第一篇：利用整型信號量解決理發(fā)師問題[定稿]

利用整型信號量解決理發(fā)師問題

int waiting=0;//等候理發(fā)的人數(shù)，臨界資源

semaphore customers=0,barbers=0;//兩個信號量，顧客和理發(fā)師

semaphore mutex=1;//此信號量是為操作臨界資源waiting而設(shè)的barber()//理發(fā)師進程

{

While(1)

{

}

}

customer()//顧客進程

{

P(mutex);//開始操作臨界資源

if(waiting

{

} waiting++;//等候的人數(shù)加1 V(customers);//來了一個顧客 V(mutex);//開放臨界資源 P(barbers);//等理發(fā)師來理發(fā)，之后表明理發(fā)師忙碌 顧客接受理發(fā)師理發(fā)();P(customers);//是否有顧客，若沒有則理發(fā)師睡覺 P(mutex);//當(dāng)有顧客時，執(zhí)行此語句，開始操作臨界資源waiting waiting--;//等候的人數(shù)減1 V(barbers);//表明理發(fā)師空閑，可以理發(fā)了 V(mutex);//開放臨界資源 理發(fā)師為顧客理發(fā)();

else//若沒有空座，直接走人，并開放臨界資源

V(mutex);

}

利用整型信號量解決和尚打水問題

semaphore mutex1=1,mutex2=1;//分別為操作“井”和“水缸”這兩個臨界資源的信號量 semaphore count=3;//操作臨界資源“水桶”的信號量，表明可用水桶的數(shù)目

semaphore empty=10,full=0;//水缸滿和空的信號量

young()//小和尚進程

{

while(1)

{

P(empty);//判斷水缸是否可裝水 P(count);//是否有可用的水桶，申請使用一個水桶 P(mutex1);//操作臨界資源“井” 小和尚從井中取水();

} V(mutex1);//開放“井” P(mutex2);//操作臨界資源“水缸” 小和尚把水倒入水缸();V(mutex2);//開放“水缸” V(count);//歸還一個水桶 V(full);//表明水缸中已經(jīng)添加了一桶水

}

old()//老和尚進程 {

while(1)

{

}

} P(full);//判斷水缸中是否有水可喝 P(mutex2);//操作臨界資源“水缸” 老和尚從水缸中取水();V(mutex2);//開放“水缸” V(empty);//表明水已經(jīng)被喝了一桶

第二篇：操作系統(tǒng)課程設(shè)計--用多線程同步方法解決睡眠理發(fā)師問題(Sleeping-Barber_Problem)

題目: 用多線程同步方法解決睡眠理發(fā)師問題（Sleeping-Barber Problem)初始條件：

1．操作系統(tǒng)：Linux 2．程序設(shè)計語言：C語言

3.設(shè)有一個理發(fā)師，5把椅子（另外還有一把理發(fā)椅），幾把椅子可用連續(xù)存儲單元。

要求完成的主要任務(wù):（包括課程設(shè)計工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）

1．技術(shù)要求：

1）為每個理發(fā)師／顧客產(chǎn)生一個線程，設(shè)計正確的同步算法 2）每個顧客進入理發(fā)室后，即時顯示“Entered” 及其線程自定義標(biāo)識，還同時顯示理發(fā)室共有幾名顧客及其所坐的位置。3）至少有10個顧客，每人理發(fā)至少3秒鐘。4）多個顧客須共享操作函數(shù)代碼。

2． 設(shè)計說明書內(nèi)容要求：

1)設(shè)計題目與要求

2)總的設(shè)計思想及系統(tǒng)平臺、語言、工具等。3）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與模塊說明（功能與流程圖）

4）給出用戶名、源程序名、目標(biāo)程序名和源程序及其運行結(jié)果。（要注明存儲各個程序及其運行結(jié)果的主機IP地址和目錄。）

5）運行結(jié)果與運行情況

（提示:(1)連續(xù)存儲區(qū)可用數(shù)組實現(xiàn)。

(2)編譯命令可用： cc-lpthread-o 目標(biāo)文件名

源文件名(3)多線程編程方法參見附件。）

1設(shè)計題目與要求

1.1 設(shè)計題目

用多線程同步方法解決睡眠理發(fā)師問題（Sleeping-Barber Problem)1.2 設(shè)計要求 1.2.1 初始條件

（1）操作系統(tǒng)：Linux（2）程序設(shè)計語言：C語言

（3）設(shè)有一個理發(fā)師，5把椅子（另外還有一把理發(fā)椅），幾把椅子可用連續(xù)存儲單元。

1.2.2 技術(shù)要求

（1）為每個理發(fā)師／顧客產(chǎn)生一個線程，設(shè)計正確的同步算法

（2）每個顧客進入理發(fā)室后，即時顯示“Entered” 及其線程自定義標(biāo)識，還同時顯示理發(fā)室共有幾名顧客及其所坐的位置。（3）至少有10個顧客，每人理發(fā)至少3秒鐘。（4）多個顧客須共享操作函數(shù)代碼?？傮w設(shè)計思想及開發(fā)環(huán)境與工具

2.1 總體設(shè)計思想

題目中要求描述理發(fā)師和顧客的行為，因此需要兩類線程barber()和customer()分別描述理發(fā)師和顧客的行為。其中，理發(fā)師有活動有理發(fā)和睡覺兩個事件；等待和理發(fā)二個事件。店里有固定的椅子數(shù)，上面坐著等待的顧客，顧客在到來這個事件時，需判斷有沒有空閑的椅子，理發(fā)師決定要理發(fā)或睡覺時，也要判斷椅子上有沒有顧客。所以，顧客和理

發(fā)師之間的關(guān)系表現(xiàn)為：

（1）理發(fā)師和顧客之間同步關(guān)系：當(dāng)理發(fā)師睡覺時顧客近來需要喚醒理發(fā)師為其理發(fā)，當(dāng)有顧客時理發(fā)師為其理發(fā)，沒有的時候理發(fā)師睡覺。

（2）理發(fā)師和顧客之間互斥關(guān)系：由于每次理發(fā)師只能為一個人理發(fā)，且可供等侯的椅子有限只有n把，即理發(fā)師和椅子是臨界資源，所以顧客之間是互斥的關(guān)系。（3）故引入3個信號量和一個控制變量：

ⅰ控制變量waiting用來記錄等候理發(fā)的顧客數(shù)，初值為0；

ⅱ信號量customers用來記錄等候理發(fā)的顧客數(shù)，并用作阻塞理發(fā)師進程，初值為0； ⅲ信號量barbers用來記錄正在等候顧客的理發(fā)師數(shù)，并用作阻塞顧客進程，初值為1； ⅳ信號量mutex用于互斥，初值為1

2.2 多線程編程原理

此次在Linux下進行多線程編程需要用到pthread_create和pthread_join這兩個函數(shù)。

2.2.1 創(chuàng)建一個線程

pthread_create用來創(chuàng)建一個線程，原型為： extern int pthread_create((pthread_t

*__thread，__const

pthread_attr_t

*__attr,void *(*__start_routine)(void *), void *__arg))第一個參數(shù)為指向線程標(biāo)識符的指針，第二個參數(shù)用來設(shè)置線程屬性，第三個參數(shù)是線程運行函數(shù)的起始地址，最后一個參數(shù)是運行函數(shù)的參數(shù)。函數(shù)thread不需要參數(shù)時，最后一個參數(shù)設(shè)為空指針。第二個參數(shù)設(shè)為空指針時，將生成默認屬性的線程。創(chuàng)建線程成功后，新創(chuàng)建的線程則運行參數(shù)三和參數(shù)四確定的函數(shù)，原來的線程則繼續(xù)運行下一行代碼。

2.2.2 等待一個線程結(jié)束

pthread_join用來等待一個線程的結(jié)束，函數(shù)原型為：

extern int pthread_join __P((pthread_t __th, void **__thread_return));

第一個參數(shù)為被等待的線程標(biāo)識符，第二個參數(shù)為一個用戶定義的指針，它可以用來存

儲被等待線程的返回值。這個函數(shù)是一個線程阻塞的函數(shù)，調(diào)用它的函數(shù)將一直等待到被 等待的線程結(jié)束為止，當(dāng)函數(shù)返回時，被等待線程的資源被收回。

2.2.3 信號量

（1）函數(shù)sem_init（）用來初始化一個信號量，函數(shù)原型為：

extern int sem_init __P((sem_t *__sem, int __pshared, unsigned int __value));sem為指向信號量結(jié)構(gòu)的一個指針；pshared不為０時此信號量在進程間共享，否則只能為當(dāng)前進程的所有線程共享；value給出了信號量的初始值。（2）函數(shù)sem_post(sem_t *sem)用來增加信號量的值。

當(dāng)有線程阻塞在這個信號量上時，調(diào)用這個函數(shù)會使其中的一個線程不在阻塞，選擇機制同樣是由線程的調(diào)度策略決定的。

（3）函數(shù)sem_wait(sem_t *sem)被用來阻塞當(dāng)前線程直到信號量sem的值大于0，解除阻塞后將sem的值減一，表明公共資源經(jīng)使用后減少。函數(shù)sem_trywait(sem_t *sem)是函數(shù)sem_wait（）的非阻塞版本，它直接將信號量sem的值減一。

2.3 偽碼實現(xiàn)

difine n 5； //為顧客準(zhǔn)備的椅子數(shù)為5 semaphore mutex=1； //用于互斥

semaphore customers=0；//等候理發(fā)的顧客數(shù) semaphore barbers=1；//正在等候顧客的理發(fā)師數(shù)

int waiting=0； //等候理發(fā)的顧客數(shù) //理發(fā)師線程 void barber(){ while(true)//判斷有無顧客

{ wait(customers);//若無顧客,理發(fā)師睡眠

wait(mutex);//互斥

waiting--;//等候顧客數(shù)少一個 signal(mutex);//釋放臨界資源

signal(barber);//cut_hair;// } } //顧客線程

void customer(){ wait(mutex);// if(waiting

理發(fā)師去為一個顧客理發(fā) 正在理發(fā)

互斥

如果有空椅子，則等待 等候顧客數(shù)加1

釋放臨界資源

如果理發(fā)師睡覺，喚醒理發(fā)師理發(fā)師在理發(fā), 顧客等候 顧客坐下等理發(fā)師

店里人滿了,顧客離開

2.4 開發(fā)環(huán)境與工具

系統(tǒng)平臺：LINUX環(huán)境 實現(xiàn)語言：C語言 開發(fā)工具：NANO編輯器

3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與模塊說明

3.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

通過分析課程設(shè)計要求，定義以下的數(shù)據(jù): sem_t mutex,customers,barbers;//design three semaphores: mutex,customer,barbers int waiting=0;//the number of waiting customers int chair[5];3.2程序模塊說明 3.2.1主函數(shù)模塊

主函數(shù)流程圖如下：

3.2.2 理發(fā)師模塊

理發(fā)師模塊函數(shù)流程圖如下：

3.2.3 顧客模塊

顧客模塊函數(shù)流程圖如下：

源程序代碼

#include #include #include #include

#include #include #include #define n 5 //the shop have five chairs

//design three semaphores: mutex,customer,barbers sem_t mutex,customers,barbers;int waiting=0;//the number of waiting customers int chair[5];void * barber();void * customer(void *arg);

int main(int argc,char *argv[]){ //create 10 semaphores and one Barber semaphore pthread_t Customer_id[10],Barber_id;int i;sem_init(&mutex,0,1);//init mutex semaphore to 1 sem_init(&customers,0,0);//init semaphore customers to 0 sem_init(&barbers,0,1);

for(i=0;i<5;i++)pthread_create(&Barber_id,NULL,(void*)barber,NULL);for(i=0;i<10;i++)pthread_create(&Customer_id[i],NULL,(void*)customer,(void*)(i+1));for(i=0;i<10;i++)pthread_join(Customer_id[i],NULL);for(i=0;i<5;i++)pthread_join(Barber_id,NULL);return 0;}

//creat barber pthread

void * barber(){ int i;int next;//wait(customers),if no customers,barber sleeping sem_wait(&customers);sem_wait(&mutex);//wait(mutex)waiting--;//the numer of waiting reduce one for(i=0;i<5;i++){ if(chair[i]!=0){ next= chair[i];chair[i]=0;break;} } printf(“The barber is cutting %dth customer's hairn”,next);sleep(3);sem_post(&mutex);sem_post(&barbers);}

//creat customer pthread void * customer(void *arg){ int i;sem_wait(&mutex);//wait(mutex)if(waiting

if(waiting

waiting++;//the numer of waiting plus one for(i=0;i<5;i++){ if(chair[i]==0){ chair[i]=(int)arg;break;} }

printf(“***************************************************n”);printf(“Entered:Number %d customer comes,and sits at %d n”,(int)arg,(i+1));printf(“There are %d customer on the chairn”,waiting);printf(“The customers' location are:”);for(i=0;i<5;i++)printf(“%d ”,chair[i]);printf(“n”);

sleep(1);sem_post(&mutex);//signal(mutex)sem_post(&customers);//signal(customers)sem_wait(&barbers);//wait(barbers)} else

chair

{ printf(“Number %d comes,there are no chairs,the customer %d is leavingn”,(int)arg,(int)arg);sem_post(&mutex);} }

5.2.1 編輯，編譯和運行的過程圖

5.2.2 錯誤部分截圖

5.2.3 正確運行結(jié)果圖

第一次運行結(jié)果如下圖：

第二次運行結(jié)果如下圖：

第三次運行結(jié)果如下圖；

6調(diào)試記錄

6.1調(diào)試記錄

周一因有培訓(xùn)與課設(shè)時間沖突，故沒有上機操作，查閱了相關(guān)書籍，并在網(wǎng)上查找了相關(guān)資料，了解了linux多線程編程的原理，應(yīng)注意的問題，及一些常用命令

周二先設(shè)計出了該程序的偽代碼即其wait、signal操作。然后，根據(jù)其要求進行編程，由于使用的是多線程編程，開始進行編譯的時候，編譯命令輸入錯誤，沒有輸入-lpthread，程序總是出現(xiàn)錯誤。同時，創(chuàng)建線程函數(shù)時，由于對其格式輸入錯誤導(dǎo)致程序無法運行。例如sb.c，sb1.c等都為本次調(diào)試時的程序。

周三主要是不斷的調(diào)試并完善程序。程序可以運行，但與要求總有些不符，故不斷的進行修改，并對其輸出的格式進行完善，使其輸出看起來美觀一些，容易觀察一些。例如s.c，b.c等程序為此次調(diào)試結(jié)果。

周四主要是在原有代碼的基礎(chǔ)上，使程序更完整些。并進行結(jié)果的截圖，開始設(shè)計并編寫課程設(shè)計報告。

6.2自我評析和總結(jié)

通過本次編程我熟悉了linux 下的多線程編程和信號量實現(xiàn)wait、signal操作的全過程，對同步和互斥問題也有了更深一步的理解，同時，也使我對linux編程有了更多的了解，在很多方面，它與在windows下編程有著很大的不同，對與多線程來說更方便一些。

設(shè)計過程中也遇到不少困難，尤其是對于多線程的實現(xiàn)，結(jié)果總是不如想象中完美。比如其顧客編號的輸出有時會不按順序，輸入有點亂。另外，有時，輸出結(jié)束后，程序仍無法結(jié)束，必須強制性關(guān)閉終端才可以結(jié)束程序，這是本程序的一個不足之處。

在本次課程設(shè)計中我深深感覺到自己掌握的知識還遠遠不夠，我明白光是知道書本上的知識是遠遠不夠的，一定要把理論知識和實踐結(jié)合起來。同時，要多多學(xué)習(xí)linux的操作。

第三篇：利用蒙氏教具輕松解決數(shù)學(xué)問題

利用蒙氏教具輕松解決數(shù)學(xué)問題

今天進行的主題活動是數(shù)學(xué)“按長短排序”，活動目標(biāo)是4個以內(nèi)物體的排序，為了使幼兒能清楚找到物體從長到短（或從短到長）排序的規(guī)律，我利用蒙氏教具--紅棒（10根，難度增加了）進行演示，配合幼兒的操作，幼兒很容易就掌握了。

開始，我取了紅棒散放在一塊工作毯上，然后，請一名幼兒找出最短的紅棒給我，孩子很仔細的開始尋找，一會兒他很自豪的找到了，我指導(dǎo)孩子一起把這塊紅棒放在了另一塊工作毯的下方，我又請一名幼兒從散放的紅棒中找出最短的，他也很認真的找到了，并且把這根紅棒放在了最短紅棒的上方，就這樣，幼兒依次把紅棒從短到長排列整齊。（在這個過程中有一個動作必須要做：把紅棒的左端對齊）孩子很輕松的就把10根紅棒按規(guī)律排列整齊了，他們沒有因為難度的增加而感到不適，反而對活動充滿了興趣，每個小朋友都積極參與。

接下來，我們一起又嘗試了按從長到短的順序進行排列，在老師的引導(dǎo)下孩子們自己進行操作，在操作中他們不僅掌握了排序的方法，還引起了幼兒進行數(shù)學(xué)活動的濃厚興趣。

其實，在游戲中進行數(shù)學(xué)活動是幼兒特別喜歡的，而蒙氏教具正是順應(yīng)了幼兒喜歡動手，喜歡游戲的天性，讓幼兒在趣味中理解了抽象的數(shù)學(xué)知識（可能幼兒不知道數(shù)學(xué)概念，如：排序，但他們知道了如何按規(guī)律排序），這也正是幼兒教育的目的：讓幼兒對學(xué)習(xí)充滿興趣，并保持這種濃厚的興趣。

最后，我引用蒙臺梭利的一句名言：“我聽了，我會忘記；我看了，我會記??；我做了，我也就理解了。”作為文章的結(jié)尾，因為在與孩子每天的接觸中，我深有同感。

第四篇：利用導(dǎo)數(shù)解決生活中的優(yōu)化問題

利用導(dǎo)數(shù)解決生活中的優(yōu)化問題

本節(jié)是用導(dǎo)數(shù)的知識解決實際生活中的一些問題，這些問題運用導(dǎo)數(shù)的知識解決非常方便.例如，在生活、生產(chǎn)和科研中經(jīng)常遇到的成本最低、用料最省、效率最高、利潤最大等問題，這些問題統(tǒng)稱為優(yōu)化問題.一、利用導(dǎo)數(shù)解決優(yōu)化問題，往往歸結(jié)為求函數(shù)的最大值或最小值問題.二、利用導(dǎo)數(shù)解決實際問題中的優(yōu)化問題時，要注意以下幾點：

1.當(dāng)問題中涉及多個變量時，應(yīng)根據(jù)題意分析它們的關(guān)系，找出變量間的關(guān)系式；

2.確定函數(shù)關(guān)系式中自變量的取值范圍；

3.所得的結(jié)果要符合問題的實際意義.三、要注意方法的靈活運用，如配方法、基本不等式法、導(dǎo)數(shù)法.例題：已知某商品生產(chǎn)成本C與產(chǎn)量q（０

8q，求產(chǎn)量q為何值時，利潤L最大.一、用長為18 cm的鋼條圍成一個長方體形狀的框架，要求長方體的長與寬

之比為2：1，問該長方體的長、寬、高各為多少時，其體積最大？最大體積是多少？

二、統(tǒng)計表明，某種型號的汽車在勻速行駛中每小時耗油量y（升）關(guān)于行駛速度x（千米/小時）的函數(shù)解析式可以表示為：y=1

128000x?23

80x?8(0

距100千米。

（Ⅰ）當(dāng)汽車以40千米/小時的速度勻速行駛時，從甲地到乙地要耗油多少升？（Ⅱ）當(dāng)汽車以多大的速度勻速行駛時，從甲地到乙地耗油最少？最少為多少升？

三、某商品每件成本9元，售價為30元，每星期賣出432件.如果降低價格，銷售量可以增加，且每星期多賣出的商品件數(shù)與商品單價的降低值x（單位：元，0≤x≤30）的平方成正比.已知商品單價降低2元時，一星期多賣出24件．

（I）將一個星期的商品銷售利潤表示成x的函數(shù)；

（II）如何定價才能使一個星期的商品銷售利潤最大？

四、已知A、B兩地相距200千米，一只船從A地逆水到B地，水速為8千米小時，船在靜水中的速度為v千米小時（8＜v≤v0）.若船每小時的燃料費與其在靜水中的速度的平方成正比，當(dāng)v=12千米小時，每小時的燃料費為720元，為了使全程燃料費最省，船的實際速度為多少？

第五篇：利用虛擬光驅(qū)解決“請在光驅(qū)中運行”問題

很多光盤內(nèi)容復(fù)制到電腦上就不能使用，下面以教學(xué)光盤為例： 小學(xué)數(shù)學(xué)教師用書光盤DVD2，復(fù)制到電腦上后，1、單擊開始圖標(biāo)

2、彈出右邊提示框

為了解決這一問題，我們使用：UltraISO軟碟通，它是一款功能強大而又方便實用的光盤映像文件制作/編輯/轉(zhuǎn)換工具。

3、下載安裝完成后，我的電腦里面也會多出一個驅(qū)動器：

4、打開軟件：

5、此時打開光盤文件夾所在目錄，全選，把所有文件拖到上面的方框里，6、單擊文件，另存為，系統(tǒng)會自動保存為“.iso”文件。

7、回到工具主界面，工具，加載到虛擬光驅(qū)，8、單擊映像文件后面的省略號按鈕，選擇第6步保存的“.iso”文件，單擊加載，此時第3步的驅(qū)動器里面已經(jīng)有光盤了。

9、雙擊打開，再點第1步的圖標(biāo)就可以了。