《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程（25頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,*,計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程,P、V操作,P、V操作的引入,為禁止兩個(gè)進(jìn)程同時(shí)進(jìn)入臨界區(qū)，使用了鎖操作方法。,但這帶來兩個(gè)問題：,1.當(dāng)臨界資源被占用，不停的測(cè)試會(huì)造成錯(cuò)誤。,2.無法實(shí)現(xiàn)同步,為此E.W.Dijkstra提出了一種解決同步，互斥問題的更一般的方法，這就是信號(hào)量以及有關(guān)的P、V操作,信號(hào)量,信號(hào)量是表示資源的實(shí)體，是一個(gè)與隊(duì)列有關(guān)的整型變量，其值只能由P、V操作來改變。,操作系統(tǒng)利用信號(hào)量對(duì)進(jìn)程和資
2、源進(jìn)行控制和管理。,根據(jù)用途的不同，分為公用信號(hào)量和私用信號(hào)量。公用信號(hào)量通常用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的互斥，初值為1，他所聯(lián)系的一組并發(fā)進(jìn)程均可對(duì)其實(shí)施P,V操作；私用信號(hào)量一般用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的同步，初值為0或?yàn)槟硞€(gè)正整數(shù)n，僅允許擁有它的進(jìn)程對(duì)其實(shí)施P、V操作,。,P、V操作的定義,P、V操作是定義在信號(hào)量S上的兩個(gè)操作。,P(S):,(1）S:=S-1;,(2)若S=0，則調(diào)用P(S)的進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行。,(3)若S0,則調(diào)用V(S)的進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行；,(3)若S0時(shí)的數(shù)值表示某類可用資源的數(shù)量，執(zhí)行P操作意味著申請(qǐng)分配一個(gè)單位的資源。因此可描述為S:=S-1，當(dāng)S0時(shí)，表示已無資源可用，此時(shí)S的絕對(duì)
3、值表示信號(hào)量S的阻塞隊(duì)列中的進(jìn)程數(shù)；而執(zhí)行一次V操作意味著釋放一個(gè)單位的資源，描述為S:=S+1,若此時(shí)S=1 then,begin,r:=r 1;,A:=r;,V(S);,售出一張票;,end,else 售出票已售完;,end,；,PROCESS Pi,r:integer;,begin,P(S);,r:=A;,if r=1 then,begin,r:=r 1;,A:=r;,V(S);,售出一張票;,end,else,begin,V(S);,售出票已售完,end,end；,例,3,：有m個(gè)生產(chǎn)者和r個(gè)消費(fèi)者共享容量為n的緩沖器（m、r、n均大于1）。每個(gè)生產(chǎn)者把自己生產(chǎn)的物品存入緩沖區(qū)，每個(gè)消
4、費(fèi)者從緩沖區(qū)中取出物品去消費(fèi)。要求用P、V操作對(duì)這些生產(chǎn)者和消費(fèi)者進(jìn)行正確管理。,定義：整型數(shù)組：B0n-1,整型變量：k，t 初值均為0,信號(hào)量：S1：初值1 用于生產(chǎn)者放入物品,S2：初值1 用于消費(fèi)者取出物品,SP：初值n 緩沖區(qū)是否可用,SG：初值0 緩沖區(qū)里是否有物品,PROCESS Pi,begin,L1:produce a,product;,P(SP);,P(S1);,Bk:=product;,k:=(k+1)mod n;,V(S1);,V(SG);,goto L1,end,PROCESS Cj,begin,L2:P(SG);,P(S2);,take a product from
5、,Bt;,t:=(t+1)mod n;,V(S2);,V(SP);,consume;,goto L1,end,生產(chǎn)者分別向緩沖區(qū)送產(chǎn)品，由S1控制互斥訪問。,消費(fèi)者分別從緩沖區(qū)中取出產(chǎn)品，由S2控制互斥訪問,例4：,讀者寫者問題：,規(guī)定：允許多個(gè)進(jìn)程同時(shí)讀；只允許一個(gè)進(jìn)程寫；當(dāng)有進(jìn)程讀時(shí)不允許其它進(jìn)程寫。,第一種方案：定義信號(hào)量：S:semaphore；初值1；定義一個(gè)整數(shù)：rs，初值0；,讀者：,PROCESS Readeri,begin,rs:=rs+1;,if rs=1 then P(S);,read file F;,rs:=rs 1;,if rs=0 then V(S);,end;,寫
6、者：,PROCESS Writerj,begin,P(S);,write file F;,V(S);,end;,問題：對(duì)共享變量rs訪問的程序段也是臨界區(qū)。,課后練習(xí),24有,一閱覽室,，讀者進(jìn)入時(shí)必須先在一張登記表上進(jìn)行登記。該表為每一作為列出了一個(gè)表目，包括座號(hào)，姓名。讀者離開時(shí)要撤銷登記信息。閱覽室有100個(gè)作為，試問：,(1)為描述讀者的動(dòng)作，應(yīng)編寫幾個(gè)程序，應(yīng)該設(shè)置幾個(gè)進(jìn)程？進(jìn)程和程序之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如何？,（2)試用P,V操作描述這些進(jìn)程之間的同步算法。,分析：設(shè)讀者有任意多個(gè)，但能同時(shí)閱覽的只能100人，所以，設(shè)一個(gè)信號(hào)量S代表空座位數(shù)目，初值為100，用它來控制進(jìn)入閱覽室的讀者進(jìn)
7、程不超過100。另設(shè)信號(hào)量m，用于控制對(duì)登記表這一共享資源的互斥使用，其初值為1。,(1)需編寫一個(gè)程序，100個(gè)進(jìn)程，進(jìn)程之間通過登記表之間存在同步關(guān)系,（2）,Process 第i個(gè)讀者進(jìn)程,begin,P(S);,P(m);,填寫登記表；,V(m);,坐下閱覽;,P(m);,在登記表上去掉登記；,V(m);,V(S);,goto L1;,end,25設(shè)有兩個(gè)優(yōu)先級(jí)相同的進(jìn)程P1，P2如下所示。令信號(hào)量S1，S2的初值為0，試問P1，P2并發(fā)運(yùn)行結(jié)束后，x=?,y=?,z=?,進(jìn)程P1 進(jìn)程P2,y:=1;x:=1;,y:=y+2;x:=x+1;,V(S1);P(S1);,z:=y+1;x
8、:=x+y;,P(S2);V(S2);,y:=x+y z:=x+z,X=5,y8，Z 9.,28.桌上有一只盤子，每次只能放一個(gè)水果。爸爸專向盤子中放蘋果，媽媽專向盤子中方桔子，一個(gè)女兒專等吃盤中的蘋果，一個(gè)兒子專等吃盤中的桔子，試用P、V操作寫出他們能同步的程序。,semaphore S_Plate=1,S_Apple=0,S_Orange=0;,void father()/,父親進(jìn)程,while(1),P(S_Plate);,往盤子中放入一個(gè)蘋果；,V(S_Apple);,void mother()/,母親進(jìn)程,while(1),P(S_Plate);,往盤子中放入一個(gè)桔子；,V(S_Orange);,void son()/,兒子進(jìn)程,while(1),P(S_Orange);,從盤中取出一個(gè) 桔子；,V(S_Plate);,吃桔子；,void daughter()/,女子進(jìn)程,while(1),P(S_Apple);,從盤中取出一個(gè) 蘋果；,V(S_Plate);,吃蘋果；,謝謝,觀賞,WPS,Office,Make Presentation much more fun,WPS官方微博,kingsoftwps,
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