操作系统提高型实验doc.docx
《操作系统提高型实验doc.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《操作系统提高型实验doc.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
操作系统提高型实验doc
黄冈师范学院
提高型实验报告
实验课题
生产者和消费者算法实现
（实验类型：
□综合性□设计性□应用性）
实验课程
操作系统
实验时间
2008-12
学生姓名
何银兵
专业班级
软工0602
学号
200626240213
一、实验目的
全面理解生产者与消费者问题模型，掌握解决该问题的算法思想，正确使用同步机制。
二、实验要求
问题描述：
一组生产者向一组消费者提供消息，它们共享一个有界缓冲池，生产者向其中投放消息，消费者从中取得消息。
假定这些生产者和消费者互相等效，只要缓冲池未满，生产者可将消息送入缓冲池；只要缓冲池未空，消费者可从缓冲池取走一个消息。
功能要求：
根据进程同步机制，编写一个解决上述问题的可视化程序，可显示缓冲池状态、放数据、取数据等过程。
具体参数：
有4个生产者进程，分别为P1、P2、P3和P4；有4个消费者进程，分别是C1、C2、C3和C4；缓冲区单元个数N=15
三、实验设备
计算机一台
WINDOWSXPProfessional
Delphi7.0
四、设计流程图
主要流程：
满
否
其它
五、数据定义
MyArray=array[0..14]ofstring;
hcdl,zsdl,jxdl:
MyArray;//定义缓冲队列、阻塞队列和就绪队列，大小为15
functionsta（dl:
MyArray）:
string;//函数：
判断指定队列空、满或有值
functionsearchPC（pc:
string;dl:
MyArray）:
integer;//函数：
从指定列找出生产者或消费者进程，返回该元素在阻塞队列的序号
functiondlval（dl:
MyArray;pos:
integer）:
string;//函数，得到指定队列指定元素的内容，并判断其类型
procedurePC（vardl:
MyArray;pos:
integer）;//过程，根据参数所指定的队列和元素进行生产或消费
procedureZS（vardl:
MyArray;pos:
integer）;//过程，将指定队列中指定元素送入阻塞队列
六、源程序
unitUnit1;
interface
uses
Windows,Messages,SysUtils,Variants,Classes,Graphics,Controls,Forms,
Dialogs,StdCtrls,ExtCtrls,ComCtrls,Buttons,StrUtils;
type
TForm1=class（TForm）
GroupBox1:
TGroupBox;
GroupBox2:
TGroupBox;
GroupBox3:
TGroupBox;
ListBox1:
TListBox;
ListBox2:
TListBox;
ListBox3:
TListBox;
GroupBox4:
TGroupBox;
GroupBox5:
TGroupBox;
Button1:
TButton;
Edit1:
TEdit;
Label2:
TLabel;
memo1:
TMemo;
BitBtn1:
TBitBtn;
BitBtn2:
TBitBtn;
BitBtn3:
TBitBtn;
Label1:
TLabel;
memo2:
TMemo;
Label3:
TLabel;
procedureButton2Click（Sender:
TObject）;
procedureFormActivate（Sender:
TObject）;
procedureButton1Click（Sender:
TObject）;
procedureBitBtn2Click（Sender:
TObject）;
procedureBitBtn1Click（Sender:
TObject）;
procedureBitBtn3Click（Sender:
TObject）;
private
{Privatedeclarations}
public
{Publicdeclarations}
end;
type
MyArray=array[0..14]ofstring;
var
Form1:
TForm1;
memo1:
TMemo;
memo2:
TMemo;
hcdl,zsdl,jxdl:
MyArray;
steps:
integer=0;
functionsta（dl:
MyArray）:
string;
functionsearchPC（pc:
string;dl:
MyArray）:
integer;
functiondlval（dl:
MyArray;pos:
integer）:
string;
procedurePC（vardl:
MyArray;pos:
integer）;
procedureZS（vardl:
MyArray;pos:
integer）;
implementation
{$R*.dfm}
procedureTForm1.Button2Click（Sender:
TObject）;
begin
self.Close;
end;
procedureTForm1.FormActivate（Sender:
TObject）;
var
i:
integer;
begin
listbox1.Items.Clear;
listbox2.Items.Clear;
listbox3.Items.Clear;
memo1.Clear;
memo2.Clear;
edit1.Clear;
bitbtn3.Enabled:
=false;
steps:
=0;
fori:
=0to14do
begin
hcdl[i]:
='';
zsdl[i]:
='';
jxdl[i]:
='';
listbox1.Items.Add（''）;
listbox2.Items.Add（''）;
listbox3.Items.Add（''）;
end;
end;
procedureTForm1.Button1Click（Sender:
TObject）;
var
num,rnd,i:
integer;
begin
ifedit1.text=''then
begin
exit;
end;
num:
=strtoint（edit1.text）;
if（num>15）or（num<=0）then
begin
showMessage（'请输入1-15的数字！
'）;
edit1.Clear;
edit1.SetFocus;
end
else
begin
fori:
=0tonum-1do
begin
Randomize;
rnd:
=random（8）+1;
if（rnd>=1）and（rnd<=4）then
jxdl[i]:
='P'+inttostr（rnd）
else
jxdl[i]:
='C'+inttostr（rnd-4）;
end;
listbox3.Items.Clear;
fori:
=low（jxdl）tonum-1do
begin
listbox3.Items.Add（jxdl[i]）;
end;
steps:
=steps+1;
memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
随机生成了'+inttostr（num）+'个进程！
'）;
fori:
=numtohigh（jxdl）do
begin
listbox3.Items.Add（''）;
end;
end;
bitbtn3.Enabled:
=true;
end;
procedureTForm1.BitBtn2Click（Sender:
TObject）;
begin
self.Close;
end;
procedureTForm1.BitBtn1Click（Sender:
TObject）;
begin
self.FormActivate（Sender）;
end;
procedureTForm1.BitBtn3Click（Sender:
TObject）;
var
zsdlsta,hcdlsta,jxdlsta:
string;
jxtop:
string;
begin
zsdlsta:
=sta（zsdl）;//判断阻塞队列状态，空与非空
hcdlsta:
=sta（hcdl）;//判断缓冲池状态
jxdlsta:
=sta（jxdl）;
jxtop:
=dlval（jxdl,0）;//判断就绪队列第一个进程的类型
ifzsdlsta<>'empty'then
begin
{steps:
=steps+1;
memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
阻塞队列不为空'）;
}
ifhcdlsta='empty'then//缓冲为空，需要生产者
begin//showmessage（'在阻塞中找生产者--生产，找不到就从就绪队列
//拿第一个元素生产/消费，若就绪为空，结束'）;
ifsearchPC（'P',zsdl）<>-1then
begin
steps:
=steps+1;
memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
在阻塞队列中找到生产者'）;
//生产
PC（zsdl,searchPC（'P',zsdl））;
end
elseifjxdlsta<>'empty'then//就绪队列不为空
begin
steps:
=steps+1;
memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
阻塞队列中无生产者'）;
//查看就绪队列第一个进程'）;
ifjxtop='P'then
begin
steps:
=steps+1;
memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
就绪队列第一个进程是生产，生产'）;
PC（jxdl,0）;
end
elseifjxtop='C'then
begin
steps:
=steps+1;
memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
就绪队列第一个进程是消费，阻塞'）;
ZS（jxdl,0）;
end
else
begin
steps:
=steps+1;
memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
程序出错-就绪队列中出现的非法进程！
'）;
exit;
end;
end
else//就绪队列为空
begin
steps:
=steps+1;
memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
缓冲为空，需要生产者，程序结束'）;
exit;
end;
end
elseifhcdlsta='full'then//缓冲满，需要消费者
begin
steps:
=steps+1;
//showmessage（'在阻塞中找消费者--消费，找不到就从就绪队列拿第一个元素生产/消费，若就绪为空，结束'）;
ifsearchPC（'C',zsdl）<>-1then
begin
steps:
=steps+1;
memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
在阻塞队列中找到消费者'）;
//消费
PC（zsdl,searchPC（'C',zsdl））;
end
else
ifjxdlsta<>'empty'then//就绪队列不为空
begin
steps:
=steps+1;
memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
阻塞队列中无消费者'）;//查看就绪队列第一个进程'）;
ifjxtop='P'then
begin
steps:
=steps+1;
memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
就绪队列第一个进程是生产，阻塞'）;
ZS（jxdl,0）;
end
elseifjxtop='C'then
begin
steps:
=steps+1;
memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
就绪队列第一个进程是消费，消费'）;
PC（jxdl,0）;
end
else
begin
steps:
=steps+1;
memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
程序出错-就绪队列中出现的非法进程！
'）;
exit;
end;
end
else//就绪队列为空
begin
steps:
=steps+1;
memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
缓冲为空，需要消费者，程序结束'）;
exit;
end;
end
else//缓冲区有元素也有空位，则可生产可消费
begin
steps:
=steps+1;
memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
运行阻塞队列第一个进程'）;
PC（zsdl,0）;
end
end
elseifzsdlsta='empty'then
begin//阻塞为空，就从就绪队列拿一个
{steps:
=steps+1;
memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
阻塞队列为空'）;}
ifjxdlsta<>'empty'then//就绪队列不为空,可以从里面拿
begin
ifhcdlsta='empty'then
begin
ifjxtop='P'then
begin
steps:
=steps+1;
memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
就绪队列第一个进程是生产，生产'）;
PC（jxdl,0）;
end
else
begin
steps:
=steps+1;
memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
就绪队列第一个进程是消费，阻塞'）;
ZS（jxdl,0）;
end;
end
elseifhcdlsta='full'then
begin
ifjxtop='C'then
begin
steps:
=steps+1;
memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
就绪队列第一个进程是消费，消费'）;
pc（jxdl,0）;
end
else
begin
steps:
=steps+1;
memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
就绪队列第一个进程是生产，阻塞'）;
ZS（jxdl,0）;
end;
end
else//缓冲区有元素也有空位，则可生产可消费
begin
ifjxtop='P'then
begin
steps:
=steps+1;
memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
就绪队列第一个进程是生产，生产'）;
PC（jxdl,0）;
end
elseifjxtop='C'then
begin
steps:
=steps+1;
memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
就绪队列第一个进程是消费，消费'）;
PC（jxdl,0）;
end;
end;
end
else//就绪队列为为空,程序结束
begin
steps:
=steps+1;
memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
无任何进程可运行，程序结束！
'）;
exit;
end
end;
end;
//////////////////////////////////////////////////////////
//函数：
判断指定队列空、满或有值
functionsta（dl:
MyArray）:
string;
var
notfull,notempty:
integer;
i:
integer;
begin
notfull:
=0;
notempty:
=0;
fori:
=0to14do
begin
ifdl[i]=''then
notfull:
=1
else
notempty:
=1;
end;
if（notfull=1）and（notempty=0）then
result:
='empty'
elseif（notfull=0）and（notempty=1）then
result:
='full'
elseif（notfull=1）and（notempty=1）then
result:
='ok';
end;
//函数：
从指定列找出生产者或消费者进程，返回该元素在阻塞队列的序号
functionsearchPC（pc:
string;dl:
MyArray）:
integer;
var
i:
integer;
begin
result:
=-1;
fori:
=0to14do
begin
ifleftstr（dl[i],1）=pcthen
begin
result:
=i;
exit;
end;
end;
//SHOWMESSAGE（'阻塞队列无需要的进程'）;
end;
//函数，得到指定队列指定元素的内容，并判断其类型
functiondlval（dl:
MyArray;pos:
integer）:
string;
begin
ifleftstr（dl[pos],1）='P'then
result:
='P'
elseifleftstr（dl[pos],1）='C'then
result:
='C';
end;
//过程，根据参数所指定的队列和元素进行生产或消费
procedurePC（vardl:
MyArray;pos:
integer）;
var
i,t:
integer;
begin
ifleftstr（dl[pos],1）='P'then
begin
steps:
=steps+1;
form1.memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
'+dl[pos]+'生产一个，缓冲加一，队列减一'）;
fori:
=0to14do
begin
ifhcdl[i]=''then
begin
hcdl[i]:
=dl[pos];
steps:
=steps+1;
form1.memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
'+dl[pos]+'生产：
'+hcdl[i]）;
form1.listbox1.Items.Clear;
fort:
=0to14do//在列表显示出来
begin
form1.listbox1.Items.Add（hcdl[t]）;
end;
fort:
=posto13do
begin
dl[t]:
=dl[t+1];//队列中撤消进程
dl[t+1]:
='';
end;
//showmessage（dl[pos]）;
form1.listbox3.Items.Clear;
fort:
=0to14do//在列表显示出来
begin
form1.listbox3.Items.Add（dl[t]）;
end;
exit;//退出
end;
end;
end
elseifleftstr（dl[pos],1）='C'then
begin
steps:
=steps+1;
form1.memo2.Lines.Add（inttostr（steps）+'：
'+dl[pos]+'消费一个，缓冲减一，队列减一'）;
fori:
=0to14do
begin
ifhcdl[i]<>''then
begin
form1.memo1.Lines.Add（dl[pos]+'消费：
'+hcdl[i]）;
fort:
=posto13do
begin
hcdl[t]:
=hcdl[t+1];//队列中撤消进程
hcdl[t+1]:
='';
dl[t]:
=dl[t+1];
dl[t+1]:
='';
end;
form1.ListBox1.Items.Clear;//更新列表框
form1.ListBox2.Items.Clear;
form1.ListBox3.Items.Clear;
fort:
=0to14do
begin
form1.ListBox1.Items.Add（hcdl[t]）;
form1.ListBox2.Items.Add（zsdl[t]）;
form1.ListBox3.Items.Add（jxdl[t]）;
end;
exit;
end;
end;
end;
end;
//过程，将指定队列中指定元素送入阻塞队列
procedureZS（vardl:
MyArray;pos:
integer）;
var
i,t:
integer;
begin
fori:
=0to14do
begin
ifzsdl[i]=''then
begin
zsdl[i]:
=dl[pos];//加入阻塞
fort:
=posto13do
begin
dl[t]:
=dl[t+1];//队列中撤消进程
dl[t+1]:
='';
end;
form1.ListBox1.Items.Clear;//更新列表框
form1.ListBox2.Items.Clear;
form1.ListBox3.Items.Clear;
fort:
=0to14do
begin
form1.ListBox1.Items.Add（hcdl[t]）;
form1.ListBox2.Items.Add（zsdl[t]）;
form1.ListBox3.Items.Add（jxdl[t]）;
end;
exit;
end;
end;
end;
//
升级会员 