C语言实现的多进程同步模拟系统

"本文档是关于使用C语言开发的一个简单的进程管理模拟系统，该系统能够支持多进程并发运行，采用信号量的P、V操作进行同步，并通过阻塞和唤醒操作控制进程状态。系统中有三个并发进程，它们共享并互斥使用临界资源S1和S2。调度算法为剥夺式最高优先数法，优先数可通过键盘输入静态设置。当进程执行时间片到限或被唤醒时，会进行进程调度。系统通过进程控制块PCB和信号量结构来管理进程和资源，所有进程在完成状态后，系统退出运行。" 在进程管理中，这个模拟系统采用了以下几个关键概念和技术： 1. **进程状态**：系统定义了五种进程状态：执行(e)，高就绪(r)，低就绪(t)，等待(w)和完成(c)。初始状态为高就绪，进程在执行、等待和就绪之间转换。 2. **进程调度**：调度算法基于剥夺式最高优先数法，优先数越小，优先级越高。调度程序首先从高就绪态(r)中选择，如果不存在，则从低就绪态(t)中选取。如果唤醒的进程优先级高于当前执行进程，那么当前进程会被剥夺执行权。 3. **时间片中断**：通过生成随机数模拟时间片中断，当进程执行时间达到其随机生成的执行概率阈值时，进程会从执行状态转为低就绪状态。 4. **同步机制**：使用信号量的P、V操作实现进程对临界资源的互斥访问。这里有两个信号量sem1和sem2，分别对应临界资源S1和S2，初始值为1，表示资源可被占用。 5. **进程控制块（PCB）**：每个进程都有一个PCB，包含进程ID、状态、优先数和等待链指针。等待链指针用于连接在同一信号量上等待的进程。 6. **信号量结构**：信号量不仅记录了资源的数量（value），还维护了一个等待链表(firstwr)，用于存储因等待信号量而处于等待状态的进程。 7. **阻塞和唤醒操作**：当进程需要使用临界资源但无法获取时，会进入等待状态，反之，当资源可用或者被唤醒时，进程会从等待状态转变为就绪状态。 8. **系统初始化和退出**：系统启动后进行初始化，然后执行进程调度。所有进程进入完成状态后，系统结束运行。 这个模拟系统为理解进程管理的基本原理提供了一个实践平台，包括进程状态转换、调度策略、同步与互斥以及资源分配等核心概念。它可以帮助开发者深入理解操作系统中的并发控制和调度策略。