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《计算机操作系统》课程设计 题 目： 生产者---消费者问题 专 业： 软件工程 年 级： 2010级 小组成员： A B 指导教师： 时 间： 地 点： 2012年 5 月 摘要 生产者消费者问题（英语：Producer-consumer problem），也称有限缓冲问题（英语：Bounded-buffer problem），是一个多线程同步问题的经典案例。该问题描述了两个共享固定大小缓冲区 的线程——即所谓的"生产者"和"消费者"——在实际运行时会发生的问题。生产者的主要作 用是生成一定量的数据放到缓冲区中，然后重复此过程。与此同时，消费者也在缓冲区 消耗这些数据。该问题的关键就是要保证生产者不会在缓冲区满时加入数据，消费者也 不会在缓冲区中空时消耗数据。 生产者消费者模式是通过一个容器来解决生产者和消费者的强耦合问题。生产者和消 费者彼此之间不直接通讯，而通过阻塞队列来进行通讯，所以生产者生产完数据之后不 用等待消费者处理，直接扔给阻塞队列，消费者不找生产者要数据，而是直接从阻塞队 列里取，阻塞队列就相当于一个缓冲区，平衡了生产者和消费者的处理能力。 目录 1. 概述 4 2. 课程设计任务及要求 4 2.1 设计任务 4 2.2 设计要求 4 2.3 分工日程表 4 3. 算法及数据结构 4 3.1算法的总体思想 4 3.2 生产者模块 4 3.3 消费者模块 6 4. 程序设计与实现 7 4.1 程序流程图 7 4.2 程序代码 9 4.3 实验结果 14 5. 结论 16 6. 收获、体会和建议 16 6.1收获 16 7. 参考文献 17 1. 概述 本课题设计是完成了"操作系统原理"课程进行的一次全面的综合训练，通过这次课程 设计，充分检验学生对课程的掌握程度和熟练情况，让学生更好的掌握操作系统的原理 及其实现方法，加深对课程的基础理论和算法的理解，加强学生的动手能力。 2. 课程设计任务及要求 2.1 设计任务 通过研究Linux 的进程机制和信号量实现生产者消费者问题的并发控制. 说明：有界缓冲区内设有20个存储单元，放入/取出的数据项设定为1- 20这20个整型数。 2.2 设计要求 (1)每个生产者和消费者对有界缓冲区进行操作后，实时显示有界缓冲区的全部内容 、当前指针位置和生产者/消费者的标识符。 (2)生产者和消费者各有两个以上。 (3)多个生产者或多个消费者之间须有共享对缓冲区进行操作的函数代码。 提示：(1) 有界缓冲区可用数组实现。 2.3 分工日程表 " "周三下午 "周四上午 "周四下午 "周五上午 "周五下午 " "A "分析题目 "讨论，分工"编写代码 "测试系统 "编写文档 " "B "分析题目 "讨论，分工"编写代码 "添加备注 "完善系统 " 3. 算法及数据结构 3.1算法的总体思想 在同一个进程地址空间内执行的两个线程。 生产者线程生产物品，然后将物品放置在一个空缓冲区中供消费者线程消费。 消费者线程从缓冲区中获得物品，然后释放缓冲区。 当生产者线程生产物品时，如果没有空缓冲区可用，那么生产者线程必须等待消费者 线程释放出一个空缓冲区。当消费者线程消费物品时，如果没有满的缓冲区，那么消费 者线程将被阻塞，直到新的物品被生产出来。 3.2 生产者模块 3.2.1 功能 在同一个进程地址空间内执行的两个线程。生产者线程生产物品，然后将物品放 置在一个空缓冲区中供消费者线程消费。当生产者线程生产物品时，如果没有空缓冲 区可用，那么生产者线程必须等待消费者线程释放出一个空缓冲区。 3.2.2 数据结构 producer_semaphore//生产者的资源信号量（初始值为缓冲区的大小） Buffer[pn] //有界缓冲区 Pn ///缓冲区目标位置 MAX_BUFFER//缓冲区上限 buffer_mutex//互斥信号量 Wait()//等待操作，用于申请资源 Signal()//信号操作，用于释放资源 Sleep()//挂起 3.2.3 算法 "void *producer_thread(void *tid){ " "pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_ENABLE,NULL); " "/* 设置状态，PTHREAD_CANCEL_ENABLE是正常处理cancel信号*/ " "while(1){ " "sem_wait(&producer_semaphore); /*等待，需要生存*/ " "srand((int)time(NULL)*(int)tid); " "sleep(rand()%2+1); /*一个或两个需要生产*/ " "while((produce_pointer+1)%20==consume_pointer); /*指

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java 编写计算器的简单程序//一个较为简洁的巧妙的计算器程序, import java.io.*; import java.awt.event.*; import java.awt.*; //需要解决的问题，数学的运算都有正负号的出现，在点击等号的时候就会有冲突，应该怎样解决，经验：双精度浮点型数据类型是会像后减一位。0.7会显示成0.69999999 public class app74 { static int i=0; static int j=0; static int k=-1; static int l=-1; //static int Data1[]={1}; static String str9=""; static Frame frm1=new Frame("计算器"); static Button btn1=new Button("1"); static Button btn2=new Button("2"); static Button btn3=new Button("3"); static Button btn5=new Button("4"); static Button btn6=new Button("5"); static Button btn7=new Button("6"); static Button btn9=new Button("7"); static Button btn14=new Button("8"); static Button btn16=new Button("9"); static Button btn11=new Button("0");//数字0 static Button btn4=new Button("."); static Button btn8=new Button("+"); static Button btn10=new Button("-"); static Button btn15=new Button("*"); static Button btn13=new Button("/"); static Button btn20=new Button("="); static Button btn18=new Button("清零"); static Button btn19=new Button("后退"); static Button btn12=new Button("π"); static Button btn17=new Button("颜色"); static TextField TF1=new TextField(); static Label Lb1=new Label(".0",Label.RIGHT); //标签 static Label Lb2=new Label(".0",Label.RIGHT); //BS字符长度 static Label Lb3=new Label(".0",Label.RIGHT); //对象str22字符长度 static Label Lb4=new Label(".0",Label.RIGHT); //BS剩余字符长度字符长度 static Label Lb5=new Label("无",Label.LEFT); //执行错误抛出 static Label Lb6=new Label("对象BS字符长度 : ",Label.LEFT); static Label Lb7=new Label("对象str22字符长度 :",Label.LEFT); static Label Lb8=new Label("对象BS剩余字符长度:",Label.LEFT); static Label Lb9=new Label("错误:",Label.LEFT); static Label Lb10=new Label(".0",Label.RIGHT); //计算器下面的标签 static Label Lb11=new Label("余数:",Label.RIGHT); //余数标签 static Label Lb12=new Label(".0",Label.RIGHT); static TextArea TA=new TextArea("说明：由于软件不够完善，请规范运算的输入:1.可在里面按键输入",1000,TextArea.SCROLLBARS_VERTICAL_ONLY); static TextField TF=new TextField(); static GridLayout GL1=new GridLayout(5,4); //流动布局 static Panel Pl=new Panel(); //面板 static BorderLayout BL=new BorderLayout(); static shijian app1=new shijian(); //实现监听器的类对象 static char Data2[]=new char[5]; static Font fnt=new Font("Serief",Font.ITALIC+Font.BOLD,18); static Font fnt2=new Font("Serief",Font.BOLD,15); static String str22; static StringBuffer BS=new StringBuffer(""); //可创建空的字符串对象，这个很重要 static String str23=str22; public static void main(String args[]) throws IOException { frm1.setLayout(null); Pl.setLayout(GL1);//面板加入布局 frm1.setSize(253,450);//没有设置窗口大小 frm1.setLocation(250,450); Lb1.setBounds(0,55,250,25);//计算器数字输入显示框之一上边框 Pl.setBounds(0,80,250,290); Lb2.setBounds(370,60,50,25); Lb3.setBounds(370,90,50,25); Lb4.setBounds(370,120,50,25); Lb5.setBounds(300,150,320,25); Lb6.setBounds(250,60,120,25); Lb7.setBounds(250,90,120,25); Lb8.setBounds(250,120,120,25); Lb9.setBounds(250,150,30,25); Lb10.setBounds(0,365,250,30);//计算器数字输入显示框之一下边框 Lb11.setBounds(250,30,120,25); Lb12.setBounds(370,30,50,25); TF.setBounds(0,30,250,25); TA.setBounds(0,395,250,75); TA.setEditable(false); Pl.add(btn1);//面板 Pl.add(btn2); Pl.add(btn3); Pl.add(btn4); Pl.add(btn5); Pl.add(btn6); Pl.add(btn7); Pl.add(btn8); Pl.add(btn9);//加入按钮 Pl.add(btn14); Pl.add(btn16); Pl.add(btn17); Pl.add(btn10);//加 Pl.add(btn11);//减 Pl.add(btn12);//乘 Pl.add(btn13);//除 Pl.add(btn15);//这里是等号注意事件的监听器在不同的类上 Pl.add(btn17); Pl.add(btn18); Pl.add(btn19); Pl.add(btn20); frm1.add(Pl);//加入面板 frm1.addWindowListener(new shijian2()); frm1.add(Lb1); frm1.add(Lb2); frm1.add(Lb3); frm1.add(Lb4); frm1.add(Lb5); frm1.add(Lb6); frm1.add(Lb7); frm1.add(Lb8); frm1.add(Lb9); frm1.add(Lb10); frm1.add(Lb11); frm1.add(Lb12); frm1.add(TA); frm1.add(TF); //Lb2.setBackground(Color.pink); //Lb3.setBackground(Color.pink); //Lb4.setBackground(Color.pink); //Lb5.setBackground(Color.white); Lb6.setBackground(Color.white); Lb7.setBackground(Color.white); Lb8.setBackground(Color.white); Lb9.setBackground(Color.white); Lb10.setBackground(Color.gray); Lb11.setBackground(Color.white); TF.setBackground(Color.pink); //TA.setBackground(Color.pink); //Lb12.setBackground(Color.gray); Lb1.setFont(fnt); Lb2.setFont(fnt); Lb3.setFont(fnt); Lb4.setFont(fnt); Lb10.setFont(fnt); Lb11.setFont(fnt2); Lb12.setFont(fnt); Lb1.setBackground(Color.gray); btn1.addActionListener(app1); btn2.addActionListener(app1); btn3.addActionListener(app1); btn4.addActionListener(app1); btn5.addActionListener(app1); btn6.addActionListener(app1); btn7.addActionListener(app1); btn8.addActionListener(app1); btn9.addActionListener(app1); btn10.addActionListener(app1); btn11.addActionListener(app1); btn12.addActionListener(app1); //btn12.addActionListener(app1);//写两个这个则会被触发两次事件 btn13.addActionListener(app1); btn14.addActionListener(app1); btn15.addActionListener(app1); btn16.addActionListener(app1); btn17.addActionListener(app1); btn18.addActionListener(app1); btn19.addActionListener(app1); btn20.addActionListener(app1); TF.addTextListener(new shijian3()); frm1.setBackground(Color.white); frm1.setResizable(false); frm1.setVisible(true);//可见 } static class shijian implements ActionListener//接口的实现 { public void actionPerformed(ActionEvent e) { Button BT=(Button)e.getSource(); //取得事件的对象，用于判断事件所属 String str1=BT.getLabel(); //取得按钮的名字,也就是相应的数字 if(str1=="0"||str1=="1"||str1=="2"||str1=="3"||str1=="4"||str1=="5"||str1=="6"||str1=="7"||str1=="8"||str1=="9"||str1=="+"||str1=="-"||str1=="*"||str1=="/"||str1=="."||str1=="π") { if(str1=="π"){str1=Double.toString(Math.PI);} BS.append(str1);//将得到的字符串加入到原有字符串 String str22=BS.toString();//转换成字符串 String str56=Integer.toString(str22.length());//将整形转换成字符串 Lb10.setText(str22); Lb2.setText(str56); Lb3.setText(str56); Lb4.setText(str56); Lb5.setText("无"); Lb12.setText(".0"); Lb1.setText(str22); try{ FileWriter FQ=new FileWriter("D:\\java\\10.txt");FQ.write(str22);FQ.flush();} catch(Exception u) {System.out.println("出错了");}} if(str1=="=")//如果等于等号if里面包含多个if或者while { // System.out.println("str22="+str22); char Data[]=new char[BS.length()]; try{ FileReader FV=new FileReader("D:\\java\\10.txt");//写入所需数据 FV.read(Data);} //这是我们写入的数据， catch(Exception y){System.out.println("出错了");} while(k

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