3进程与并发程序设计-2010-3-23基本概念
实验二(1)进程同步
实验二（2）进程同步 一、实验目的 1、生产者-消费者问题是很经典很具有代表性的进程同步问题，计算机中的很多同步问题都可抽象为生产者-消费者问题，通过本实验的练习，希望能加深学生对进程同步问题的认识与理解。 2、熟悉VC的使用，培养和提高学生的分析问题、解决问题的能力。 二、实验内容及其要求 1．实验内容 以生产者/消费者模型为依据，创建一个控制台进程，在该进程中创建n个线程模拟生产者和消费者，实现进程(线程)的同步与互斥。 2．实验要求 学习并理解生产者/消费者模型及其同步/互斥规则；设计程序，实现生产者/消费者进程(线程)的同步与互斥； 三、实验算法分析 1、实验程序的结构图（流程图）； 2、数据结构及信号量定义的说明； (1) CreateThread ●功能——创建一个在调用进程的地址空间中执行的线程 ●格式 HANDLE CreateThread( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, DWORD dwStackSize,
LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, LPVOID lpParamiter, DWORD dwCreationFlags, Lpdword lpThread ); ●参数说明 lpThreadAttributes——指向一个LPSECURITY_ATTRIBUTES(新线程的安全性描述符)。dwStackSize——定义原始堆栈大小。 lpStartAddress——指向使用LPTHRAED_START_ROUTINE类型定义的函数。 lpParamiter——定义一个给进程传递参数的指针。 dwCreationFlags——定义控制线程创建的附加标志。 lpThread——保存线程标志符(32位) (2) CreateMutex ●功能——创建一个命名或匿名的互斥量对象 ●格式 HANDLE CreateMutex(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes, BOOL bInitialOwner, LPCTSTR lpName); bInitialOwner——指示当前线程是否马上拥有该互斥量(即马 ●参数说明 lpMutexAttributes——必须取值NULL。上加锁)。 lpName——互斥量名称。 (3) CreateSemaphore ●功能——创建一个命名或匿名的信号量对象 ●格式 HANDLE CreateSemaphore(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes, LONG lInitialCount, LONG lMaximumCount, LPCTSTR lpName ); ●参数说明 lpSemaphoreAttributes——必须取值NULL。
程序设计基础知识点)
第三部分程序设计基础 3.1 程序、程序设计、程序设计语言的定义 ⑴程序：计算机程序，是指为了得到某种结果而可以由计算机等具有信息处理能力的装置执行的代码化指令序列，或者可以被自动转换成代码化指令序列的符号化指令序列或者符号化语句序列。 ⑵程序设计：程序设计是给出解决特定问题程序的过程，是软件构造活动中的重要组成部分。程序设计往往以某种程序设计语言为工具，给出这种语言下的程序。程序设计过程应当包括分析、设计、编码、测试、排错等不同阶段。 ⑶程序设计语言：程序设计语言用于书写计算机程序的语言。语言的基础是一组记号和一组规则。根据规则由记号构成的记号串的总体就是语言。在程序设计语言中，这些记号串就是程序。程序设计语言有3个方面的因素，即语法、语义和语用。 3.2 高级语言和低级语言的概念及区别 ⑴高级语言：高级语言（High-level programming language）是高度封装了的编程语言，与低级语言相对。
它是以人类的日常语言为基础的一种编程语言，使用一般人易于接受的文字来表示（例如汉字、不规则英文或其他外语），从而使程序编写员编写更容易，亦有较高的可读性，以方便对电脑认知较浅的人亦可以大概明白其内容。 ⑵低级语言：低级语言分机器语言（二进制语言）和汇编语言（符号语言），这两种语言都是面向机器的语言，和具体机器的指令系统密切相关。机器语言用指令代码编写程序，而符号语言用指令助记符来编写程序。 ⑶区别： 高级语言：实现效率高，执行效率低，对硬件的可控性弱，目标代码大，可维护性好，可移植性好低级语言：实现效率低，执行效率高，对硬件的可控性强，目标代码小，可维护性差，可移植性差 了解知识：CPU运行的是二进制指令，所有的语言编写的程序最终都要翻译成二进制代码。越低级的语言，形式上越接近机器指令，汇编语言就是与机器指令一一对应的。而越高级的语言，一条语句对应的指令数越多，其中原因就是高级语言对底层操作进行了抽象和封装，
操作系统进程同步实验报告
实验三：进程同步实验 一、实验任务： (1)掌握操作系统的进程同步原理； (2)熟悉linux的进程同步原语； (3 )设计程序，实现经典进程同步问题。 二、实验原理： (1)P、V操作 PV操作由P操作原语和V操作原语组成(原语是不可中断的过程) ，对信号量进行操作，具体定义如下： P( S):①将信- 号量S的值减1,即S=S-1; ②如果S30，则该进程继续执行；否则该进程置为等待状态，排入等待队列。 V( S):①将信号量S的值加1,即S=S+1 ； ②如果S>0，则该进程继续执行；否则释放队列中第一个等待信号量的进程。 (2)信号量 信号量(semaphore )的数据结构为一个值和一个指针，指针指向等待该信号量的下一个进程。信号量的值与相应资源的使用情况有关。当它的值大于0时，表示当前可用资源的数量；当它的值小于0时，其绝对值表示等待使用该资源的进程个数。注意，信号量的 值仅能由PV操作来改变。 一般来说，信号量S30时，S表示可用资源的数量。执行一次P操作意味着请求分配一 个单位资源，因此S的值减1;当S<0时，表示已经没有可用资源，请求者必须等待别的进程释放该类资源，它才能运行下去。而执行一个V操作意味着释放一个单位资源，因此S 的值加1;若S均，表示有某些进程正在等待该资源，因此要唤醒一个等待状态的进程，使之运行下去。 (3)linux的进程同步原语 ①wait();阻塞父进程，子进程执行； ②#in clude
山东大学操作系统实验报告4进程同步实验
山东大学操作系统实验报告4进程同步实验
计算机科学与技术学院实验报告 实验题目：实验四、进程同步实验学号： 日期：20120409 班级：计基地12 姓名： 实验目的： 加深对并发协作进程同步与互斥概念的理解，观察和体验并发进程同步与互斥 操作的效果，分析与研究经典进程同步与互斥问题的实际解决方案。了解 Linux 系统中 IPC 进程同步工具的用法，练习并发协作进程的同步与互斥操作的编程与调试技术。 实验内容： 抽烟者问题。假设一个系统中有三个抽烟者进程，每个抽烟者不断地卷烟并抽烟。抽烟者卷起并抽掉一颗烟需要有三种材料：烟草、纸和胶水。一个抽烟者有烟草，一个有纸，另一个有胶水。系统中还有两个供应者进程，它们无限地供应所有三种材料，但每次仅轮流提供三种材料中的两种。得到缺失的两种材料的抽烟者在卷起并抽掉一颗烟后会发信号通知供应者，让它继续提供另外的两种材料。这一过程重复进行。请用以上介绍的 IPC 同步机制编程，实现该问题要求的功能。 硬件环境： 处理器：Intel? Core?i3-2350M CPU @ 2.30GHz ×4 图形：Intel? Sandybridge Mobile x86/MMX/SSE2 内存：4G 操作系统：32位 磁盘：20.1 GB 软件环境： ubuntu13.04 实验步骤： （1）新建定义了producer和consumer共用的IPC函数原型和变量的ipc.h文件。
（2）新建ipc.c文件，编写producer和consumer 共用的IPC的具体相应函数。 （3）新建Producer文件，首先定义producer 的一些行为，利用系统调用，建立共享内存区域，设定其长度并获取共享内存的首地址。然后设定生产者互斥与同步的信号灯，并为他们设置相应的初值。当有生产者进程在运行而其他生产者请求时，相应的信号灯就会阻止他，当共享内存区域已满时，信号等也会提示生产者不能再往共享内存中放入内容。 （4）新建Consumer文件，定义consumer的一些行为，利用系统调用来创建共享内存区域，并设定他的长度并获取共享内存的首地址。然后设定消费者互斥与同步的信号灯，并为他们设置相应的初值。当有消费进程在运行而其他消费者请求时，相应的信号灯就会阻止它，当共享内存区域已空时，信号等也会提示生产者不能再从共享内存中取出相应的内容。 运行的消费者应该与相应的生产者对应起来，只有这样运行结果才会正确。
实验二进程同步
实验二进程同步演示 一、实验目的 ?深入掌握进程同步机制——信号量的应用； ?掌握Windows编程中信号量机制的使用方法； ?可进行简单的信号量应用编程。 二、实验工具 Windows系统+ VC++ 6.0 三、实验内容 1、复习教材上信号量机制的定义与应用，复习经典进程同步问题——生产者消费者问题及其同步方案； 2、验证后附的参考代码pc.cpp（生产者消费者问题）,掌握Windows系统中信号量的定义与使用方法； 注意： （1）代码中生产者和消费者所做的工作用过程Producer和Consumer描述，并通过创建线程的方法创建3个生产者线程和1个消费者线程，具体创建方法：CreateThread(NULL,0,Producer,NULL,0,&producerID[i]);其中第3个参数就是指定该线程所做的工作为过程Producer； （2）问题中设置了三个信号量g_hMutex（用于互斥访问临界区buffer）、 g_hFullSemaphore、g_hEmptySemaphore（用于控制同步的资源信号量），先声明，再定义，最后使用。互斥信号量和资源信号量的定义方法不同： g_hMutex = CreateMutex(NULL,FALSE,NULL); 互斥信号量最开始没有指定针对那个资源g_hFullSemaphore = CreateSemaphore(NULL,SIZE_OF_BUFFER-1,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL); 其中第2和3个参数为信号量的初始值和最大值 信号量的使用方法：WaitForSingleObject为信号量的P操作，每对一个信号量执行该操作，则信号量值减1，并判断减1后值是否仍大于等于0，如是则该操作成功，否则进程阻塞；ReleaseSemaphore为信号量的V操作，每执行一次将该信号量的值加1，并起到唤醒作用。如： WaitForSingleObject(g_hFullSemaphore,INFINITE); … ReleaseSemaphore(g_hEmptySemaphore,1,NULL);
(完整版)《C语言程序设计》基本知识点
《C语言程序设计》教学基本知识点 第一章C语言基本知识 1.C源程序的框架 尽管各个C源程序的功能千变万化，但框架是不变的，主要有：编译预处理、主函数()、函数n()等，主函数的位置不一定在最前面，可以在程序的中部或后面，主函数的名字固定为main。 2.C语言源程序的书写规则： (1)C源程序是由一个主函数和若干个其它函数组成的。 (2)函数名后必须有小括号，函数体放在大括号内。 (3)C程序必须用小写字母书写。 (4)每句的末尾加分号。 (5)可以一行多句。 (6)可以一句多行。 (7)可以在程序的任何位置加注释。 3.语句种类 语句是程序的基本成分，程序的执行就是通过一条条语句的执行而得以实现的，根据表现形式及功能的不同，C语言的基本语句可以分为五大类。 (1)流程控制语句 流程控制语句的功能是控制程序的走向，程序的流程有三种基本结构：顺序结构、分支结构和循环结构，任何复杂的程序都可以由这三种基本结构复合而成。其中后两种结构要用特定的流程控制语句实现。 (2)表达式语句 表达式语句的形式是：表达式；，即表达式后跟一分号“；”，分号是语句结束符，是一个语句必不可少的成分。表达式和表达式语句的区别在于表达式代表的是一个数值，而表达式语句则代表一种动作。最常见的表达式语句是赋值语句。 (3)函数调用语句 函数调用语句实际上也是一种表达式语句，形式为：在一次函数调用的小括号后面加上一个分号。 (4)空语句 空语句的形式就是一个分号，它不代表任何动作，常常作为一个意义转折点使用。 (5)复合语句 复合语句从形式上看是多个语句的组合，但在语法意义上它只相当于一个语句，在任何单一语句存在的地方都可以是复合语句。注意复合语句中最后一个语句末尾的分号不能少。复合语句右大括号后面没有分号。 4.运算符 用来表示数据各种操作的符号称为运算符。运算符实际上代表了一种类型数据的运算规则。不同的运算符具有不同的运算规则，其操作的数据类型必须符合该运算符的要求，运算结果的数据类型也是固定的。 根据参加操作的数据个数多少，可以将C语言的运算符分为单目运算符，双目运算符和三目运算符(三目运算符只有条件运算符一个)。 根据运算对象和运算结果的数据类型可分为算术运算符、关系运算符、逻辑运算符等。 5.表达式 表达式是由常量、变量、函数，通过运算符连接起来而形成的一个算式。一个常量，一个变量或一个函数都可以看成是一个表达式。 表达式的种类有： 算术表达式、关系表达式、逻辑表达式、赋值表达式、字位表达式、强制类型转换表达式、逗号
进程的同步实验报告
操作系统 实验报告 哈尔滨工程大学 计算机科学与技术学院
一、实验概述 1. 实验名称 进程的同步 2. 实验目的 ⑴使用EOS的信号量，编程解决生产者 消费者问题，理解进程同步的意义。 ⑵调试跟踪EOS信号量的工作过程，理解进程同步的原理。 ⑶修改EOS的信号量算法，使之支持等待超时唤醒功能（有限等待），加深理解进程同步的原理。 3. 实验类型 验证+设计 4. 实验内容 ⑴准备实验 ⑵使用EOS的信号量解决生产者－消费者问题 ⑶调试EOS信号量的工作过程 ①创建信号量 ②等待释放信号量 ③等待信号量（不阻塞） ④释放信号量（不唤醒） ⑤等待信号量（阻塞） ⑥释放信号量（唤醒） ⑷修改EOS的信号量算法 二、实验环境 WindowsXP + EOS集成实验环境 三、实验过程 1. 设计思路和流程图
图4-1.整体试验流程图
图4-2.Main 函数流程图、生产者消费、消费者流程图 2. 算法实现 3. 需要解决的问题及解答 (1). 思考在ps/semaphore.c 文件内的PsWaitForSemaphore 和PsReleaseSemaphore 函数中，为什么要使用原子操作？
答：在执行等待信号量和释放信号量的时候，是不允许cpu响应外部中断的，如果此时cpu响应了外部中断，会产生不可预料的结果，无法正常完成原子操作。 (2). 绘制ps/semaphore.c文件内PsWaitForSemaphore和PsReleaseSemaphore函数的流程图。 (3).P143生产者在生产了13号产品后本来要继续生产14号产品，可此时生产者为什么必须等待消费者消费了4号产品后，才能生产14号产品呢？生产者和消费者是怎样使用同步对象来实现该同步过程的呢？ 答：这是因为临界资源的限制。临界资源就像产品仓库，只有“产品仓库”空闲生产者才能生产东西，有权向里面放东西。所以它必须等到消费者，取走产品，“产品空间”（临界资源）空闲时，才继续生产14号产品。 (4). 根据本实验3.3.2节中设置断点和调试的方法，自己设计一个类似的调试方案来验证消费者线程在消费24号产品时会被阻塞，直到生产者线程生产了24号产品后，消费者线程才被唤醒并继续执行的过程。 答：可以按照下面的步骤进行调试 (1) 删除所有的断点。 (2) 按F5启动调试。OS Lab会首先弹出一个调试异常对话框。 (3) 在调试异常对话框中选择“是”，调试会中断。 (4) 在Consumer函数中等待Full信号量的代码行（第173行）WaitForSingleObject(FullSemaphoreHandle, INFINITE); 添加一个断点。 (5) 在“断点”窗口（按Alt+F9打开）中此断点的名称上点击右键。 (6) 在弹出的快捷菜单中选择“条件”。 (7) 在“断点条件”对话框（按F1获得帮助）的表达式编辑框中，输入表达式“i == 24”。 (8) 点击“断点条件”对话框中的“确定”按钮。 (9) 按F5继续调试。只有当消费者线程尝试消费24号产品时才会在该条件断点处中断。 4. 主要数据结构、实现代码及其说明 修改PsWaitForSemaphore函数 if (Semaphore->Count>0){ Semaphore->Count--; flag=STATUS_SUCCESS; }//如果信号量大于零，说明尚有资源，可以为线程分配 else flag=PspWait(&Semaphore->WaitListHead, Milliseconds); KeEnableInterrupts(IntState); // 原子操作完成，恢复中断。 return flag; }//否则，说明资源数量不够，不能再为线程分配资源，因此要使线程等待 修改PsReleaseSemaphore函数 if (Semaphore->Count + ReleaseCount > Semaphore->MaximumCount) {
第一章 编程的基本概念
第一章，编程的基本概念 首先，作为介绍编程的基础章节，第一点要明白的就是什么是编程。 编程，简单来说就是为了让笨笨的计算机理解我们想让他干什么而编写程序（指令）。如果计算机没有了我们为他设定好的程序，那么它连“吃奶”都不懂得是什么回事，它的最初形态是只认识1和0的怪家伙，傻得很~ 我们通过编程，教会计算机在什么样的情况下应该如何处理问题，教会他1+1的情况是等于2，我们甚至不用跟他说为什么会这样，因为它不需要理解，它只需要按照我们编写的程序去执行，就可以了。 那么如何可以让计算机按照我们所想的去工作呢？ 文中红色部分由小甲鱼提供，在此表示感谢。 1.1计算机语言 如果我们现在去百度搜索一下，什么是计算机语言，网上一定会有很多的答案。但是他们无非是介绍一门语言的作用，语法啊，优缺点等等。但是对于没有编程基础的人来说，这些简直就是天书。下面要先介绍一下什么是计算机语言。 首先，我们抛去“计算机语言”中的前三个字，只剩下“语言”。我相信这个词汇一定很熟悉。什么是语言？语言的作用是什么？ 像中文，英文，俄文，日文这些都是语言，几乎每个国家或者地区都有自己的语言。语言是用来沟通的，如果我们都会同一门语言，那么我们的交流与沟通是很方便的。但是如果我们使用不同的语言，沟通的难度可想而知。 那么，在刚开始我提到过，计算机只不过是一个很笨的工具，我们需要告诉计算机怎么样去做。可以让计算机明白人的意思的语言便叫计算机语言。 1.2计算机可以“听”的懂什么语言？ 和我们学习英语一样，首先要学习字母，然后学习单词，然后学习词组和句子，最后可以用句子来组成文章。通过一篇完成的文章可以表达出我们的意思，别人也可以看的明白。 计算机也是一样，但是计算机不可能像我们人类一样，计算机不可能学习一下汉语来和我们交流。计算机只能识别由1和0组成的二进制代码，也称为机器语言。也就是说，在计算机语言中，字母就是0和1，单词或者词组，就是0和1的各种组合，句子就是更多的0和1的组合所组成的。在计算机语言中，
最新程序设计基本概念
第一章程序设计基本概念 1.1程序和程序设计 程序：连续执行的一条条指令的集合称为“程序”。 对于计算机来说，它不能识别由高级语言编写的程序，它只能接受和处理由0和1的代码构成的二进制指令或数据。由于这种形式的指令是面向机器的，因此也被称为“机器语言”。所以所有由高级语言编写的程序都要经过编译，编译成二进制代码。这种具有翻译功能的软件称为编译程序。 语言有很多种，我们现在要谈论的就是C语言。为什么计算机会能进行各种各样的操作，就是由不同的指令来实现的。而不是只有C语言才可以实现这样的功能。还有其它很多语言。但是我们一般说C语言是其它语言的母语。会了C语言其它的语言在学习的过程就会感到轻松一些。 1.1.2程序设计 1.确定数据结构 2.确定算法 3.编码 4.在计算机上调试程序 5.整理并写出文档资料 1.2算法 定义：是指为了解决某个特定的问题而采取的确定且有限的步骤。 1.有穷性 2.确定性 3.可行性 4.有零个或多个输入 5.有一个或多个输出 1.3结构化程序设计和模块化结构 结构化程序由三种基本结构组成 顺序结构 1. 2.选择结构
3.循环结构
12）计算机能直接执行的程序是（B ）。 A）源程序 B）目标程序 C）汇编程序 D）可执行程序 13）以下叙述中正确的是( D ) A）程序设计的任务就是编写程序代码并上机调试 B）程序设计的任务就是确定所用数据结构 C）程序设计的任务就是确定所用算法 D）以上三种说法都不完整 第二章：C程序设计的初步知识 2．1 C语言程序的构成和格式 #include
进程同步实验报告
实验三进程的同步 一、实验目的 1、了解进程同步和互斥的概念及实现方法； 2、更深一步的了解fork()的系统调用方式。 二、实验内容 1、预习操作系统进程同步的概念及实现方法。 2、编写一段源程序，用系统调用fork()创建两个子进程，当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符“a”；子进程分别显示字符“b”和字符“c”。程序的输出是什么？分析原因。 3、阅读模拟火车站售票系统和实现进程的管道通信源代码，查阅有关进程创建、进程互斥、进程同步的系统功能调用或API，简要解释例程中用到的系统功能或API的用法，并编辑、编译、运行程序，记录程序的运行结果，尝试给出合理的解释。 4、（选做）修改问题2的代码，使得父子按顺序显示字符“a”；“b”、“c”编辑、编译、运行。记录程序运行结果。 三、设计思想 1、程序框架 （1）创建两个子进程：（2）售票系统：
（3）管道通信： 先创建子进程，然后对内容加锁，将输出语句存入缓存，并让子进程自己进入睡眠，等待别的进程将其唤醒，最后解锁；第二个子进程也执行这样的过程。父进程等待子进程后读内容并输出。 （4）修改程序（1）：在子进程的输出语句前加上sleep()语句，即等待父进程执行完以后再输出。 2、用到的文件系统调用函数 （1）创建两个子进程：fork() （2）售票系统：DWORD WINAPI Fun1Proc(LPVOID lpPartameter); CreateThread(NULL,0,Fun1Proc,NULL,0,NULL); CloseHandle(hThread1); (HANDLE)CreateMutex(NULL,FALSE,NULL); Sleep(4000)（sleep调用进程进入睡眠状态(封锁), 直到被唤醒）; WaitForSingleObject(hMutex,INFINITE); ReleaseMutex(hMutex); （3）管道通信：pipe(fd)，fd: int fd[2]，其中: fd[0] 、fd[1]文件描述符（读、写）; lockf( fd，function，byte)（fd: 文件描述符；function: 1: 锁定 0:解锁；byte: 锁定的字节数，0: 从当前位置到文件尾）; write(fd，buf，byte)、read(fd，buf，byte) （fd: 文件描述符；buf : 信息传送的源（目标）地址；byte: 传送的字节数）; sleep(5); exit(0); read(fd[0]，s，50) （4）修改程序（1）：fork(); sleep(); 四、调试过程 1、测试数据设计 （1）创建两个子进程：
c语言程序设计基本概念考点归纳
第1章程序设计基本概念考点归纳 1.1 C语言的特点 C语言是近年来非常流行的语言，很多人宁愿放弃已经熟悉的其他语言而改用C语言，其原因是C语言有优于其他语言的一系列特点。下面是C语言的主要特点： (1)语言简洁、紧凑，并且使用方便、灵活； (2)运算符丰富； (3)数据结构丰富； (4)具有结构化的控制语句； (5)语法限制不太严格，使程序设计比较自由； (6)C语言允许用户直接访问物理地址，能进行位(bit)操作，可以直接对硬件进行操作。 1.2 源程序的书写规则 C语言的书写规则。C语言书写格式自由，一行内可以写几个语句，一个语句也可以分写在多行上。C程序没有行号，每个语句和数据定义的最后必须有一个分号。C语言中分号是语句中不可少的，即使是程序中的最后一个语句也应该包含分号。C语言中的注释可以用″/*″用″*/″结束，注释可以在任何允许插入空格符地方插入。C语言中注释不允许嵌套，注释可以用西文，也可以用中文。 1.3 C语言的风格 由于C语言对语法限制不太严格，为了保证程序的准确性和可读性，建议在书写程序采用阶梯缩进格式。也就是按如下格式书写C语言程序： **********; *****() { **********；
********； { ******; …… } *********; } 概括起来，C语言程序具有如下的风格： ①C语言程序的函数具体模块结构风格，使得程序整体结构清晰、层次清楚，为模块化程序设计提供了强有力的支持。 ②C语言的源程序的扩展名都是.C。 ③C语言中的注释格式为： /*注释内容*/ /与*之间不允许有空格，注释部分允许出现在程序中的任何位置。 ④C语言中的所有语句都必须以分号“；”结束。 第2章 C程序设计的初步知识考点归纳 2.1 程序的构成 尽管C程序的内容千变万化，但是它们的构成都是一致的，一个完整的C源程序的格式可以如下表示： 编译预处理 主函数() 函数()
52 面向对象程序设计的基本概念
一、教学目标 1、知识与技能 （1）认识面向对象程序设计中对象、类的概念及其特征。 （2）认识面向对象程序设计中类、对象和实例的关系。 2、过程与方法 （1）能够举例说明现实世界与程序世界的对象及其特征。 （2）能够举例说明现实世界与程序世界的类及其特征。。 （3）能够画图表示类、对象和实例三者的关系。 3、情感态度和价值观 （1）能关注面向对象程序设计的基本概念。 （2）能产生对对象、类等的认识的愿望。 （3）能认识到掌握对象、类的概念是学习面向对象程序设计的前提。 二、重点难点 教学重点： （1）对象及其特征。 （2）类及其特征。。 教学难点： （1）类及其特征。 （2）类的继承。 （3）类、对象和实例的关系。 三、教学环境 1、教材处理 教材选自广东教育出版社的信息技术（选修一）《算法与程序设计》第五章第二节，本节以理论为主。面向对象程序设计涉及到一些基本的概念，认识和理解类、对象的基本概念，以及类、对象和实例之间的关系是掌握面向对象程序设计的基础，是进一步学习面向对象功能实现的的前提。内容编排尽量贯彻原教材的意图展开。 教学方法采用讲解、学生自主学习和合作学习相结合的学习方法。 2、预备知识 学生已认识面向对象程序设计的基本思想，初步了解了类、对象等概念，通过比较得知两种程序设计方法的优劣所在。有了这些基础，学习者明显产生了想进一步学习面向对象设计知识的欲望。 3、硬件要求 本节内容是纯理论，可在普通教室上，也可选在多媒体电脑教室中完成，以供学生实践。 4、所需课时：1课时 四、教学过程 导入：1、简要介绍本节课的教学目标：紧密联系现实生活中的实例理解面向对象程序设计中的主要概念如对象、类及其关系，知道这些概念在面向对象思想中的重要性。 2、联系实际生活提问导入：现实生活中我们经常说到“类”这个概念，如人类、花类、鸟类等等。“人类”又可分为黑人、黄种人、白人等小类，这些小类可以具体到某个人如张三、李四、王五等。前面我们提到计算机软件的开发过程就是人们使用计算机语言将现实世界映射到计算机世界的过程。那么这些概念在面向对象程序设计中是采用怎样的机制来实现映射的呢？这节课我们来作充分的探讨。 （一）对象
实验二进程同步实验
实验二进程同步 一、实验目的： 掌握基本的同步算法，理解经典进程同步问题的本质；学习使用Linux的进程同步机制，掌握相关API的使用方法；能利用信号量机制，采用多种同步算法实现不会发生死锁的哲学家进餐程序。 二、实验平台： 虚拟机：VMWare9以上 操作系统：以上 编辑器：Gedit | Vim 编译器：Gcc 三、实验内容： （1）以哲学家进餐模型为依据，在Linux控制台环境下创建5个进程，用semget函数创建一个信号量集（5个信号量，初值为1），模拟哲学家的思考和进餐行为：每一位哲学家饥饿时，先拿起左手筷子，再拿起右手筷子；筷子是临界资源，为每一支筷子定义1个互斥信号量；想拿到筷子需要先对信号量做P操作，使用完释放筷子对信号量做V操作。 伪代码描述： semaphore chopstick[5]={1,1,1,1,1}; ?第i位哲学家的活动可描述为： do{ printf("%d is thinking\n",i); printf("%d is hungry\n",i); wait(chopstick［i］); 当哲学家的左、右两只筷子均可用时，才允许他拿起筷子进餐；b.至多只允许有4位哲学家同时去拿左边的筷子，最终能保证至少有一位哲学家能够进餐；c.规定奇数号哲学家先拿起他左手的筷子，然后再拿起他右手的筷子，而偶数号哲学家则先拿起他右手的筷子，然后再拿起他左手的筷子。方法a在示例程序中给出，请用方法b和c写出不会发生死锁的哲学家进餐程序。 （3）设计程序，实现生产者/消费者进程(线程)的同步与互斥。在该程序中创建4个进程（或线程）模拟生产者和消费者，实现进程(线程)的同步与互斥。
进程同步：实验报告
1．实验内容(进程的同步) (1) 阅读理解示例程序。 (2) 说明示例程序是否能适合解决 N 个生产者和 1 个消费者问题，并设计实验验证 (3) 参照教材修改为 N 个生产者和 1 个消费者问题 (4) 思考 N 个生产者和 M 个消费者问题的解决方案(不要求) (5) 利用信号量解决同步问题。 2．实验目的 通过程序模拟及验证生产者消费者问题等经典问题，深入理解并发中的同步和互斥的概念 3．实验原理 (1)进程概念： (1.定义：程序的一次执行过程 ( 2.三种基本状态 :就绪状态，执行状态，阻塞状态 (2)进程同步： (1.定义：并发进程在执行次序上的协调，以达到有效的资源共享和相互合作，使程序执行有可再现性。 ( 2.两种形式的制约关系： (一：资源共享关系：进程间接制约，需互斥地访问临界资源。)、(二：相互合作关系：进程直接制约) (3.临界资源：一次仅允许一个进程访问的资源，引起不可再现性是因为临界资源没有互斥访问。 (3)信号量：定义一个用于表示资源数目的整型量S，它与一般的整型量不同，除初始化 外，仅能通过两个标准的原子操作 wait(S)和 signal(S)来访问，俗称 P,V操作。通俗来讲就是用P 来访问资源后减去一个单位资源，用 V 操作来释放一个单位资源就是现有资源上加一个单位资源。 4．实验内容一：说明示例程序是否能适合解决 N 个生产者和 1 个消费者问题，并设计实验验证答：示例程序不能解决多个生产者和消费者的问题，它是解决单个消费者和生产者的。如果可以就要修改代码，如“二”所说。 二：多个消费者和生产者的问题
生产者 1 如上图所示 ：如果要解决多个生产者和消费者的问题： 第一步：分析上图得出了两种关系，分别是异步和同步的关系 第 二步：异步关系的是生产者和生产者之间的， 因为同一时刻只能 有一个生产者 访问缓冲区，所以我们就可以设置临界资源 .获得 临界资源的生产者才能把产品 放到缓冲区里 第三步：同步关系有两个， 首先是生产者和缓冲区之间， 再是缓冲区和消费者之 间。他们都满足一前一后的关系， 即当缓冲区空间未满时， 生产者才可以放产品； 缓冲区不为空的时候才可以让消费者取出产品消费。 第四步：设计变量，用 C 语言编程，在 linux 上运行，观察结果。代码如下： #include
2进程同步实验报告
实验报告 课程名称操作系统实验日期实验项目名称进程同步实验实验地点 实验类型√验证型□设计型 □综合型 学时 4 一、实验目的及要求（本实验所涉及并要求掌握的知识点） 1、加深对并发协作进程同步与互斥概念的理解。 2、培养学生能够独立进行知识综合，独立开发较大程序的能力。 3、培养提高学生软件开发能力和软件的调试技术。 4、培养学生开发大型程序的方法和相互合作的精神。 5、培养学生的创新意识。 6、培养学生的算法设计和算法分析能力。 7、培养学生对问题进行文字论述和文字表达的能力。 二、实验环境（本实验所使用的硬件设备和相关软件） 硬件环境：CPU Intel(R) G630 @2.70GHz，内存4GB， 硬盘7200转320G ，光驱16X DVD 软件环境：Windows XP SP SP3, Visual C++ 6.0 三、实验内容及步骤 1、可利用临界区（CCriticalSection）、事件（CEvent）、信号量（CSemaphore）来实现进程的同步。 2、根据生产者和消费者问题的特性做好软件实现的需要分析。 3、可根据问题的实际需要，来改变对信号量的使用及数量和初值的赋值。 4、当系统运行时，能直观地、动态地反映当前线程运行的状态和信号量的变化。 5、要求系统能满足能多进程的并发与互斥。 6、要求在系统安全状态的前提下，兼顾各个进程的公平。 1、实验的步骤 (1) 打开VC，选择菜单项file->new,选择projects选项卡并建立一个名为" R_WP1"的win32 console applicatoin工程；创建时注意指定创建该工程的目录；
程序设计的几个基本概念
1、什么是可视化程序设计? 可视化(Visual)程序设计是一种全新的程序设计方法，它主要是让程序设计人员利用软件本身所提供的各种控件，像搭积木式地构造应用程序的各种界面。 2、可视化程序设计有哪些优点? 可视化程序设计最大的优点是设计人员可以不用编写或只需编写很少的程序代码，就能完成应用程序的设计，这样就能极大地提高设计人员的工作效率。 3、能够进行可视化程序设计的语言有哪些? 能进行可视化程序设计的语言很多，比较常用的有微软的Visual Basic、Visual C＋＋、Visu al C#、中文Visual Foxpro、Borland公司的Delphi等。 4、可视化程序设计中有哪些基本概念? 主要的几个基本概念有表单、组件、属性、事件、方法等。 5、什么是表单(Form)? 表单是指进行程序设计时的窗口，我们主要是通过在表单中放置各种部件(如命令按钮、复选框、单选框、滚动条等)来布置应用程序的运行界面。 6、什么是组件? 所谓组件，就是组成程序运行界面的各种部件，如：命令按钮、复选框、单选框、滚动条等。 7、什么是属性? 属性就是组件的性质。它说明组件在程序运行的过程中是如何显示的、组件的大小是多少、显示在何处、是否可见、是否有效…… 8、属性可以分成哪几类? 属性可分成三类，设计属性：是在进行设计时就可发挥作用的属性；运行属性：这是在程序运行过程中才发挥作用的属性；只读属性：是一种只能查看而不能改变的属性。 9、什么是事件? 事件就是对一个组件的操作。如用鼠标点击一个命令按钮，在这里，点击鼠标就称为一个事件(C lick事件)。 10、什么是方法? 方法就是某个事件发生后要执行的具体操作，类似以前的程序。例如当我们用鼠标单击“退出”命令按钮时，程序就会通过执行一条命令而结束运行，命令的执行过程就叫方法。 C++面向对象程序设计基本原理 使用面向对象程序设计的思想和方法进行系统设计和编程，从根本上解决了从现实世界的问题空间到计算机解空间的直接映射，使所设计的系统能更加准确地模拟现实世界；同时面向对象的系统从程序的结构、运行机制上保证了程序的安全性，灵活性；大大提高了程序代码段的复用性，易维护性和易扩展性。因此，面向对象程序设计已经取代了面向过程程序设计成为当前程序设计（特别是复杂大系统的设计、编程）的主流方法，是软件开发人员的必备素质。面向对象程序设计课程主要阐述面向对象技术程序设计的基本原理和基本技术，使学生深刻理解面向对象技术所带来的观念改革，掌握一种面向对象程序设计语言和面向对象设计的思维方式、规则与基本方法，了解面向对象程序设计技术的发展趋势。 第一～五章面向对象程序设计的理论 基础知识：
实验3__读者-写者问题与进程同步
实验3 读者/写者问题与进程同步 实验目的 理解临界区和进程互斥的概念，掌握用信号量和PV操作实现进程互斥的方法。 实验要求 在linux环境下编写一个控制台应用程序，该程序运行时能创建N个线程（或者进程）， 其中既有读者线程又有写者线程，它们按照事先设计好的测试数据进行读写操作。请用信号 量和PV操作实现读者/写者问题。 读者/写者问题的描述如下： 有一个被许多进程共享的数据区，这个数据区可以是一个文件，或者主存的一块空间（比 如一个数组或一个变量），甚至可以是一组处理器寄存器。有一些只读取这个数据区的进程 （reader）和一些只往数据区中写数据的进程（writer）。以下假设共享数据区是文件。这 些读者和写者对数据区的操作必须满足以下条件：读—读允许；读—写互斥；写—写互斥。 这些条件具体来说就是： （1）任意多的读进程可以同时读这个文件； （2）一次只允许一个写进程往文件中写； （3）如果一个写进程正在往文件中写，禁止任何读进程或写进程访问文件； （4）写进程执行写操作前，应让已有的写者或读者全部退出。这说明当有读者在读文 件时不允许写者写文件。 对于读者-写者问题，有三种解决方法： 1、读者优先 除了上述四个规则外，还增加读者优先的规定，当有读者在读文件时，对随后到达的读 者和写者，要首先满足读者，阻塞写者。这说明只要有一个读者活跃，那么随后而来的读者 都将被允许访问文件，从而导致写者长时间等待，甚至有可能出现写者被饿死的情况。 2、写者优先 除了上述四个规则外，还增加写者优先的规定，即当有读者和写者同时等待时，首先满 足写者。当一个写者声明想写文件时，不允许新的读者再访问文件。 3、无优先 除了上述四个规则外，不再规定读写的优先权，谁先等待谁就先使用文件。 实验步骤 3.3.1 算法分析 1、错误的解法 使用临界资源的代码就构成临界区，为了对临 界区进行管理，只需设置一个互斥信号量 r_w_w，读或者写之前执行P(r_w_w)，之后执 行V(r_w_w)即可，从而得到图3-1所示的算法 描述。 该方法虽然能满足读—写互斥和写—写互斥，但是不满足读—读允许，只要有一个读者
进程同步：实验报告
1．实验内容（进程的同步） (1)阅读理解示例程序。 (2)说明示例程序是否能适合解决N个生产者和1个消费者问题，并设计实验验证 (3) 参照教材修改为N个生产者和1个消费者问题 (4) 思考N个生产者和M个消费者问题的解决方案（不要求） (5) 利用信号量解决同步问题。 2．实验目的 通过程序模拟及验证生产者消费者问题等经典问题，深入理解并发中的同步和互斥的概念 3．实验原理 （1）进程概念： （1.定义：程序的一次执行过程 （2.三种基本状态:就绪状态，执行状态，阻塞状态 （2）进程同步： （1.定义：并发进程在执行次序上的协调，以达到有效的资源共享和相互合作，使程序执行有可再现性。 （2.两种形式的制约关系：（一：资源共享关系：进程间接制约，需互斥地访问临界资源。）、（二：相互合作关系：进程直接制约） （3.临界资源：一次仅允许一个进程访问的资源，引起不可再现性是因为临界资源没有互斥访问。 （3）信号量：定义一个用于表示资源数目的整型量S，它与一般的整型量不同，除初始化外，仅能通过两个标准的原子操作wait(S)和signal(S)来访问，俗称P,V操作。通俗来讲就是用P来访问资源后减去一个单位资源，用V操作来释放一个单位资源就是现有资源上加一个单位资源。 4．实验内容 一：说明示例程序是否能适合解决N个生产者和1个消费者问题，并设计实验验证 答：示例程序不能解决多个生产者和消费者的问题，它是解决单个消费者和生产者的。如果可以就要修改代码，如“二”所说。 二：多个消费者和生产者的问题
如上图所示：如果要解决多个生产者和消费者的问题： 第一步：分析上图得出了两种关系，分别是异步和同步的关系 第二步：异步关系的是生产者和生产者之间的，因为同一时刻只能有一个生产者访问缓冲区，所以我们就可以设置临界资源.获得临界资源的生产者才能把产品放到缓冲区里 第三步：同步关系有两个，首先是生产者和缓冲区之间，再是缓冲区和消费者之间。他们都满足一前一后的关系，即当缓冲区空间未满时，生产者才可以放产品；缓冲区不为空的时候才可以让消费者取出产品消费。 第四步：设计变量，用C语言编程，在linux上运行，观察结果。代码如下：#include