大连理工大学软件学院操作系统第二次上机.docx
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大连理工大学软件学院操作系统第二次上机
1、代码：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
/******************定义常量**********************/
#defineSHM_MAX_SIZE80//定义共享内存最大空间
#defineSHM_MODE0600
#defineSEM_MODE0600
#defineMUTEX2
#defineSEM_FULL1
#defineSEM_EMPTY0
/***************const型全局变量*****************/
constintN_CONSUMER=2;
constintN_PRODUCER=1;
constintN_BUFFER=20;//缓冲区容量
constintN_WORKTIME=20;//工作时间
/*****************全局变量*********************/
intshm_id=-1;
intsem_id=-1;
pid_tchild;//子程序ID
pid_tparent;//父程序ID
/******************缓冲区**********************/
structmy_buffer
{
inthead;
inttail;
intstr[SHM_MAX_SIZE/4];
intnum;//缓冲区内的数的个数
intis_empty;
};
/****************生产随机数******************/
intg_random（）
{
intrandom;
srand（（unsigned）（getpid（）+time（NULL）））;
random=rand（）%10;//0~9随机数
returnrandom;
}
intgetRandomNum（）
{
intrandom;
srand（（unsigned）（getpid（）+time（NULL）））;
random=rand（）%21;//0~20随机数
returnrandom;
}
/*****************PV操作***********************/
//sem_id指的是信号量集合的ID
//sem_num指的是即将处理的信号量在信号量集合中的索引
//P操作
intwaitSem（intsem_id,intsem_num）
{
structsembufsb;
sb.sem_num=sem_num;
sb.sem_op=-1;//信号量-1
sb.sem_flg=SEM_UNDO;
if（semop（sem_id,&sb,1）<0）
{
perror（"waitSemfailed!
\n"）;
exit
（1）;
}
}
//V操作
intsigSem（intsem_id,intsem_num）
{
structsembufsb;
sb.sem_num=sem_num;
sb.sem_op=1;//信号量加1
sb.sem_flg=SEM_UNDO;
if（semop（sem_id,&sb,1）<0）
{
perror（"sigSemfailed!
\n"）;
exit
（1）;
}
}
/******************打印结果时间******************/
voidprintTime（）
{
time_tnow;
structtm*timenow;
time（&now）;
timenow=localtime（&now）;
printf（"Actualexecutetime:
%s",asctime（timenow））;
}
/********************函数主体********************/
intmain（）
{
shm_id=shmget（IPC_PRIVATE,SHM_MAX_SIZE,IPC_CREAT|0666）;//申请共享内存
if（shm_id<0）//创建失败退出程序
{
perror（"Createsharedmemoryfailed!
\n"）;
exit
（1）;
}
structmy_buffer*shmptr;
shmptr=（structmy_buffer*）shmat（shm_id,NULL,1）;//连接共享内存和通信进程空间
if（shmptr==（void*）-1）//连接失败退出程序
{
perror（"Addbuffertosharedmemoryfailed!
\n"）;
exit
（1）;
}
//创建信号量,失败则退出
if（（sem_id=semget（IPC_PRIVATE,3,SEM_MODE））<0）
{
perror（"Createsemaphorefailed!
\n"）;
exit
（1）;
}
if（semctl（sem_id,SEM_FULL,SETVAL,0）==-1）
{
perror（"Setsemvalueerror!
\n"）;
exit
（1）;
}
if（semctl（sem_id,SEM_EMPTY,SETVAL,20）==-1）
{
perror（"Setsemvalueerror!
\n"）;
exit
（1）;
}
if（semctl（sem_id,MUTEX,SETVAL,1）==-1）
{
perror（"Setsemvalueerror!
\n"）;
exit
（1）;
}
//设置shmptr的每项数值
shmptr->head=0;
shmptr->tail=0;
shmptr->num=0;
shmptr->is_empty=1;
//生产者部分
parent=fork（）;
if（parent<0）
{
perror（"Producerforkfailed!
\n"）;
exit
（1）;
}
elseif（parent==0）
{
shmptr=shmat（shm_id,0,0）;//连接空间至共享内存
if（shmptr==（void*）-1）
{
perror（"Addbuffertothesharedmomoryfailed!
\n"）;
exit
（1）;
}
intcount=0;
for（inti=0;i{
waitSem（sem_id,SEM_EMPTY）;
waitSem（sem_id,MUTEX）;
sleep（g_random（））;
printf（"----------------ProduceprocessNo.%d-------------------\n",i+1）;
printf（"I'mthepriducer,PID=%d\n",getpid（））;
//生产
intx=getRandomNum（）;
shmptr->str[shmptr->tail]=x;
shmptr->tail=（shmptr->tail+1）%SHM_MAX_SIZE;
shmptr->is_empty=0;
shmptr->num++;
//输出生产时间
printTime（）;
intp;
printf（"Thenumberinbufferis%d.\n",shmptr->num+1）;
//放入内存
p=（shmptr->tail-1==shmptr->head）?
（shmptr->tail-1）:
（shmptr->tail-1+SHM_MAX_SIZE）;
for（p;!
（shmptr->is_empty）&&p>=shmptr->head;p--）
{
printf（"%d",shmptr->str[p%SHM_MAX_SIZE]）;
}
printf（"Producerputs%dintothememory!
\n",x）;
printf（"----------------------No.%dend------------------------\n",i+1）;
fflush（stdout）;
sigSem（sem_id,MUTEX）;
sigSem（sem_id,SEM_FULL）;
}
//断开连接
shmdt（shmptr）;
exit（0）;
}
//消费者程序
for（inti=0;i{
child=fork（）;
if（child<0）
{
perror（"Childforkfailed!
\n"）;
exit
（1）;
}
elseif（child==0）
{
shmptr=shmat（shm_id,0,0）;//连接空间至共享内存
if（shmptr==（void*）-1）
{
perror（"Addbuffertothesharedmomoryfailed!
\n"）;
exit
（1）;
}
intcount=0;
for（intj=0;j{
waitSem（sem_id,SEM_EMPTY）;
waitSem（sem_id,MUTEX）;
sleep（g_random（））;
printf（"----------------ConsumerNo.%dprocessNo.%d-----------------\n",i+1,j+1）;
printf（"I'mtheconsumer,PID=%d\n",getpid（））;
//输出消费时间
printTime（）;
if（shmptr->num!
=0）
{
//消费
inty=shmptr->str[shmptr->head];
shmptr->head=（shmptr->head+1）%SHM_MAX_SIZE;
shmptr->is_empty=（shmptr->head==shmptr->tail）;
shmptr->num--;
intp;
printf（"Thenumberinbufferis%d.\n",shmptr->num+1）;
//取出内存
p=（shmptr->tail-1==shmptr->head）?
（shmptr->tail-1）:
（shmptr->tail-1+SHM_MAX_SIZE）;
for（p;!
（shmptr->is_empty）&&p>=shmptr->head;p--）
{
printf（"%d",shmptr->str[p%SHM_MAX_SIZE]）;
}
printf（"Consumergets%doutofthememory!
\n",y）;
}
else
{
printf（"Thememoryisempty!
\n"）;
}
printf（"---------------ConsumerN0.%dprocessNo.%dend----------------\n",i+1,j+1）;
fflush（stdout）;
sigSem（sem_id,MUTEX）;
sigSem（sem_id,SEM_EMPTY）;
}
//断开连接
shmdt（shmptr）;
exit（0）;
}
}
//退出主程序
while（wait（0）!
=-1）;
//解除连接
shmdt（shmptr）;
shmctl（shm_id,IPC_RMID,0）;
shmctl（sem_id,IPC_RMID,0）;
printf（"Exitthemainprocess!
\n"）;
fflush（stdout）;
exit（0）;
return0;
}
截图：
2、代码：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
/******************定义常量**********************/
#defineSHM_MAX_SIZE2//定义共享内存最大空间
#defineSHM_MODE0600
#defineSEM_MODE0600
#defineMUTEX2
#defineSEM_FULL1
#defineSEM_EMPTY0
/***************const型全局变量*****************/
constintN_CONSUMER=2;
constintN_PRODUCER=2;
constintN_BUFFER=2;//缓冲区容量
constintN_WORKTIME=10;//工作时间
/*****************全局变量*********************/
intshm_id=-1;
intsem_id=-1;
pid_tchild;//子程序ID
pid_tparent;//父程序ID
/******************缓冲区**********************/
structmy_buffer
{
inthead;
inttail;
intstr[SHM_MAX_SIZE];
intnum;//缓冲区内的数的个数
intis_empty;
};
/****************生产随机数******************/
intg_random（）
{
intrandom;
srand（（unsigned）（getpid（）+time（NULL）））;
random=rand（）%10;//0~10随机数
returnrandom;
}
intgetRandomNum（）
{
intrandom;
srand（（unsigned）（getpid（）+time（NULL）））;
random=rand（）%2;//0~1随机数
returnrandom;
}
/*****************PV操作***********************/
//sem_id指的是信号量集合的ID
//sem_num指的是即将处理的信号量在信号量集合中的索引
//P操作
intwaitSem（intsem_id,intsem_num）
{
structsembufsb;
sb.sem_num=sem_num;
sb.sem_op=-1;//信号量-1
sb.sem_flg=SEM_UNDO;
if（semop（sem_id,&sb,1）<0）
{
perror（"waitSemfailed!
\n"）;
exit
（1）;
}
}
//V操作
intsigSem（intsem_id,intsem_num）
{
structsembufsb;
sb.sem_num=sem_num;
sb.sem_op=1;//信号量加1
sb.sem_flg=SEM_UNDO;
if（semop（sem_id,&sb,1）<0）
{
perror（"sigSemfailed!
\n"）;
exit
（1）;
}
}
/******************打印结果时间******************/
voidprintTime（）
{
time_tnow;
structtm*timenow;
time（&now）;
timenow=localtime（&now）;
printf（"Actualexecutetime:
%s",asctime（timenow））;
}
/********************函数主体********************/
intmain（）
{
shm_id=shmget（IPC_PRIVATE,SHM_MAX_SIZE*4,IPC_CREAT|0666）;//申请共享内存
if（shm_id<0）//创建失败退出程序
{
perror（"Createsharedmemoryfailed!
\n"）;
exit
（1）;
}
structmy_buffer*shmptr;
shmptr=（structmy_buffer*）shmat（shm_id,NULL,1）;//连接共享内存和通信进程空间
if（shmptr==（void*）-1）//连接失败退出程序
{
perror（"Addbuffertosharedmemoryfailed!
\n"）;
exit
（1）;
}
//创建信号量,失败则退出
if（（sem_id=semget（IPC_PRIVATE,3,SEM_MODE））<0）
{
perror（"Createsemaphorefailed!
\n"）;
exit
（1）;
}
if（semctl（sem_id,SEM_FULL,SETVAL,0）==-1）
{
perror（"Setsemvalueerror!
\n"）;
exit
（1）;
}
if（semctl（sem_id,SEM_EMPTY,SETVAL,10）==-1）
{
perror（"Setsemvalueerror!
\n"）;
exit
（1）;
}
if（semctl（sem_id,MUTEX,SETVAL,1）==-1）
{
perror（"Setsemvalueerror!
\n"）;
exit
（1）;
}
//设置shmptr的每项数值
shmptr->head=0;
shmptr->tail=0;
shmptr->num=0;
shmptr->is_empty=1;
//父亲部分
parent=fork（）;
if（parent<0）
{
perror（"Fatherforkfailed!
\n"）;
exit
（1）;
}
elseif（parent==0）
{
shmptr=shmat（shm_id,0,0）;//连接空间至共享内存
if（shmptr==（void*）-1）
{
perror（"Addbuffertothesharedmomoryfailed!
\n"）;
exit
（1）;
}
intcount=0;
for（inti=0;i{
waitSem（sem_id,SEM_EMPTY）;
waitSem（sem_id,MUTEX）;
sleep（g_random（））;
printf（"----------------FatherMakingNo.%d-------------------\n",i+1）;
printf（"I'mFather,PID=%d\n",getpid（））;
//生产
intx=getRandomNum（）;
printf（"%d",x）;
shmptr->str[shmptr->tail]=x;
shmptr->tail=（shmptr->tail+1）%SHM_MAX_SIZE;
shmptr->is_empty=0;
shmptr->num++;
//输出生产时间
printTime（）;
intp;
printf（"Thenumberoffruitinplantis%d.\n",shmptr->num）;
//放入内存
p=（shmptr->tail-1==shmptr->head）?
（shmptr->tail-1）:
（shmptr->tail-1+SHM_MAX_SIZE）;
if（x==0）
{
printf（"Itisappleintheplant.\n"）;
}
elseif（x==1）
{
printf（"Itisorangeintheplant.\n"）;
}
printf（"----------------------No.%dend------------------------\n",i+1）;
fflush（stdout）;
sigSem（sem_id,MUTEX）;
sigSem（sem_id,SEM_FULL）;
}
//断开连接
shmdt（shmptr）;
exit（0）;
}
//儿子女儿程序,0儿子，1女儿
for（inti=0;i{
child=fork（）;
if（child<0）
{
perror（"Childforkfailed!
\n"）;
exit
（1）;
}
elseif（child==0）
{
shmptr=shmat（shm_id,0,0）;//连接空间至共享内存
if（shmptr==（void*）-1）
{
perror（"Addb
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