--数学与计算机学院课程设计说明书课程名称: 操作系统原理-课程设计课程代码：题目：读者写者问题年级／专业/班:学生姓名:学号:开始时间：20１1 年12月05日完成时间:20１1 年12月25 日课程设计成绩：学习态度及平时成绩(30) 技术水平与实际能力(20）创新（5）说明书撰写质量(45）总分(100）指导教师签名：年月日目录1 引言ﻩ错误!未定义书签。
1．1问题的提出ﻩ错误!未定义书签。
1.2任务于分析ﻩ错误!未定义书签。
２程序的主要功能ﻩ错误!未定义书签。
2.1测试文本录入功能.................................... 错误!未定义书签。
2.2读者优先判断功能.................................... 错误!未定义书签。
2．3写者优先判断功能.................................. 错误!未定义书签。
3 程序运行平台........................................... 错误!未定义书签。
4 总体设计............................................... 错误!未定义书签。
5模块分析 ............................................... 错误!未定义书签。
5.1测试文本录入模块.................................... 错误!未定义书签。
5.2读者优先判断模块.................................... 错误!未定义书签。
5.3写者优先判断模块.................................... 错误!未定义书签。
６系统测试............................................. 错误!未定义书签。
7 结论................................................................. ８致谢.................................................. 错误!未定义书签。
参考文献 (10)摘要在现代操作系统中，几乎毫无例外的都是通过文件系统来组织和管理在计算机中所存储的大量程序和数据;或者说，文件系统的管理功能，使通过把它所管理的程序和数据组织成一系列文件来实现的。
文件系统负责管理在外存上的文件,并把对文件的存取、共享和保护等功能调用提供给用户。
不仅方便了用户，保证了文件的安全性，还可有效的提高系统资源的利用率操作系统是一门实践性很强的课程,不仅要学习书本上的理论,而且必须动手实践才能对操作系统基本原理真正理解。
本课程设计中的题目能加深学生对教学内容的理解,培养学生初步掌握操作系统基本功能的设计方法及其实现过程。
计算机操作系统是计算机中的关键性技术,它的设计与实现体现了程序设计与软件工程的精髓。
计算机操作系统原理课程那个是计算机科学与技术及相关专业的核心课程,历来为计算机及信息学科所重视。
操作系统原理课程设计正是该课程时间环节的集中表现,它不仅可使学生巩固理论学习的概念、原理、设计及算法,同时也可培养软件开发所应有的系统结构设计和软件工程素养。
关键词：操作系统文件系统功能调用1 引言１.1 问题的提出在Wｉndows200０环境下，创建一个控制台进程，此进程包含n个线程。
用这ｎ个线程来表示n个读者或写者。
每个线程按相应测试数据文件的要求进行读写操作。
用信号量机制分别实现读者优先和写者优先问题。
1．2任务与分析具体要求：读者-写者问题的读写操作限制(包括读者优先和写者优先）写-写互斥:不能有两个写者同时进行写操作读-写互斥：不能同时有一个线程在读,而另一个线程在写。
读-读允许：可以有一个或多个读者在读。
读者优先的附加限制:如果读者申请进行读操作时已有另一个读者正在进行读操作，则该读者可直接开始读操作。
写者优先的附加限制：如果一个读者申请进行读操作时已有另一个写者在等待访问共享资源，则该读者必须等到没有写者处于等待状态后才能开始读操作。
运行结果显示要求：要求在每个线程创建、发出读写申请、开始读写操作和结束读写操作时分别显示一行提示信息，以确定所有处理都遵守相应的读写操作限制。
课程设计目的:通过实现经典的读者写者问题，巩固对线程及其同步机制的学习效果，加深对相关基本概念的理解,并学习如何将基本原理和实际设计有机的结合。
ﻬ２程序的主要功能2.1测试文本录入功能从指定的文件中录入程序所需要的数据信息。
2．2读者优先判断功能按thｒｅad＿info中信息创建线程并执行,当线程类型为Ｒ时创建读者线程。
２．3写着优先判断功能按ｔｈread＿infｏ中信息创建线程并执行，当线程类型为R时创建读者线程。
ﻬ3 程序运行平台Windows98/200０/XＰ操作系统,以VC++ 6．0集成开发环境为主要开发工具。
ﻬ4总体设计图４.1 系统总体框架5 模块分析5.１测试文本录入模块打开测试数据文本“threａd.txt”，并将其中数据读入thrｅad＿info数组中inｔ nｕ;//线程号,ｎu、ki、ｄｅ、ｒu用来临时保存线程信息cｈar ki;//线程类型douｂle de;//延迟时间doｕblｅ ru；//运行时间file=fopen("thｒeａd.txｔ"，＂ｒ");ﻩif（fｉle）ﻩ{ whilｅ(!feｏf(filｅ)）ﻩ{ fsｃａnf（file,＂％d %c ％lf %lf＼n",&nu,&ｋｉ，&de,&ru);ﻩﻩｔhｒｅad_ｉnfo［n_thｒeａd].nuｍ=nｕ;ﻩthｒead_ｉｎfo［n＿thread].kｉnd＝ki;ﻩﻩthread_info[n_threａd].delay=ｄｅ;ﻩthread＿inｆo[ｎ＿ｔｈｒeaｄ++］．runtime=ｒu;}ﻩ}fｃｌosｅ(file);5．2 读者优先判断模块１．首先调reａｄfirsｔ（）函数，按ｔhreaｄ＿info中信息创建线程并执行，当线程类型为R时创建读者线程，反之创建写者线程。
主要代码如下:ﻩ fｏｒ(int ｉ=0;i<ｎ＿threａd;i++)ﻩ｛ iｆ(ｔhread_ｉｎｆo[ｉ]．ｋｉnd==＇Ｒ')ﻩthread[i］=ＣｒeatｅＴhreaｄ(NUＬL，0，（ＬＰTHREAD_STＡＲＴ_ROＵＴINE)(ｒf_reａd),＆ｔhreａd_iｎfo[i],0,＆ｔhreａdＩＤ);／／创建读者线程ﻩﻩeｌsｅ if(ｔhrｅad＿info[i].kiｎd=＝'W'）tｈｒｅaｄ[i]=CｒeateTｈｒead(NULL,0,（LPＴHRＥAＤ_ＳＴART_ROUTIＮE）(r ｆ_wｒｉte)，&threａd_info[i],0，&threadID);// 创建写者线程ﻩ }2.创建及调度读者线程的函数rf＿read（):首先申请读;然后用一互斥变量ｒmuｔex保证修改rｅaｄcoｕnｔ时无其他读者线程影响,当为第一个申请的读者时应判断当前是否有写者等待或写,等待写操作完毕方才继续执行,释放互斥变量ｒmｕtｅｘ，完成读者读的过程;最后用互斥变量rmｕteｘ保证修改reａdｃounｔ时无其他读者线程影响，之后释放ｒmutex。
HANDLE rmutｅx=OpｅnＭutex(MUTEX_ＡLL_ＡＣＣESS，fａlse,＂rｍutex"）；DＷORＤ de=(DWOＲＤ)(（(ｔhreaｄinfo＊)ｐ）-＞ｄelay *１0００)；／/延迟时间DWORD ru=(DWORD)（（(ｔhrｅadinfo*)ｐ）->rｕｎｔime ＊100０）;//执行时间int ｎｕ=((threａdinfｏ＊)ｐ)->num;Slｅｅp(dｅ)； //等待pｒinｔf("reader %d aｐply\n",nu）;ＷaitForSinｇｌｅObｊeｃt（rmutｅx,－1);/／阻塞rmutｅx,以便修改readcounｔiｆ(++reａdcoｕｎｔ==1） /／申请的读者数加1EntｅrCｒiｔicalSｅction(&cs_wｒiｔe);/／如为第一个读者，等待写者写完RelｅａseＭuteｘ(ｒｍｕtex）;／/释放互斥变量rmuｔeｘprintf("readeｒ %d begin to reａd\ｎ"，nu)；Slｅep(ｒu)； //执行printf("reader ％d fiｎisｈed\n",nu);WaitForSinｇleObject(rmutｅx，－1）;／/阻塞rｍutex，以便修改rｅａｄcoｕntif（--rｅａｄcｏunt==０）ﻩLeaveCriticalSｅctiｏn(＆ｃs_wrｉte)；RｅｌeａseＭuｔex（rmｕｔeｘ);/／释放rmuteｘ3．写者线程rｆ_ｗrite():首先申请写操作；然后等待进入临界区cｓ_write,执行写操作；最后释放临界资源cs＿wrｉte,完成写操作。
DWOＲD de=(DWＯRD）(((thrｅaｄｉnｆｏ＊）(p))->ｄeｌaｙ*１０００);/／延迟时间ＤＷORD ru=(ＤWORD)（((threadｉｎfｏ*)（p))->runtime＊１000);／/执行时间ｉnt nu=（（threadｉnｆo*)p)－＞ｎｕｍ;Sleep（dｅ); ／／等待printf(＂writeｒ %d ａpplｙ\n"，nｕ);EnｔerＣrｉtiｃalSection（&ｃs_ｗｒite);prinｔｆ（＂wriｔeｒ %d ｂｅgin ｔo wriｔe＼n"，nu);Ｓleep（ru)；ｐｒｉntf(＂writｅr ％d finｉshed＼n",nu）;LeavｅＣrｉｔicａｌSecｔiｏn(&ｃs_write);5.３读者优先判断模块1.首先调wrｉtefiｒsｔ()函数，按thｒead＿ｉnｆo中信息创建线程并执行，当线程类型为R时创建读者线程,反之创建写者线程。
主要代码如下：for(iｎt i=0;i<n_thrｅad;i++)ﻩ { ｉｆ(tｈread_infｏ[i］．kinｄ＝=＇R')ﻩthｒｅad[i]=ＣreateThread(NULL，0,(LPＴＨREAＤ_STAＲT_ROUＴINE)(wf＿rea ｄ),&thrｅａd＿info［i],0,&ｔhreaｄID);// 创建读者线程ﻩeｌse if（thread_info[i]．kｉｎｄ=＝＇Ｗ')ﻩthｒead[i]=CreａteＴhｒead(NULL，0,(LPＴHＲＥAD_START_RＯＵTＩNE)(wf_write),&ｔｈread_ｉnfo[i]，０,＆tｈrｅadID);// 创建写者线程ﻩ }2．创建及调度读者线程的函数ｗf_ｒｅaｄ():首先申请读;然后用一互斥变量mutex保证当前只有一个读者进入cs_ｒead临界区,然后用一互斥变量ｒｍuteｘ保证修改re ａdcｏuｎｔ时无其他读者线程影响,当为第一个申请的读者时应判断当前是否有写者等待或写,等待写操作完毕方才继续执行，完成进入临界区的过程,释放临界区并释放互斥变量mutex及rmｕtｅｘ以便其他读者访问临界区cs_read，完成读者读的过程；最后用互斥变量rmutex保证修改readcount时无其他读者线程影响,之后释放ｒmｕtex。