操作系统实验：进程同步模拟-吃水果问题实现

"操作系统课程设计-进程同步模拟(吃水果问题)" 在这个操作系统课程设计中，学生被要求模拟一个经典的进程同步问题——吃水果问题。这个问题旨在帮助学生理解和应用进程同步的概念，如互斥和信号量机制。 1. **需求分析** - 吃水果问题涉及到多个角色：爸爸、妈妈、儿子和女儿，他们之间的交互需要遵循特定的规则。 - 爸爸和妈妈负责放入水果，而儿子和女儿负责取出水果，每个角色的行为是独立且并发的。 - 桌子上的盘子容量有限，只能容纳两个水果，这引入了资源限制和互斥访问的问题。 - 每次只能放一个水果或取一个水果，这要求进程间要有同步控制以避免冲突。 2. **功能设计** - 数据结构可能包括表示盘子状态（水果数量）、角色状态（是否在进行操作）等的变量。 - 模块设计可能包括代表每个角色的函数（Father(), Mother(), Son1(), Son2()），以及用于同步和互斥的信号量。 - 信号量将用于控制对盘子的访问，例如，一个信号量用于互斥地放入或取出水果，另一个可能用于记录盘子中的水果总数。 3. **开发平台与源程序** - 学生需要选择一种高级编程语言，如C或C++，来实现这个模拟。 - 源代码应包含上述的函数定义，以及使用信号量机制实现的同步逻辑。 4. **测试用例与运行分析** - 设计各种测试用例，包括边界条件（如盘子满或空的情况）和并发场景，以验证程序的正确性。 - 分析程序运行的结果，确保没有竞态条件或死锁发生。 5. **自我评价与总结** - 学生需要反思程序设计的亮点和不足，并提出改进方案。 - 讨论可能的替代设计方案，比如使用其他同步原语或并发控制策略。 6. **时间安排** - 一周的时间分配用于分析、设计、编码、测试和报告撰写。 通过这个课程设计，学生能够深入理解操作系统中的进程管理，特别是进程同步和互斥的实现，这对于理解多线程编程和并发系统至关重要。同时，它也锻炼了学生的编程能力、问题解决能力和文档编写技巧。