Windows环境下多进程快速排序实现

"北京大学操作系统课程实习，使用多进程实现快速排序，针对包含1,000,000个随机数的文件进行操作。" 在这个实习项目中，学生被要求在Windows环境下实现一个基于多进程的快速排序算法。快速排序是一种高效的排序算法，其基本思想是通过一趟排序将待排记录分隔成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分的关键字小，然后分别对这两部分记录继续进行排序，以达到整个序列有序的目标。 1. **实验目的** 实验的主要目标是让学生体验和理解多进程（线程）在实际应用中的优势。通过这种方式实现快速排序，可以并行处理数据，提高排序的效率。 2. **实验要求** 实验要求在Windows操作系统上编写一个程序，该程序能使用多进程或线程对一个包含1,000,000个随机数的文件进行快速排序。同时，需要报告程序运行所需的系统资源配置，并对测试结果进行分析。 3. **设计思路** - **程序流程**： - 多线程排序：线程共享内存数据，直接处理分割后的数据。 - 多进程排序：进程间通过内存映射文件交换数据，避免直接通信的复杂性。 - **数据分割策略**： - 当数据量小于1000时停止分割，以限制进程数量在20个左右。 - 分割时选择中间值作为基准，以达到更均匀的分割效果。 4. **程序结构** - **主程序**： - `FileMapSort_Thread.exe`：用于多线程排序。 - `FileMapSort_Proc.exe`：用于多进程排序。 - **子进程程序**： - `qsort_proc.exe`：处理子任务，进行局部排序。 - **数据处理**： - 数据以二进制格式存储在`Unsorted.dat`，排序后写入`Sorted.dat`。 - 提供文本版的`Unsorted.txt`和`Sorted.txt`方便检查结果。 5. **运行结果与分析** 实验报告中详细记录了多线程和多进程排序的运行结果，并对其进行了分析，包括时间效率、空间占用以及排序的正确性等。 6. **实验小结** 实验小结部分总结了整个实验过程中的经验与教训，可能包括优化策略、遇到的问题及其解决方案。 7. **问题回答** 学生可能需要回答关于实验设计、实现细节、性能优化等方面的问题。 8. **附录** - **机器环境及配置**：提供实验所用计算机的硬件和软件配置信息。 - **编译环境**：列出用于编译程序的开发工具和版本。 - **程序及源码**：包含程序的源代码，供审查和学习。 这个实习项目不仅锻炼了学生的编程能力，还让他们深入理解了操作系统中的多进程和线程机制，以及如何在实际问题中有效利用这些机制来提升程序性能。通过这个项目，学生可以学习到如何设计并实现一个高效的并行排序算法，这对于理解和掌握并发编程至关重要。