A操作系统课程设计Word格式.docx
《A操作系统课程设计Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《A操作系统课程设计Word格式.docx（26页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
设计一个多道程序完成上述操作。
图1Buffer操作
（1）可以随机产生字符数据，由put操作放入Buff1，buffer中容量单位是字符。
（2）提供良好图形界面，显示Buffer的操作过程。
（3）可以设定各Buffer的容量、PUT、GET、Move操作的个数；
（4）可以设定PUT、GET、Move操作的速度；
（5）实时显示每个Buffer中数据的个数和数据的内容，空闲Buffer的空间的个数；
（6）实时显示线程、进程所处于等待（阻塞）状态的个数
（7）程序运行结束，显示汇总数据：
总的运行时间；
Buffer中数据的个数；
已放入BUFFER的数据个数；
已放已取的数据个数；
平均每个buffer中的数据个数。
1.3课程设计使用的开发语言和工具
语言：
C++
开发环境：
VisualStudio2008及其开发环境下的MFC平台。
1.4解决的主要问题
（1）MFC界面设计
（2）模拟生产者消费者的互斥操作
（3）各信号量的使用
2使用的基本概念和原理
2.1MFC
MFC是Windows下程序设计的最流行的一个类库，它合理的封装了WIN32API函数，并设计了一套方便的消息映射机制。
2.2MFC的消息实现机制
在MFC的框架结构下，可以进行消息处理的类的头文件里面都会含有DECLARE_MESSAGE_MAP（）宏,这里主要进行消息映射和消息处理函数的声明。
所有能够进行消息处理的类都是基于CCmdTarget类的，也就是说CCmdTarget类是所有可以进行消息处理类的父类。
CCmdTarget类是MFC处理命令消息的基础和核心。
2.3线程
线程是程序独立运行的基本单位，一个程序通过执行多个线程可以提高机器本身资源的利用率，同时也可以完成多任务并行运行的操作。
2.4信号量
信号量是一个在一定范围内变化的整形数据，用来表示一种临界资源，线程通过信号量的值来确定自己的状态是执行还是挂起，各线程间也是通过信号量机制来协调运行顺序一起完成任务。
3总体设计
确定基本技术路线为面向对象程序设计，使用MFC编写程序，建立基本对话框。
在对话框中设立生产者、MOVE、消费者板块，各板块内的按钮能控制各自线程的建立、暂停以及相关数据的设定。
通过创建生产者线程往BUFFER1中投放随机产生的字符，创建MOVE1线程将BUFFER1中的字符移动到BUFFER2中，创建MOVE2线程将BUFFER2中的字符移动到BUFFER3中，创建消费者线程从BUFFER3中取出字符消费。
建立信号量，因为生产者线程和MOVE1线程共同使用临界资源BUFFER1，所以用Mutex信号量来协调生产者线程和MOVE1线程；
因为MOVE1线程和MOVE2线程共同使用临界资源BUFFER2，所以用Mutex1信号量来协调MOVE1线程和MOVE2线程，因为MOVE2线程和消费者线程共同使用临界资源BUFFER3，所以用Mutex3信号量来协调MOVE2线程和消费者线程。
4详细设计
4.1ThreadInfo结构体
typedefstructThreadInfo{
CListBox*pList;
}thread,*lpthread;
此结构体用来保存在线程建立时往线程中传送的参数信息（如该线程指定的操作控件），以供在本线程中使用。
4.2线程操作函数
4.2.1执行函数的声明
分别声明生产者、MOVE1、MOVE2、消费者函数，格式为：
DWORDWINAPIthreadFIFO（LPVOIDlparam）;
//声明3个不同的生产者线程，主要区别是能分别输出该生产的字符是哪个生产者生产的。
DWORDWINAPIProductor1（LPVOIDpthread）
DWORDWINAPIProductor2（LPVOIDpthread）
DWORDWINAPIProductor3（LPVOIDpthread）
//声明MOVE1线程。
DWORDWINAPIMove1（LPVOIDpthread）
//声明MOVE2线程。
DWORDWINAPIMove2（LPVOIDpthread）
//声明3个不同的消费者线程，主要区别是能分别输出该消费的字符是哪个消费者消费的。
DWORDWINAPIConsumer1（LPVOIDpthread）
DWORDWINAPIConsumer2（LPVOIDpthread）
DWORDWINAPIConsumer3（LPVOIDpthread）
4.2.2定义12个线程
//3个生产者线程
hThread1=CreateThread（NULL,0,Productor1,&
thread1,0,&
ProducterID）;
hThread2=CreateThread（NULL,0,Productor2,&
hThread7=CreateThread（NULL,0,Productor3,&
//3个MOVE1线程
hThread5=CreateThread（NULL,0,Move1,&
thread3,0,&
MoveID[0]）;
hThread9=CreateThread（NULL,0,Move1,&
hThread10=CreateThread（NULL,0,Move1,&
//3个MOVE2线程
hThread6=CreateThread（NULL,0,Move2,&
thread4,0,&
MoveID[1]）;
hThread11=CreateThread（NULL,0,Move2,&
hThread12=CreateThread（NULL,0,Move2,&
4.2.3各信号量的定义
Mutex=CreateMutex（NULL,false,NULL）;
Mutex1=CreateMutex（NULL,false,NULL）;
Mutex2=CreateMutex（NULL,false,NULL）;
BufferFull=CreateSemaphore（NULL,BUFFER_SIZE1,BUFFER_SIZE1,NULL）;
BufferEmpty=CreateSemaphore（NULL,0,BUFFER_SIZE1,NULL）;
/
Buffer1Full=CreateSemaphore（NULL,BUFFER_SIZE1,BUFFER_SIZE1,NULL）;
Buffer1Empty=CreateSemaphore（NULL,0,BUFFER_SIZE1,NULL）;
Buffer2Full=CreateSemaphore（NULL,BUFFER_SIZE1,BUFFER_SIZE1,NULL）;
Buffer2Empty=CreateSemaphore（NULL,0,BUFFER_SIZE1,NULL）;
4.2.4各线程的函数接口的定义及算法描述
生产者线程函数接口：
DWORDWINAPIProductor1（LPVOIDpthread）
{
lpthreadtemp=（lpthread）pthread;
CStringstr=_T（"
生产者:
"
）;
while（control）{
WaitForSingleObject（BufferFull,INFINITE）;
WaitForSingleObject（Mutex,INFINITE）;
buffer[in%BUFFER_SIZE1]=（char）（'
Z'
-rand（）%26）;
temp->
pList->
AddString（str+buffer[in%BUFFER_SIZE1]）;
c_Buffer.AddString（buffer[in%BUFFER_SIZE1]）;
in=in+1;
Sleep（t1）;
ReleaseMutex（Mutex）;
ReleaseSemaphore（BufferEmpty,1,NULL）;
}
returntrue;
}
MOVE1线程函数接口：
intflag;
while（control）{WaitForSingleObject（BufferEmpty,INFINITE）;
WaitForSingleObject（Buffer1Full,INFINITE）;
WaitForSingleObject（Mutex,INFINITE）;
WaitForSingleObject（Mutex1,INFINITE）;
buffer1[mov1%BUFFER_SIZE1]=buffer[mov1%BUFFER_SIZE1];
temp->
AddString（str+buffer1[mov1%BUFFER_SIZE1]）;
flag=c_Buffer.FindString（0,（LPCTSTR）buffer[mov1%BUFFER_SIZE1]）;
if（flag!
=CB_ERR）
{
c_Buffer.DeleteString（flag）;
}
buffer[mov1%BUFFER_SIZE1]="
0"
;
mov1=mov1+1;
Sleep（t2）;
ReleaseMutex（Mutex1）;
ReleaseSemaphore（BufferFull,1,NULL）;
ReleaseSemaphore（Buffer1Empty,1,NULL）;
}
MOVE2线程函数接口：
while（control）{
WaitForSingleObject（Buffer1Empty,INFINITE）;
WaitForSingleObject（Buffer2Full,INFINITE）;
WaitForSingleObject（Mutex2,INFINITE）;
buffer2[mov2%BUFFER_SIZE1]=buffer1[mov2%BUFFER_SIZE1];
AddString（str+buffer2[mov2%BUFFER_SIZE1]）;
flag=c_Buffer1.FindString（0,（LPCTSTR）buffer1[mov2%BUFFER_SIZE1]）;
c_Buffer1.DeleteString（flag）;
buffer1[mov2%BUFFER_SIZE1]="
mov2=mov2+1;
ReleaseMutex（Mutex2）;
ReleaseSemaphore（Buffer1Full,1,NULL）;
ReleaseSemaphore（Buffer2Empty,1,NULL）;
消费者线程函数的接口：
消费者:
WaitForSingleObject（Buffer2Empty,INFINITE）;
AddString（str+buffer2[out%BUFFER_SIZE1]）;
flag=c_Buffer2.FindString（0,（LPCTSTR）buffer2[out%BUFFER_SIZE1]）;
c_Buffer2.DeleteString（flag）;
buffer2[out%BUFFER_SIZE1]="
out=out+1;
Sleep（t3）;
ReleaseSemaphore（Buffer2Full,1,NULL）;
4.3其他辅助函数
//创建线程响应函数
voidCConsuProduThreadDlg:
:
OnCreateThread（）
GetDlgItem（IDC_DESTROY_THREAD）->
EnableWindow（true）;
GetDlgItem（IDC_PRODUCTOR1）->
GetDlgItem（IDC_PRODUCTOR2）->
GetDlgItem（IDC_PRODUCTOR3）->
GetDlgItem（IDC_MOVE1）->
GetDlgItem（IDC_MOVE2）->
GetDlgItem（IDC_MOVE3）->
GetDlgItem（IDC_CONSUMER1）->
GetDlgItem（IDC_CONSUMER2）->
GetDlgItem（IDC_CONSUMER3）->
GetDlgItem（IDC_CREATE_THREAD）->
EnableWindow（false）;
ct1=CTime:
GetCurrentTime（）;
（（CComboBox*）GetDlgItem（IDC_COMBO1））->
GetWindowText（buff）;
control=true;
BUFFER_SIZE1=_wtoi（buff.GetBuffer（））;
（（CEdit*）GetDlgItem（IDC_EDIT1））->
GetWindowText（T1）;
t1=（_tstoi（T1））*1000;
（（CEdit*）GetDlgItem（IDC_EDIT2））->
GetWindowText（T2）;
t2=（_tstoi（T2））*1000;
（（CEdit*）GetDlgItem（IDC_EDIT3））->
GetWindowText（T3）;
t3=（_tstoi（T3））*1000;
Mutex=CreateMutex（NULL,false,NULL）;
BufferFull=CreateSemaphore（NULL,BUFFER_SIZE1,BUFFER_SIZE1,NULL）;
/
BufferEmpty=CreateSemaphore（NULL,0,BUFFER_SIZE1,NULL）;
//结束线程响应函数
OnDestroyThread（）
DWORDcode;
control=false;
intgct1,gct2,gct3,gct4,gct5,gct6,gct7,gct8,gct9,gct10,gct11,gct12;
gct1=GetExitCodeThread（hThread1,&
code）;
gct2=GetExitCodeThread（hThread2,&
gct3=GetExitCodeThread（hThread3,&
gct4=GetExitCodeThread（hThread4,&
gct5=GetExitCodeThread（hThread5,&
gct6=GetExitCodeThread（hThread6,&
gct7=GetExitCodeThread（hThread7,&
gct8=GetExitCodeThread（hThread8,&
gct9=GetExitCodeThread（hThread9,&
gct10=GetExitCodeThread（hThread10,&
gct11=GetExitCodeThread（hThread11,&
gct12=GetExitCodeThread（hThread12,&
if（gct1&
&
code==STILL_ACTIVE）{
TerminateThread（hThread1,0）;
CloseHandle（hThread1）;
if（gct2&
TerminateThread（hThread2,0）;
CloseHandle（hThread2）;
if（gct3&
TerminateThread（hThread3,0）;
CloseHandle（hThread3）;
if（gct4&
TerminateThread（hThread4,0）;
CloseHandle（hThread4）;
if（gct5&
TerminateThread（hThread5,0）;
CloseHandle（hThread5）;
if（gct6&
TerminateThread（hThread6,0）;
CloseHandle（hThread6）;
if（gct7&
TerminateThread（hThread7,0）;
CloseHandle（hThread7）;
if（gct8&
TerminateThread（hThread8,0）;
CloseHandle（hThread8）;
if（gct9&
TerminateThread（hThread9,0）;
CloseHandle（hThread9）;
if（gct10&
TerminateThread（hThread10,0）;
CloseHandle（hThread10）;
if（gct11&
TerminateThread（hThread11,0）;
CloseHandle（hThread11）;
if（gct12&
TerminateThread（hThread12,0）;
CloseHandle（hThread12）;
CTimect2=CTime:
intct11=ct1.GetSecond（）;
intct22=ct2.GetSecond（）;
intct33=ct22-ct11;
CStringStr=_T（"
总的运行时间:
CStringStr1;
intt;
Str1.Format（TEXT（"
%d"
）,ct33）;
Str+=Str1;
c_End.AddStri
升级会员 