操作系統(tǒng)第2章第二節(jié)(已修改)
2025-05-11 07:55 本頁(yè)面
【正文】 進(jìn)程同步 ? 進(jìn)程同步 是指對(duì)多個(gè)相關(guān)進(jìn)程在執(zhí)行次序上進(jìn)行協(xié)調(diào)，目的是使系統(tǒng)中諸進(jìn)程之間能有效地共享資源和相互合作，從而使程序的執(zhí)行具有可再現(xiàn)性?；蛳到y(tǒng)中諸進(jìn)程之間在邏輯上的相互制約的關(guān)系（直接的 同步；間接的 —互斥）。 ? 用來(lái)實(shí)現(xiàn)同步的機(jī)制稱為 同步機(jī)制 。如：信號(hào)量機(jī)制；管程機(jī)制。 一 .進(jìn)程同步的基本概念 、臨界區(qū) 二 .信號(hào)量機(jī)制 、一般信號(hào)量集 三 .信號(hào)量的應(yīng)用 進(jìn)程同步 一、進(jìn)程同步的基本概念 兩種進(jìn)程關(guān)系 系統(tǒng)中諸進(jìn)程之間在邏輯上存在著兩種制約系： ?進(jìn)程同步：直接制約關(guān)系，進(jìn)程之間為了協(xié)作完成某項(xiàng)任務(wù)而有意識(shí)地相互“交換信息”。如前分別將 I、 C和 P都看成是進(jìn)程 。 ?進(jìn)程互斥：間接制約關(guān)系， 進(jìn)程之間通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)某些資源產(chǎn)生的關(guān)系 。原因是某些資源不能同時(shí)被 多個(gè)進(jìn)程使用 間接制約關(guān)系示例 用戶 A CPU 打印機(jī) (系統(tǒng)負(fù)責(zé)打印 ) 打印請(qǐng)求 CPU 空閑 用戶 B 打印請(qǐng)求 A打印完 A完成 B打印完 CPU 空閑 B完成 A打印 B打印 A進(jìn)入 等待打印完成阻塞隊(duì)列 B進(jìn)入 申請(qǐng)打印機(jī)阻塞隊(duì)列 A被 喚醒 從阻塞進(jìn)入就緒隊(duì)列 ,后投入運(yùn)行 。B分配打印機(jī) B被 喚醒 從阻塞進(jìn)入就緒隊(duì)列 ,后投入運(yùn)行 一、進(jìn)程同步的基本概念 同 步 互 斥 進(jìn)程 進(jìn)程 進(jìn)程 資源 進(jìn)程 時(shí)間次序上受到某種限制 競(jìng)爭(zhēng)不到某一物理資源時(shí)不允許進(jìn)程工作 相互清楚對(duì)方的存在及作用，交換信息 不一定清楚其進(jìn)程情況 往往指有幾個(gè)進(jìn)程共同完成一個(gè)任務(wù) 往往指多個(gè)任務(wù)多個(gè)進(jìn)程間通訊制約 例：生產(chǎn)與消費(fèi)之間，發(fā)送與接受之間，作者與讀者之間，供者與用者之間 例：交通十字路口，單軌火車的撥道岔 臨界資源、臨界區(qū) 一、進(jìn)程同步的基本概念 臨界資源 (critical resource） 系統(tǒng)中某些資源 一次只允許一個(gè)進(jìn)程使用 ，稱這樣的資源為臨界資源或互斥資源或共享變量。 臨界區(qū)（互斥區(qū)， critical section ） 在進(jìn)程中涉及到臨界資源的程序段叫 臨界區(qū)， 多個(gè)進(jìn)程的臨界區(qū)稱為 相關(guān)臨界區(qū)。 一、進(jìn)程同步的基本概念 臨界資源、臨界區(qū) 程序 段 1 共享變量 程序 段 2 程序 段 3 臨界區(qū)示意圖 例：生產(chǎn)者 消費(fèi)者 (producerconsumer)問(wèn)題。 var n: integer； type item=… ； var buffer: array［ 0， 1， … ， n1］ of item； in， out: 0， 1， … ， n1； counter: 0， 1， … ， n； 一、進(jìn)程同步的基本概念 臨界資源、臨界區(qū) producer: repeat produce an item in nextp； while counter=n do noop； Buffer[in]:=nextp； in:=(in+1) mod n； counter:=counter+1； until false； consumer: repeat while counter=0 do noop； nextc:=buffer[out]； out:=(out+1) mod n； counter:=counter1； consumer the item in nextc； until false； 一、進(jìn)程同步的基本概念 臨界資源、臨界區(qū) 生產(chǎn)者對(duì) counter做加 1操作，消費(fèi)者對(duì) counter做減 1操作，這兩個(gè)操作在用機(jī)器語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)時(shí)， ?？捎孟旅娴男问矫枋觯? register1:=counter； register2:=counter； register1:=register1+1； register2:=
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