二周:阅读理解(作者观点理解、文章主旨归纳)第三周:写作技巧(记叙文写作技巧、文章构思与布局)第四周:写作技巧(说明文写作技巧、议论文写作技巧)第五周:语文实践(小组讨论、同伴互评、创意写作)第六周:语文实践(阅读分享、成果展示)教学内容科学系统,注重培养学生的阅读与写作能力,同时结合实践环节,提高学生的实际操作和创新能力。
《计算机操作系统》实验报告题目读者写者问题学院(部)信息学院专业计算机科学与技术班级、学生姓名学号指导教师(签字)一、《二、问题描述一个数据文件或者记录,可以被多个进程共享,我们把只要求读该文件的进程称为“Reader进程”,其他进程则称为“Writer进程”。
允许多个进程同时读一个共享对象,因为读操作不会是数据文件混乱。
但不允许一个Writer进程和其他Reader进程或者Writer进程同时访问共享对象,因为这种访问将会引起混乱。
所谓“读者——写着问题(Reader—Writer Problem)”是指保证一个Writer进程必须与其他进程互斥地访问共享对象的同步问题三、解决问题为实现Reader与Writer进程间在读或写是的互斥而设置了一个互斥的信号量Wmutex。
另外,在设置一个整型变量Readcount表示正在读的进程数目。
由于只要有一个Reader进程在读,便不允许Writer去写。
因此,仅当Readercount=0时,表示尚无Reader进程在读时,Reader进程才需要进行Wait(wmutex)操作。
若Wait(Wmutex)操作成功,Reader 进程便可去读,相应地,做Readcount+1操作。
同理,仅当Reader进程在执行了Readercount-1操作后其值为0时,才执行Signal(Wmutex)操作,以便让Writer进程写。
又因为Readercount是一个可被多个Reader 进程访问的临界资源,因此也应该为它设置一个互斥信号量rmutex。
四、代码实现1、读者优先#include<iostream>#include<>using namespace std;CRITICAL_SECTION rmutex,wmutex;int wr;$int readernum;DWORD WINAPI reader(LPVOID IpParamter){cout<<"读者申请\n";wr++;EnterCriticalSection(&rmutex);if(readernum==0)EnterCriticalSection(&wmutex);readernum++;cout<<"读者进入成功正在读取\n";LeaveCriticalSection(&rmutex);Sleep(2000);—EnterCriticalSection(&rmutex);readernum--;cout<<"读者退出\n";wr--;if(readernum==0)LeaveCriticalSection(&wmutex);LeaveCriticalSection(&rmutex);return 0;}DWORD WINAPI writer(LPVOID PM){cout<<"写者申请\n";&while(wr!=0){}EnterCriticalSection(&wmutex);cout<<"写者已进入正在写入\n";Sleep(500);cout<<"写者退出\n";LeaveCriticalSection(&wmutex);return 0;}int main(){readernum=0;#wr=0;InitializeCriticalSection(&rmutex);InitializeCriticalSection(&wmutex);HANDLE hr[5];//定义读者线程HANDLE hw[5];//定义写者线程//int thnum;int drn=0; //输入的读者个数int dwn=0; //输入的写者个数cout<<"输入读者写者线程 1代表读者 2代表写者 0代表结束"<<endl;int th[10];int num=0;^cin>>th[num];while(th[num]){if(th[num]==1){drn++;}if(th[num]==2){dwn++;}num++;cin>>th[num];}&int hr1=0,hw1=0;for(int j=0;j!=num;j++){if(th[j]==1){hr[hr1]=CreateThread(NULL,0,reader,NULL,0,NULL);hr1++;}if(th[j]==2){hw[hw1]=CreateThread(NULL,0,writer,NULL,0,NULL);hw1++;}}>WaitForMultipleObjects(drn, hr, TRUE, INFINITE);WaitForMultipleObjects(dwn, hw, TRUE, INFINITE);for(int i=0;i!=drn;i++){CloseHandle(hr[i]);}for(int i=0;i!=dwn;i++){CloseHandle(hw[i]);}DeleteCriticalSection(&rmutex);DeleteCriticalSection(&wmutex);return 0;(}2、写者优先#include<iostream>#include<>using namespace std;CRITICAL_SECTION rmutex,wmutex;int ww;int readernum;DWORD WINAPI reader(LPVOID IpParamter){cout<<"读者申请\n";!while(ww!=0){}EnterCriticalSection(&rmutex);if(readernum==0){EnterCriticalSection(&wmutex);}cout<<"读者进入成功正在读取\n";readernum++;LeaveCriticalSection(&rmutex);Sleep(2000);EnterCriticalSection(&rmutex);-readernum--;if(readernum==0)LeaveCriticalSection(&wmutex);cout<<"读者退出\n";LeaveCriticalSection(&rmutex);return 0;}DWORD WINAPI writer(LPVOID PM){ww++;cout<<"写者申请\n";EnterCriticalSection(&wmutex);{cout<<"写者已进入正在写入\n";Sleep(1000);cout<<"写者退出\n";ww--;LeaveCriticalSection(&wmutex);return 0;}int main(){readernum=0;ww=0;InitializeCriticalSection(&rmutex);|InitializeCriticalSection(&wmutex);HANDLE hr[5];//定义读者线程HANDLE hw[5];//定义写者线程int drn=0; //输入的读者个数int dwn=0; //输入的写者个数cout<<"输入读者写者线程 1代表读者 2代表写者 0代表结束"<<endl;int th[10];int num=0;cin>>th[num];while(th[num]){if(th[num]==1){、drn++;}if(th[num]==2){dwn++;}num++;cin>>th[num];}int hr1=0,hw1=0;for(int j=0;j!=num;j++){if(th[j]==1){》hr[hr1]=CreateThread(NULL,0,reader,NULL,0,NULL);Sleep(10);hr1++;}if(th[j]==2){hw[hw1]=CreateThread(NULL,0,writer,NULL,0,NULL);Sleep(10);hw1++;}}WaitForMultipleObjects(drn, hr, TRUE, INFINITE);*WaitForMultipleObjects(dwn, hw, TRUE, INFINITE);for(int i=0;i!=drn;i++){CloseHandle(hr[i]);}for(int i=0;i!=dwn;i++){CloseHandle(hw[i]);}DeleteCriticalSection(&rmutex);DeleteCriticalSection(&wmutex);return 0;}3、执行结果读者优先在读者优先中先两个读者申请,再一个写者申请,再有两个读者申请。
操作系统课程设计报告一、开题报告(一)该项课程设计的意义;1.更加深入的了解读者写者问题的算法;2.加深对线程,进程的理解;3.加深对“线程同步”概念的理解,理解并应用“信号量机制”;4.熟悉计算机对处理机的管理,了解临界资源的访问方式;5.了解C++中线程的实现方式,研读API。
(二)课程设计的任务多进程/线程编程:读者-写者问题。
●设置两类进程/线程,一类为读者,一类为写者;●随机启动读者或写者;●显示读者或写者执行状态;●随着进程/线程的执行,更新显示;(三)相关原理及算法描述;整体概况:该程序从大体上来分只有两个模块,即“读者优先”和“写者优先”模块.读者优先:如果没有写者正在操作,则读者不需要等待,用一个整型变量readcount记录读者数目,用于确定是否释放读者线程,readcount的初值为0.当线程开始调入时.每个读者准备读. 等待互斥信号,保证对readcount 的访问,修改互斥.即readcount++.而当读者线程进行读操作时,则读者数目减少(readcount--).当readcout=0 时,说明所有的读者都已经读完,离开临界区唤醒写者(LeaveCriticalSection(&RP_Write);), 释放互斥信号(ReleaseMutex(h_Mutex)).还需要一个互斥对象mutex来实现对全局变量Read_count修改时的互斥. 另外,为了实现写-写互斥,需要增加一个临界区对象Write。
当写者发出写请求时,必须申请临界区对象的所有权。
通过这种方法,可以实现读-写互斥,当Read_count=1时(即第一个读者到来时),读者线程也必须申请临界区对象的所有权写者优先:写者优先与读者不同之处在于一旦一个写者到来,它应该尽快对文件进行写操作,如果有一个写者在等待,则新到来的读者不允许进行读操作。
为此应当填加一个整形变量write_count,用于记录正在等待的写者的数目,write_count的初值为0.当线程开始调入时.只允许一个写者准备读. 等待互斥信号,保证对write_count的访问,修改互斥.即write_count++.而当写者线程进行读操作时,则相应写者数目减少(write_count--).当write_count=0 时,说明所有的读者都已经读完,离开临界区唤醒读者,释放互斥信号.为了实现写者优先,应当填加一个临界区对象read,当有写者在写文件或等待时,读者必须阻塞在read上。
读者写者问题实验报告1. 引言读者写者问题是操作系统中的经典同步问题,用于研究多线程环境下对共享资源的访问和保护。
在该问题中,有多个读者和写者同时对一个共享资源进行操作,需要保证并发访问时的正确性和效率。
通过本实验,我们将探讨读者写者问题的解决方案,并比较不同算法的性能差异。
2. 实验目标本实验的主要目标是通过实现和比较不同的读者写者问题算法,深入了解并发访问的挑战和解决方案。
具体而言,我们将研究以下几个方面:•设计并实现读者写者问题的解决方案•比较不同算法的性能差异•分析可能的优化策略3. 实验方法我们将使用Python编程语言来实现读者写者问题的解决方案。
在实验过程中,我们将尝试以下几种常见的算法:3.1. 读者优先算法在读者优先算法中,当有读者在访问共享资源时,其他读者可以同时访问,但写者需要等待。
只有当所有读者完成访问后,写者才能获得访问权限。
3.2. 写者优先算法在写者优先算法中,当有写者在访问共享资源时,其他读者和写者都需要等待。
只有当写者完成访问后,其他读者或写者才能获得访问权限。
3.3. 公平算法在公平算法中,读者和写者的访问权限是公平的,先到先得。
无论读者还是写者,都需要按照到达的顺序依次获取访问权限。
4. 实验步骤下面是我们实施实验的具体步骤:4.1. 实现基本的读者写者问题解决方案我们首先实现基本的读者写者问题解决方案,包括读者和写者的线程逻辑和共享资源的访问控制。
我们将使用互斥锁和条件变量来保证并发访问的正确性。
4.2. 实现读者优先算法在已有的基本解决方案的基础上,我们实现读者优先算法。
我们将通过优化访问控制的逻辑来实现读者优先的特性。
4.3. 实现写者优先算法类似地,我们在基本解决方案的基础上实现写者优先算法。
我们将调整访问控制的逻辑,使得写者优先于其他读者和写者。
4.4. 实现公平算法最后,我们实现公平算法。
我们将结合队列和条件变量等技术来确保读者和写者的访问顺序是公平的。
课程设计读者写者问题一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握读者写者问题的基本概念和相关原理;技能目标要求学生能够运用所学知识解决实际问题,如设计并发控制算法;情感态度价值观目标要求学生培养团队合作意识,提高解决复杂问题的信心。
教学目标的具体、可衡量性体现在:学生能够准确地描述读者写者问题的定义和特点;能够运用基本的并发控制算法解决读者写者问题;在团队项目中,能够有效地协作,共同完成任务。
二、教学内容根据课程目标,本课程的教学内容主要包括读者写者问题的基本概念、并发控制算法及其应用。
教学大纲按照以下顺序安排:1.读者写者问题的定义、特点及分类;2.基本并发控制算法:锁、信号量、管程等;3.读者写者问题的解决方案及评价;4.实际应用案例分析。
教材选用《计算机操作系统》一书,章节安排与教学大纲相对应。
三、教学方法本课程采用多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性。
主要包括:1.讲授法:讲解基本概念、原理和算法;2.讨论法:分组讨论解决方案,促进学生思考;3.案例分析法:分析实际应用案例,提高学生解决实际问题的能力;4.实验法:动手实现并发控制算法,培养实际操作能力。
四、教学资源教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
教材《计算机操作系统》提供理论知识;参考书补充拓展相关内容;多媒体资料生动展示原理和算法;实验设备支持学生动手实践。
教学资源的选择和准备旨在支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,提高学习效果。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等,以全面反映学生的学习成果。
平时表现主要评估学生在课堂讨论、提问等方面的参与度;作业分为课后练习和实验报告,评估学生对知识的掌握和实际操作能力;考试则评估学生对课程知识的全面理解。
评估方式力求客观、公正,确保学生在各个方面的努力和进步都能得到合理的评价。
评估结果将作为学生课程成绩的重要组成部分,以激发学生的学习积极性。
《操作系统原理》课程设计任务书题目:读者-写者问题的实现学生姓名:李志旭学号:13740113 班级:_13级软件工程_题目类型:软件工程(R)指导教师:陈文娟、马生菊一、设计目的学生通过该题目的设计过程,掌握读者、写者问题的原理、软件开发方法并提高解决实际问题的能力。
二、设计任务编写程序实现读者优先和写者优先问题:读者-写者问题的读写操作限制(包括读者优先和写者优先)写-写互斥:不能有两个写者同时进行写操作读-写互斥:不能同时有一个线程在读,而另一个线程在写。
读-读允许:可以有一个或多个读者在读。
三、设计要求1.分析设计要求,给出解决方案(要说明设计实现所用的原理、采用的数据结构)。
2.设计合适的测试用例,对得到的运行结果要有分析。
3.设计中遇到的问题,设计的心得体会。
4.文档:课程设计打印文档每个学生一份,并装在统一的资料袋中,资料袋前面要贴有学校统一的资料袋封面。
四、提交的成果1. 课程设计说明书内容包括(1) 封面(学院统一印制);(2) 课程设计任务书;(3) 中文摘要150字;关键词3-5个;(4) 目录;(5) 正文;(设计思想;各模块的伪码算法;函数的调用关系图;测试结果等)(6) 设计总结;(7) 参考文献;(8) 致谢等。
注:每一部分是单独的一章,要另起一页写。
2. 排版要求(1) 所有一级标题为宋体三号加粗(即上面写的2~8部分,单独一行,居中)(2) 所有二级标题为宋体四号加粗(左对齐)(3) 所有三级标题为宋体小四加粗(左对齐)(4) 除标题外所有正文为宋体小四,行间距为固定值22磅,每个段落首行缩进2字符(5) 目录只显示3级标题,目录的最后一项是无序号的“参考文献资料”。
3. 其他要求(班长负责,务必按照以下方式建文件夹)(1) 以班级为单位刻录光盘一张,光盘以班级命名,例如:“10级计算机科学与技术1班”;(2) 光盘内每人一个文件夹,以学号姓名命名——如“10730101 陈映霞”,内容包括任务书、设计文档。
采用“写优先”策略的“读者-写者”问题学院计算机科学与技术专业计算机科学与技术学号学生姓名指导教师姓名2014-3-11目录一、设计目的与内容 ................................................ 错误!未定义书签。
(1 )、课程设计的目的 (1)(2 ) 、课程设计的内容 (1)(3 ) 、课程设计的要求 (1)二、算法的基本思想 ................................................ 错误!未定义书签。
三、模块流程图......................................................... 错误!未定义书签。
四、测试结果............................................................. 错误!未定义书签。
五、结论..................................................................... 错误!未定义书签。
六、源程序................................................................. 错误!未定义书签。
一、设计目的与内容(1)课程设计的目的:操作系统课程设计是计算机专业重要的教学环节,它为学生提供了一个既动手又动脑,将课本上的理论知识和实际有机的结合起来,独立分析和解决问题的机会。
●进一步巩固和复习操作系统的基础知识。
●培养学生结构化程序、模块化程序设计的方法和能力。
●提高学生调试程序的技巧和软件设计的能力。
●提高学生分析问题、解决问题以及综合利用C语言进行程序设计的能力。
(2) 课程设计的内容:用高级语言编写和调试一个采用“写优先”策略的“读者—写者”问题的模拟程序。
(3) 课程设计的要求:1.读者与写者至少包括ID、进入内存时间、读写时间三项内容,可在界面上进行输入。
操作系统读者写者问题报告
读者写者问题是一种典型的操作系统同步问题,其描述如下:有多个读者和写者同时访问共享资源,读者可以同时访问共享资源,但写者必须独占式的访问共享资源,即任何时刻只能有一个写者访问共享资源,且在写者访问共享资源的期间,任何读者都不得访问共享资源。
此外,读者在访问共享资源时不会修改共享资源,而写者则会对共享资源进行修改。
如何实现读者写者问题呢?简单来说,可以使用信号量机制来解决这个问题。
具体来说,可以使用两个信号量RdMutex和WrMutex,RdMutex用于锁定读者,在读者访问共享资源时,需要申请RdMutex信号量,如果有写者在访问共享资源,则RdMutex会阻止读者访问共享资源;而当最后一个读者结束访问共享资源时,需要释放RdMutex信号量,以便让其他等待的读者访问共享资源。
类似地,WrMutex用于锁定写者,在写者访问共享资源时,需要申请WrMutex信号量,如果有其他读者或者写者在访问共享资源,则WrMutex会阻止写者访问共享
资源;而当写者访问共享资源结束时,需要释放WrMutex信号量,以便让其他等待的写者访问共享资源。
除了信号量机制之外,还可以使用其他同步机制来解决读者写者问题,比如互斥量、条件变量等。
同时,操作系统还可以采用优化策略,比如写优先、读写优先等,来提高读写效率。
总之,读者写者问题是操作系统同步问题中的一个经典问题,其实现方式需要考虑多方面的因素,包括并发访问、同步机制、优化策略等,需要经过深入思考和有效实践才能得到较好的解决方案。
读者写者问题实验报告引言读者写者问题是计算机科学中经典的同步问题之一,它涉及多线程编程中的资源竞争与同步机制。
通过对读者写者问题的研究,我们可以深入理解线程同步的重要性,并掌握解决并发编程中可能出现的竞争条件和死锁等问题的方法。
在本实验中,我们将设计并实现一个简单的读者写者问题的解决方案,并通过模拟多个读者和写者的并发访问来验证方案的正确性和效果。
问题描述读者写者问题可描述为:有一共享资源(如文件、数据库等),读者可同时访问共享资源进行读取操作,但写者在进行写入操作时,不可同时被其他任何读者或写者访问。
读者和写者的并发访问需要由线程同步机制来保证共享资源的一致性和完整性。
实验设计与实现为了解决读者写者问题,我们需要考虑以下几个关键点:1. 共享资源的访问控制我们可以使用互斥量(Mutex)来实现对共享资源的访问控制。
当一个线程访问共享资源时,它需要先获得互斥量的锁,如果锁已被其他线程占用,则线程进入等待状态,直到锁可用。
一旦线程完成对共享资源的访问,它将释放锁,以便其他线程继续访问。
2. 读者与写者的优先级在读者写者问题中,我们往往需要设定某个优先级规则,以确定读者和写者之间的调度顺序。
一种常见的策略是给予写者优先级,即当一个写者在等待访问共享资源时,其他读者都必须等待。
这样做是为了避免写者长时间等待,以免造成饥饿问题。
3. 记录读者和写者的数量为了控制读者和写者的并发访问,我们需要记录当前同时访问共享资源的读者和写者的数量。
我们可以使用整数变量来记录读者和写者的数量,并通过信号量来保证对这些计数变量的互斥访问。
4. 同步机制的设计在实现读者写者问题的解决方案时,我们需要考虑如何合理地使用互斥量和信号量,并结合优先级规则来实现读者和写者的同步。
这需要通过仔细的设计和调试来确保解决方案的正确性。
实验结果与分析我们基于上述设计实现了一个读者写者问题的解决方案,并进行了多次仿真实验。
实验环境•操作系统:Windows 10•编程语言:C++•编译器:GCC实验步骤1.编写读者和写者线程的代码,其中涉及到对共享资源的读取和写入操作,以及对计数变量和互斥量的访问操作。
目录摘要 (1)一引言 (1)1.1 问题的提出 (2)1.2任务与分析 (2)二设计思路 (3)2.1读者优先 (3)2.2 写者优先 (4)3程序调试运行和使用平台 (5)3.1运行平台 (5)3.2具体操作如下: (5)4课程设计理论基础 (9)4.1临界区 (10)4.2定义线程结构 (10)4.3 互斥对象 (10)4.4 创建读者线程 (11)4.5 等待函数 (11)4.6 函数结构 (11)5功能设计、结构设计、数据结构以及核心算 (12)5.1读者优先结果 (12)5.2写者优先结果 (12)5.3数据结构以及核心算法 (13)6 结论 (13)致谢 (14)参考文献 (14)附录 (15)摘要在现代操作系统中,几乎毫无例外的都是通过文件系统来组织和管理在计算机中所存储的大量程序和数据;或者说,文件系统的管理功能,使通过把它所管理的程序和数据组织成一系列文件来实现的。
文件系统负责管理在外存上的文件,并把对文件的存取、共享和保护等功能调用提供给用户。
不仅方便了用户,保证了文件的安全性,还可有效的提高系统资源的利用率操作系统是一门实践性很强的课程,不仅要学习书本上的理论,而且必须动手实践才能对操作系统基本原理真正理解。
本课程设计中的题目能加深学生对教学内容的理解,培养学生初步掌握操作系统基本功能的设计方法及其实现过程。
计算机操作系统是计算机中的关键性技术,它的设计与实现体现了程序设计与软件工程的精髓。
计算机操作系统原理课程那个是计算机科学与技术及相关专业的核心课程,历来为计算机及信息学科所重视。
操作系统原理课程设计正是该课程时间环节的集中表现,它不仅可使学生巩固理论学习的概念、原理、设计及算法,同时也可培养软件开发所应有的系统结构设计和软件工程素养。
关键词:操作系统文件系统功能调用1 引言1.1 问题的提出在Windows2000环境下,创建一个控制台进程,此进程包含n个线程。
用这n个线程来表示n个读者或写者。
读者写着问题课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握“读者写着问题”的概念,明确其在语文写作中的应用。
2. 学生能分析并评价一篇作文中的“读者写着问题”,提出改进意见。
3. 学生能了解不同文体的写作特点,结合“读者写着问题”进行创作。
技能目标:1. 学生能够运用“读者写着问题”的方法,提高自己的写作能力,使文章更具吸引力。
2. 学生能够通过小组讨论,与他人合作完成一篇作文,提高团队协作能力。
3. 学生能够运用所学知识,对一篇作文进行修改和润色,提升文章质量。
情感态度价值观目标:1. 学生对写作产生兴趣,树立自信心,勇于表达自己的观点。
2. 学生认识到“读者写着问题”在写作中的重要性,培养良好的写作习惯。
3. 学生在写作过程中,学会换位思考,关注读者需求,提高人际沟通能力。
本课程针对初中年级学生,结合语文写作教学实际,以“读者写着问题”为主题,旨在提高学生的写作水平,培养其良好的写作习惯和团队协作能力。
课程目标具体、可衡量,便于教师进行教学设计和评估。
通过本课程的学习,学生将能够更好地应对各类写作任务,提高自己的语文素养。
二、教学内容1. 理论知识:- “读者写着问题”的定义与作用- 不同文体中的“读者写着问题”特点- 如何在写作中关注读者需求,提高文章吸引力2. 实践训练:- 分析优秀作文中的“读者写着问题”应用- 学生现场写作,运用“读者写着问题”方法- 小组合作修改作文,提升文章质量3. 教学案例:- 以教材中相关章节的课文为例,分析“读者写着问题”的应用- 选取学生习作,进行课堂讲评,指出优缺点,并提出改进建议4. 教学进度安排:- 第一课时:导入“读者写着问题”概念,分析教材相关章节内容- 第二课时:优秀作文案例分析,学生现场写作实践- 第三课时:小组合作修改作文,总结“读者写着问题”在写作中的应用教学内容根据课程目标进行选择和组织,确保科学性和系统性。
以教材为依据,结合实际教学需求,制定详细的教学大纲,明确教学内容的安排和进度。
课程设计任务书目录一、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)一、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_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, // SDDWORD dwStackSize, // initial stack sizeLPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, // threadfunctionLPVOID lpParameter, // thread argumentDWORD dwCreationFlags, // creation optionLPDWORD lpThreadId // thread identifier);2 ExitThread 用于结束当前线程。
VOID ExitThread(DWORD dwExitCode // exit code for this thread);3Sleep 可在指定的时间内挂起当前线程。
VOID Sleep(DWORD dwMilliseconds // sleep time);4信号量控制:WaitForSingleObject可在指定的时间内等待指定对象为可用状态;DWORD WaitForSingleObject(HANDLE hHandle, // handle to objectDWORD dwMilliseconds // time-out interval);hHandle为等待的对象,也就是实现同步或者互斥的对象。
操作系统读者写者实验报告一、实验目的通过实验理解读者写者问题的实现原理,掌握相关的同步机制,实现读者写者问题的经典解法,并对比不同解法的优缺点。
二、实验原理1.读者写者问题读者写者问题是指在多个线程同时读写一个共享数据的情况下可能出现的问题。
其问题的核心在于多个读线程可以同时读,但只能有一个写线程能够写,并且在写操作过程中不能有任何的读操作。
2.互斥与同步为了解决读者写者问题,在多线程并发读写共享数据时,需要使用互斥与同步机制来保证数据的完整性和一致性。
-互斥:通过锁机制来保证只允许一个线程进入临界区,其他线程需要等待锁的释放。
-同步:通过信号量等机制来保证线程按照一定顺序执行。
三、实验步骤本次实验中将实现两个版本的读者写者问题解决方案:一是使用互斥锁和条件变量,二是使用信号量。
1.使用互斥锁和条件变量(1)定义全局变量和互斥锁:共享数据、读者数目、互斥锁、写者条件变量、读者条件变量。
(2)初始化互斥锁和条件变量。
(3)写者线程的实现:获取互斥锁,判断当前是否有读者或写者,如果有则等待条件变量,然后进行写操作,释放互斥锁。
(4)读者线程的实现:获取互斥锁,判断是否有写者,如果有则等待条件变量,否则增加读者数目并释放互斥锁,进行读操作。
(5)测试程序的运行并输出结果。
2.使用信号量(1)定义全局变量和信号量:共享数据、读者信号量、写者信号量、用于保护读者数目和写者数目的互斥信号量。
(2)初始化信号量和互斥信号量。
(3)写者线程的实现:首先获取写者互斥信号量,然后获取写者信号量,进行写操作,释放写者信号量和写者互斥信号量。
(4)读者线程的实现:首先获取读者互斥信号量,然后增加读者数目,如果是第一个读者则获取写者信号量,然后进行读操作,释放读者信号量和读者互斥信号量,如果是最后一个读者则释放写者信号量。
(5)测试程序的运行并输出结果。
四、实验结果与分析通过对比两种解决方案,可以得出以下结论:1.使用互斥锁和条件变量的解决方案相对较为简单,但可能存在饥饿问题,即可能会导致一些线程一直无法访问共享资源。
《操作系统原理》课程设计课程设计起止时间:2009年11月30日至12月11日指导教师:成绩:课程设计成绩评定表一.设计说明(四号,宋体,加粗)通过学习操作系统,与之前的语句基础相结合,用C语言来编写读者写着问题。
读者写者问题(read—write problem)是一个经典的并发程序设计问题。
有两组并发进程:读者和写者,共享一个问题F,要求:(1)允许多个读者可同时对之执行读操作;(2)只允许一个写者往文件中写信息;(3)任一写者在完成写操作之前不允许其他读者或者写者工作;(4)写者执行写操作前,应让已有的写者和读者全部退出。
二.工作原理(四号,宋体,加粗)读者和写者问题是典型是经典的进程同步问题,进程同步任务是使并发的诸进程之间有效的共享资源,相互合作,从而保证程序的可再现性。
在读者—写者问题中,允许多个读者同时读一个数据对象,因为读文件不会使数据发生混乱,但绝不允许一个写者进程与其他读者进程或写者进程同时访问该数据对象。
文件是诸进程能互斥访问临界资源,读者进程和写者进程,写者进程和写者进程之间的互斥。
在读者进程中,可以有多个读者在读数据库,在读者进程的计数要互斥,以免发生错误,同时注意当第一个读者进程读时,一定要封锁写者进程。
当读者进程逐渐撤离时,也要针对计数变量进行互斥操作,若当前为最后一个读者进程时,读完后,则唤醒写者进程。
当写者进程在进行写操作时,可以封锁其他读者或写者进程,当写操作完成时,唤醒其他读者或写者进程。
所以分析了以下4种可能发生的情况:第 1 种情况: 读者的优先权比写者高,而且,不用调配。
所有读者的优先权都比写者的优先权高,而且,不用调配。
一个读者需要等待的唯一情况是,一个写者已经占用了文件。
一个写者可以取得文件的条件是,没有一个读者处在等待状态或正在读文件。
允许读者们结盟,以便能长期占用文件,而禁止写者的写。
第 2 种情况: 在一个读者已经占有了文件的时候,全体读者的优先权才比写者高。
读者写者问题实验报告1.实验目的:掌握读者写者问题的基本概念和操作实现方法。
2.实验原理:(1)读者写者问题:1.读者优先:若读者进程正在读文件,写者进程需等待。
2.写者优先:若写者进程正在写文件,读者进程需等待。
3.公平竞争:读写者进程均有机会访问文件。
(2)进程同步:1.信号量:能够同步进程的执行,性能较好。
2.互斥量:能够同步进程的执行,提供了更细粒度的控制。
3.条件变量:让进程能够进行相互之间的协作。
3.实验内容:(1)依照读者写者问题的操作实现方法,采用信号量机制,编写读者进程和写者进程。
(2)测试不同读者写者优先级下程序的执行情况。
4.实验步骤:(1)设计程序架构:1.使用信号量实现读者写者访问文件的同步操作;2.设计Readers和Writers两个类分别实现读者和写者进程的操作。
(2)实现程序:1.编写读者进程,在进程对文件进行读操作之前使用信号量P操作,读取完成后使用信号量V操作;2.编写写者进程,在进程对文件进行写操作之前使用信号量P操作,写入完成后使用信号量V操作;3.设计信号量的初始值,以实现不同读者写者优先级下程序的执行情况。
(3)测试程序:在有多个读者进程和多个写者进程的情况下,测试不同读者写者优先级下程序的执行情况。
5.实验结果:(1)读者优先:读者优先的情况下,不管读者进程和写者进程的数量如何设置,读者总是有后进先出的机会访问文件。
(2)写者优先:写者优先的情况下,不管读者进程和写者进程的数量如何设置,写者总是有先进先出的机会访问文件。
(3)公平竞争:公平竞争的情况下,读者或写者进程均有机会访问文件。
6.实验结论:(1)在实现读者写者问题的过程中,需要采用进程同步技术来确保进程之间的正确协作。
(2)信号量提供了一种较为有效的进程同步机制,能够满足读者写者问题的操作需求。
(3)采用不同的优先级设置,可以使读者写者进程之间实现不同的访问策略,进而实现不同的访问效果。
者写者问题-操作系统课程设计某某大学课程设计报告课程名称:操作系统课程设计设计题目:读者写者问题系别:计算机系专业:计算机科学与技术组别:第四组学生姓名: 某某某学号:起止日期:指导教师:目录1、需求分析 (1)1.1 课程设计题目 (1)1.2课程任务及要求 (1)1.3课程设计思想 (1)1.4软硬件运行环境及开发工具 (2)2、概要设计 (2)2.1程序流程图 (2)2.2所用原理 (3)2.2.1 并发原理 (3)2.2.2 互斥操作原理 (4)2.2.3 面向对象编程编程原理 (4)2.2.4 锁机制原理 (5)2.2.5 线程的原理 (6)2.2.6 读者写者问题的一般应用 (6)3、详细设计 (7)4、调试与操作说明 (16)5、课程设计总结与体会 (18)6、致谢 (19)7、参考文献 (19)1、需求分析1.1课程设计题目课程设计题目:读者写者问题1.2课程任务及要求编写程序实现读者写者算法(读_写互斥,读_读允许,写写互斥)给出解决方案(包括说明设计实现的原理,采用的数据结构等)画出程序的基本结构框图和流程图分析说明每一部分程序的的设计思路实现源代码按期提交完整的程序代码和可执行程序根据要求完成课程设计报告总结1.3课程设计思想读者-写者问题是一个经典的并发程序设计问题。
有两组并发进程:读者和写者,共享文件F,要求:(1)允许多个读者同时对文件执行读操作;(2)只允许一个写者对文件执行写操作;(3)任何写者在完成写操作之前不允许其他读者或写者工作;(4)写者在执行写操作前,应让已有的写者和读者全部退出。
单纯使用信号量不能解决此问题,必须引入计数器readcount对读进程记数。
为了有效的解决读者写者问题,需要引进读者-写者锁,允许多名读者同时以只读的方式存取有锁保护的对象;或一位写者以写方式存取有锁保护的对象。
当一名或多名读者上锁后,此时形成读锁,写者将不能访问有锁保护的对象;当锁被请求者用于写操作时,形成写锁,其他进程的读写操作必须等待。
读者写着课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够掌握本章节生字词的读音、书写和词义,理解课文中的关键句型及语法结构。
2. 学生能够理解并复述课文主要内容,把握文章结构,概括各段落大意。
3. 学生能够运用课文中的好词佳句进行写作,提高作文质量。
技能目标:1. 学生通过课堂讨论、小组合作等方式,提高阅读理解能力,培养良好的阅读习惯。
2. 学生能够运用所学知识,进行创意写作,提高书面表达能力。
3. 学生学会运用批判性思维,对文章进行评价和赏析,提高文学鉴赏能力。
情感态度价值观目标:1. 学生养成积极主动阅读的好习惯,热爱母语,对语文学习保持浓厚兴趣。
2. 学生通过学习课文,培养良好的道德品质,树立正确的价值观。
3. 学生学会尊重他人,善于倾听和表达,培养团队协作精神。
课程性质:本课程为语文阅读与写作课程,旨在提高学生的阅读理解能力和书面表达能力,同时培养学生的文学素养和道德品质。
学生特点:四年级学生具有一定的语文基础,对阅读和写作有一定兴趣,但需要进一步激发和引导。
教学要求:结合学生特点,注重启发式教学,提高学生主动参与的积极性,关注个体差异,提高教学质量。
通过本课程的学习,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容本章节教学内容以人教版四年级语文教材第三单元《语文园地》为基础,围绕以下几方面进行组织:1. 阅读理解:选取《语文园地》中的经典文章,如《秋天的雨》、《古诗两首》等,分析文章结构、词句运用和表达技巧,提高学生的阅读理解能力。
2. 词语积累:学习本章节生字词,掌握字音、字形、词义,积累并运用好词佳句。
3. 写作训练:以《语文园地》中的写作练习为载体,引导学生进行创意写作,提高书面表达能力。
4. 语法知识:讲解课文中的关键句型及语法结构,巩固学生的语文基础知识。
5. 语文实践活动:组织课堂讨论、小组合作等实践活动,培养学生的合作精神和批判性思维。
具体教学内容安排如下:第一课时:阅读《秋天的雨》,分析文章结构,学习生字词,总结文章主题。