考研408：操作系统PV强化笔记

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操作系统
需积分: 0 0 下载量 51 浏览量 更新于2024-10-17 收藏 16.73MB PDF 举报
操作系统PV强化笔记（自用整理）
PVPV操作答题基础操作答题基础
题型分类题型分类
1. 生产者消费者问题——进程间关系为“生产资源-消费资源”
2. 理发师问题——进程间关系为“服务-被服务”
3. 读者写者问题——同类进程不互斥、异类进程互斥
4. 哲学家进餐问题——只有一类进程，每个进程需要同 时拥有多种资源才能运⾏，需要解决死锁
（2019）
5. 单纯的同步问题——前驱后继图
题型题型11：⽣产者消费者：⽣产者消费者
H2H2 解题六步骤解题六步骤
⽣产者消费者问题( 特点：进程与进程之间是“⽣产资源⼀消耗资源”的关系) 六步骤: (打草稿)
1. 有几类进程——每类进程对应一个函数每类进程对应一个函数
2. 在每个进程内部，用中文描述进程动作[只做一次，不加while;重复操作，加while(1)]
3. 分析每一动作之前，需要P什么？【注意隐含的互斥，例如，缓冲区访问需要加P(mutex)】只要有
P，必有V,每写一个P,就要安排一个V
4. 所有PV写完后 , 再去定义信号量,
定义完再思考每个信号量的初值是多少
5. 检查多个P连续出现的地⽅, 是否可能生死锁？
尝试调整P顺序，若某信号量P,V操作总连续出现，中间没有其他P[破坏其他P]，则信号量不可能
因此产生死锁
6. 读题检查，是否满足题目要求
H2H2 例题⼀：配件装配例题⼀：配件装配
某工厂有两个生产车间和一个装配车间，两个生产车间分别生产A、B两种零件，装配车间的任务是把
A、B两种零件组装成产品。两个生产车间每生产一个零件后，都要分别把它们送到装配车间的货架
F1、F2上。F1存放零件A，F2存放零件B，F1和F2的容量均可存放10个零件。装配工人每次从货架上
取一个零件A和一个零件B后组装成产品。请用P、V操作进⾏正确管理
H2H2 思路整理思路整理
1. 几类进程——一类进程对应一类函数
2. 每个进程的动作——一次动作，多次动作
3. 安排P，再安排V【成对出现】
4. 定义信号量
5. 多P连续->死锁问题？解决方法：调整顺序
6. 检查
中文演算过程
⽣产⻋间A(){
while(){
produce A !"重复动作
P(F1有空位)
P(F1_flag)
put A to F1 !"访问缓冲区需要互斥
V(F1_flag)
V(A零件) !"组装⻋间只能从货架上拿，所以在put之后释放
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}
}
⽣产⻋间B(){
while(){
produce B !"重复动作
P(F2有空位)
P(F2_flag)
put B to F2 !"访问缓冲区需要互斥
V(F2_flag)
V(B零件)
}
}
装配⻋间(){
while(1){
P(A零件)
P(F1_flag)
从F1上取A
V(F1_flag)
V(F1的空位)
P(B零件)
P(F2_flag)
从F2上取B
V(F2_flag)
V(F2的空位)
组装产品
}
}
!" 同步信号量
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注意：多个P操作可能导致死锁，解决方法，同步信号同步信号量量放在互斥信号放在互斥信号量量之前（互斥信号之前（互斥信号量量锁粒度锁粒度
取小，尽取小，尽量量放在最放在最⾥⾥面）面）
H2H2 例题⼆：⽣产者、消费者例题⼆：⽣产者、消费者
系统中有多个生产者进程和多个消费者进程，共享一个能存放1000件产品的环形缓冲区（初始为
空)。当缓冲区未满时，生产者进程可以放入其生产的一件产品，否则等待；当缓冲区未空时，消费者
进程可以从缓冲区取走一件产品，否则等待。要求一个消费者进程从缓冲区连续取出10 件产品后，其
他消费者进程才可以取产品。请使用信号量P，V（或 wait()，signal()）操作实现进程间的互斥与同
步，要求写出完整的过程，并说明所用信号量的含义和初始值。
Semaphore F1_empty =10 !"货架空位数信号量
Semaphore F1_empty =10
Semaphore F1_existA=0 !"货架上已⽣产配件数量信号量
Semaphore F2_existB=0
!"互斥信号量
Semaphore F1_flag=1 !"货架的互斥访问信号量
Semaphore F2_flag=1
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⽣产者(){1
while(){
⽣产产品
P(缓冲区空位) !"同步信号量
P(m_buffer) !"互斥信号量 互斥访问访问缓冲区
产品放⼊缓冲区
V(m_buffer)
V(产品)
}
}
消费者(){
while(){
P(Mutex) !"原⼦性操作
for(int i=0;i<10;i!#){
P(产品)
P(m_buffer) !"互斥信号量 互斥访问访问缓冲区
从缓冲区取产品
P(m_buffer)
V(缓冲区空位)
}
V(Mutex)
}
}
!" 同步信号量
Semaphore 缓冲区空位=1000
Semaphore Mutex=1
Semaphore 产品=0
!"互斥信号量
Semaphore m_buffer=1
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