车站售票模拟系统的操作系统课程设计实现

在探讨这个操作系统课程设计项目之前，需要首先理解操作系统中进程同步和互斥的概念，以及PV操作的原理。 **进程同步与互斥：** 在操作系统中，进程同步是指为了完成任务，多个进程之间需要按一定顺序执行，保证数据的正确性。互斥则是指多个进程对共享资源的访问不能同时进行，必须互斥访问。 **PV操作：** PV操作是一种经典的进程同步与互斥实现手段。其中，P操作（Proberen，荷兰语意为测试）通常与信号量（semaphore）配合使用，用于等待一个条件（即信号量减1）。如果信号量的值大于等于0，则进程继续执行；如果信号量的值小于0，则进程被阻塞，直到信号量的值再次非负。V操作（Verhogen，荷兰语意为增加）是P操作的逆操作，用于释放资源，即信号量加1，如果有进程因这个信号量被阻塞，则它们中的一个将被唤醒。 **该课程设计的知识点：** 1. **信号量（Semaphore）：**在设计中，需要定义多个信号量来表示不同类型的资源，例如人工售票窗口、自动售票机、入口通道和出口通道。每个信号量对应一种资源的数量。信号量的初始值需根据资源的容量设定，例如入口通道和出口通道的信号量初始值为1，表示一次只允许一个人通过。 2. **进程同步机制：**设计中的顾客进程与人工服务进程需要通过信号量实现同步。顾客进程进入售票大厅前需要P操作入口通道的信号量，完成服务后需P操作出口通道的信号量离开。人工服务进程则在有顾客请求服务时进行P操作信号量，服务完成后进行V操作释放资源。 3. **互斥机制：**由于多个顾客不能同时访问同一售票窗口，因此在人工售票窗口、自动售票机以及退票/签票窗口都需要实现互斥机制。这通常通过互斥信号量实现，保证当一个顾客正在使用某一窗口时，其他顾客必须等待。 4. **C++编程：**该设计使用C++语言在Visual Studio 2015环境下编写，因此需要掌握C++编程基础，包括类和对象的使用、函数的编写等。同时，要熟悉Visual Studio环境下的项目管理，如何使用工程文件（.vcxproj）、解决方案文件（.sln）等。 5. **调试与测试：**在编写完代码后，需要在Visual Studio中对程序进行调试，以确保所有进程的同步与互斥正确无误。这包括理解断点的设置、单步执行、变量查看、调用堆栈等调试技术。 6. **实际模拟：**通过模拟软件环境来实现车站售票大厅的运作逻辑，需要考虑顾客的到达、排队、选择服务窗口、服务完成以及离开的整个流程。在设计中，可以使用线程来模拟顾客进程，主线程或特定线程模拟人工服务进程。 7. **文件操作与工程结构：**项目文件中的OS.VC.db、OS.sln、OS、Debug、.vs是与Visual Studio工程相关的文件和文件夹。其中，.vcxproj文件包含了编译配置、源文件列表等项目信息；.sln文件是解决方案文件，它包含了项目之间的关系和依赖；Debug文件夹用于存放调试时生成的中间文件；.vs文件夹存储Visual Studio的工作环境设置。 完成这项课程设计，不仅需要掌握操作系统中进程同步与互斥的理论知识，还要熟练应用C++语言进行面向对象编程，并且具备在Visual Studio环境下的项目开发能力。这样的设计项目能够很好地培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，对提升软件工程的实践技能有很大帮助。