c語言編程模擬生產(chǎn)者和消費(fèi)者問題(附代碼程序)

1、實(shí)驗(yàn)三 實(shí)驗(yàn)三 編程模擬生產(chǎn)者和消費(fèi)者問題 編程模擬生產(chǎn)者和消費(fèi)者問題一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵竽M實(shí)現(xiàn)用同步機(jī)構(gòu)避免發(fā)生進(jìn)程執(zhí)行時(shí)可能出現(xiàn)的與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤。進(jìn)程是程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上運(yùn)行的過程，進(jìn)程是并發(fā)執(zhí)行的，也即系統(tǒng)中的多個(gè)進(jìn)程輪流地占用處理器運(yùn)行。我們把若干個(gè)進(jìn)程都能進(jìn)行訪問和修改的那些變量稱為公共變量。由于進(jìn)程是并發(fā)地執(zhí)行的，所以，如果對進(jìn)程訪問公共變量不加限制，那么就會(huì)產(chǎn)生“與時(shí)間有關(guān)”的錯(cuò)誤，即進(jìn)程執(zhí)行后所

2、得到的結(jié)果與訪問公共變量的時(shí)間有關(guān)。為了防止這類錯(cuò)誤，系統(tǒng)必須要用同步機(jī)構(gòu)來控制進(jìn)程對公共變量的訪問。一般說，同步機(jī)構(gòu)是由若干條原語——同步原語——所組成。本實(shí)習(xí)要求學(xué)生模擬 PV 操作同步機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，模擬進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行，了解進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行時(shí)同步機(jī)構(gòu)的作用。二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境 二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境Windows 操作系統(tǒng)和 Visual C++6.0 專業(yè)版或企業(yè)版三、實(shí)驗(yàn)步驟 三、實(shí)驗(yàn)步驟模擬 PV 操作同步機(jī)構(gòu)，且用 PV 操作解決生產(chǎn)者——消費(fèi)者

3、問題。[提示]：(1) PV 操作同步機(jī)構(gòu)，由 P 操作原語和 V 操作原語組成，它們的定義如下：P 操作原語 P (s)：將信號量 s 減去 1，若結(jié)果小于 0，則執(zhí)行原語的進(jìn)程被置成等待信號量 s 的狀態(tài)。V 操作原語 V (s)：將信號量 s 加 1，若結(jié)果不大于 0，則釋放一個(gè)等待信號量 s 的進(jìn)程。這兩條原語是如下的兩個(gè)過程：procedure p (var s: semaphore);begin s: = s-

4、1;if s<0 then W (s)begin L2: p (s2);x: =B[out];out: =(out+1) mod10;v (s1);consume (x);goto L2end;coend.其中的 semaphore 和 products 是預(yù)先定義的兩個(gè)類型，在模擬實(shí)現(xiàn)中semaphore 用 integer 代替，products 可用 integer 或 char 等代替。(3) 進(jìn)程控制塊

5、PCB。為了記錄進(jìn)程執(zhí)行時(shí)的情況，以及進(jìn)程讓出處理器后的狀態(tài)，斷點(diǎn)等信息，每個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)進(jìn)程控制塊 PCB。在模擬實(shí)習(xí)中，假設(shè)進(jìn)程控制塊的結(jié)構(gòu)如圖 3-1。其中進(jìn)程的狀態(tài)有：運(yùn)行態(tài)、就緒態(tài)、等待態(tài)和完成態(tài)。當(dāng)進(jìn)程處于等待態(tài)時(shí)，在進(jìn)程控制塊 PCB 中要說明進(jìn)程等待原因（在模擬實(shí)習(xí)中進(jìn)程等待原因是為等待信號量 s1 或 s2） ；當(dāng)進(jìn)程處于等待態(tài)或就緒態(tài)時(shí)，PCB 中保留了斷點(diǎn)信息，一旦進(jìn)程再度占有處理器則就從斷點(diǎn)位置繼續(xù)運(yùn)行；當(dāng)進(jìn)程處

6、于完成狀態(tài)，表示進(jìn)程執(zhí)行結(jié)束。進(jìn)程名狀態(tài)等待原因斷點(diǎn)圖 3-1 進(jìn)程控制塊結(jié)構(gòu)(4) 處理器的模擬。計(jì)算機(jī)硬件提供了一組機(jī)器指令，處理器的主要職責(zé)是解釋執(zhí)行機(jī)器指令。為了模擬生產(chǎn)者和消費(fèi)者進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行，我們必須模擬一組指令和處理職能。模擬的一組指令見圖 3-2，其中每條指令的功能由一個(gè)過程來實(shí)現(xiàn)。用變量PC 來模擬“指令計(jì)數(shù)器” ，假設(shè)模擬的指令長度為 1，每執(zhí)行一條模擬指令后，PC 加 1，提出下一條指令地址。使用模擬的指令，可把