2014年操作系统课程设计题目与要求(4)

操作系统课程设计指导

而父进程则循环从管道中读出信息，显示在屏幕上。

用管道进行通讯，实质上是一个多生产者单消费者的问题，必须考虑其中都有哪些同步和互斥，同时向管道输入端写的字节数必须和从输出端读的字节数一致，若不一致，则会出现什么问题。 3、要求

⑴仔细观察设计中的各种现象及出现的问题。分析产生各种现象的原因。寻找解决问题的办法。

⑵报告应至少包括带注释的程序清单、输出的结果及对各种现象的分析意见。

题目8 linux进程软中断实现进程间通信

1、目的

调用linux系统调用实现多进程的创建、进程间利用软中断进行通信。 2、内容 ⑴进程的创建

编制一段程序，使用系统调用fork( )创建两个子进程，这样在此程序运行时，在系统中就有一个父进程和两个自进程在活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符a，自进程分别显示字符 b和字符c。试观察、记录并分析屏幕上进程调度的情况。

如果在程序中使用系统调用nice( )来改变各进程的优先级，会出现什么现象？ （2）进程的“软中断”通信

它可用于同一用户的进程之间通信。其方式是：一个进程通过系统调用

kill(pid,sig) 向同一用户的其它进程pid发送一个软中断信号：另一进程通过系统调用signal(sig,func)捕捉到信号sig后，执行予先约定的动作func，从而实现这两个进程间的通信。

①发送信号kill(pid,sig)，本进程将指定信号sig发送给指定进程pid，其中参数为pid进程号，pid与sig均为整数值。

16

操作系统课程设计指导

②接收信号signal(sig,func)，本进程接收到其它进程发送给它的信号后，完成指定的功能func。func一般是函数。

在程序中系统调用sleep(second)用于进程的同步与互斥，自变量是暂停秒数。其功能是使现行进程暂停执行由自变量规定的秒数。

类似的系统调用有pause()，它的功能是暂停执行本进程，等待kill发来的信号，收到信号后再继续执行。

在特殊情况下，常用到如下语句signal(SIGINT,SIG_IGN)。它表示遇到了中断信号SIGINT（按Del键）。本进程不做任何动作，即勿略该中断信号对本进程的影响。 （3） 编写一个程序，实现进程的“软中断”通信。使用系统调用fork()创建2个子进程，再使用系统调用signal()让父进程捕捉键盘上来的中断信号（即按Del键），在捕捉到中断信号后，父进程用系统调用kill()向2个子进程发信号，子进程捕捉到信号后分别输出下列信息后终止： Child process 1 is killed by parent ! Child process 3 is killed by parent !

父进程等待2个子进程都终止后，输出如下信息后终止： Parent process is killed ! 3、要求

⑴仔细观察设计中的各种现象及出现的问题。分析产生各种现象的原因。寻找解决问题的办法。

⑵报告应至少包括带注释的程序清单、输出的结果及对各种现象的分析意见。

题目9 linux进程锁实现进程间同步与互斥

1、目的

调用linux系统调用实现多进程的创建、进程间利用软中断进行通信。 2、内容

17

操作系统课程设计指导

⑴进程的创建

编制一段程序，使用系统调用fork( )创建两个子进程，这样在此程序运行时，在系统中就有一个父进程和两个自进程在活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符a，自进程分别显示字符 b和字符c。试观察、记录并分析屏幕上进程调度的情况。

（2）系统调用locking进程的控制

利用系统调用locking(fd,mode,size)，对指定文件的指定区域（由size指示）进行加锁或解锁，以实现进程的同步与互斥。其中fd是文件描述字；mode是锁定方式，=1表示加锁，=0表示解锁，size是指定文件fd的指定区域，用0表示从当前位置到文件尾。 常用程序段

fd = open( “a.out”,2 ); i = fork(); if( i==0 )

{ locking(fd,1,0); ???

locking(fd,0,0); }

（3） 编写一个程序，创建一个文件，文件名为lock.dat，同时父进程创建2个子进程，通过系统调用locking()，分别让2个子进程对文件加锁，再输出有关信息，然后解锁。 3、要求

⑴仔细观察设计中的各种现象及出现的问题。分析产生各种现象的原因。寻找解决问题的办法。

⑵报告应至少包括带注释的程序清单、输出的结果及对各种现象的分析意见。

18

操作系统课程设计指导

题目10 利用进程同步与互斥实现吃水果问题

1、目的

调用linux系统调用实现多进程的创建、进程间同步与互斥解决具体问题。 2、内容 ⑴进程的创建

编制一段程序，使用系统调用fork( )创建两个子进程，这样在此程序运行时，在系统中就有一个父进程和两个自进程在活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符a，自进程分别显示字符 b和字符c。试观察、记录并分析屏幕上进程调度的情况。

（2）利用进程同步与互斥编程实现吃水果问题：

桌上有一盘子，桌上有一个空盘，允许存放一只水果，爸爸可向盘内放苹果，妈妈可向盘内放桔子，儿子专等吃盘内的桔子，女儿专等吃盘中的苹果。 3、要求

⑴仔细观察设计中的各种现象及出现的问题。分析产生各种现象的原因。寻找解决问题的办法。

⑵报告应至少包括带注释的程序清单、输出的结果及对各种现象的分析意见。

题目11 利用进程同步与互斥实现理发师问题

1、目的

调用linux系统调用实现多进程的创建、进程间同步与互斥解决具体问题。 2、内容 ⑴进程的创建

编制一段程序，使用系统调用fork( )创建两个子进程，这样在此程序运行时，在系统中就有一个父进程和两个自进程在活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：

19

操作系统课程设计指导

父进程显示字符a，自进程分别显示字符 b和字符c。试观察、记录并分析屏幕上进程调度的情况。

（2）利用进程同步与互斥编程实现理发师问题： （1）一个理发店接待室有n张椅子，工作室有1张椅子； （2）没有顾客时，理发师睡觉；

（3）第一个顾客来到时，必须将理发师唤醒；

（4）顾客来时如果还有空座的话，他就坐在一个座位上等待； （5）如果顾客来时没有空座位了，他就离开，不理发了；

（6）当理发师处理完所有顾客，而又没有新顾客来时，他又开始睡觉。 3、要求

⑴仔细观察设计中的各种现象及出现的问题。分析产生各种现象的原因。寻找解决问题的办法。

⑵报告应至少包括带注释的程序清单、输出的结果及对各种现象的分析意见。

题目12 利用进程同步与互斥实现面包房算法

1、目的

调用linux系统调用实现多进程的创建、进程间同步与互斥解决具体问题。 2、内容 ⑴进程的创建

编制一段程序，使用系统调用fork( )创建两个子进程，这样在此程序运行时，在系统中就有一个父进程和两个自进程在活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符a，自进程分别显示字符 b和字符c。试观察、记录并分析屏幕上进程调度的情况。

（2）利用进程同步与互斥编程实现面包房算法：

20