进程同步补充作业

操作系统作业【注意】对于作业中的选择题，都要求抄写题目(题中若有插图可不画)，并在题目上填写答案。

作业1——进程同步（1）1．设有n个进程使用同一个共享变量，如果最多允许m（m < n）个进程同时进入相关临界区，则信号量的变化范围是。

A. n,n-1,...,n-mB. m,m-1,...1,0,-1,...m-nC. m,m-1,...1,0,-1,...m-n-1D. m,m-1,...1,0,-1,...m-n+12．对于有两个并发进程的系统，设互斥信号量为mutex，若mutex=0，则。

A. 表示没有进程进入与mutex相关的临界区B. 表示有一个进程进入与mutex相关的临界区C. 表示有一个进程进入与mutex相关的临界区，另一个进程等待进入D．表示有两个进程进入与mutex相关的临界区3．S.queue，S.value是信号灯S的两个组成部分，当S.queue为空时，S.value的值是( ) A．S.value≤0 B．S.value=0 C．S.value=1 D．Svalue≥04．如果信号量的当前值为-3，则表示系统中在该信号量上有个等待进程。

5．下列选项中，操作系统提供给应用程序的接口是。

（2010全国试题）A．系统调用B．中断C．库函数D．原语6．下列选项中，导致创建新进程的操作是。

（2010全国试题）I．用户登录成功II．设备分配III．启动程序执行A．仅I和II B．仅II和III C．仅I和III D．I、II和III7．设与某资源关联的信号量初值为3，当前值为1。

若M表示该资源的可用个数，N表示等待该资源的进程数，则M、N分别是。

（2010全国试题）A．0、1 B．1、0 C．1、2 D．2、0作业2——进程同步（2）1．如何利用信号量机制来实现多个进程对临界资源的互斥访问？2．四个进程A、B、C、D都要读一个共享文件F，系统允许多个进程同时读文件F，但限制是进程A 和进程C不能同时读文件F，进程B和进程D也不能同时读文件F，为了使这四个进程并发执行时能按系统要求使用文件，现用PV操作进行管理，请回答下面的问题：（1）应定义的信号量及初值：。

第三章一．选择题(50题)1.以下_B__操作系统中的技术是用来解决进程同步的。

A.管道B.管程C.通道D.DMA2.以下_B__不是操作系统的进程通信手段。

A.管道B.原语C.套接字D.文件映射3.如果有3个进程共享同一程序段，而且每次最多允许两个进程进入该程序段，则信号量的初值应设置为_B__。

A.3B.2C.1D.04.设有4个进程共享一个资源，如果每次只允许一个进程使用该资源，则用P、V 操作管理时信号量S的可能取值是_C__。

A.3,2,1,0，-1B.2,1,0，-1，-2C. 1,0，-1，-2，-3D.4,3，2,1,05.下面有关进程的描述，是正确的__A__。

A.进程执行的相对速度不能由进程自己来控制B.进程利用信号量的P、V 操作可以交换大量的信息C.并发进程在访问共享资源时，不可能出现与时间有关的错误D.P、V操作不是原语操作6.信号灯可以用来实现进程之间的_B__。

A.调度B.同步与互斥C.同步D.互斥7.对于两个并发进程都想进入临界区，设互斥信号量为S，若某时S=0，表示_B_ _。

A.没有进程进入临界区B.有1个进程进入了临界区C. 有2个进程进入了临界区D. 有1个进程进入了临界区并且另一个进程正等待进入8. 信箱通信是一种_B__方式A.直接通信B.间接通信C.低级通信D.信号量9.以下关于临界区的说法，是正确的_C__。

A.对于临界区，最重要的是判断哪个进程先进入B.若进程A已进入临界区，而进程B的优先级高于进程A，则进程B可以打断进程A而自己进入临界区C. 信号量的初值非负，在其上只能做PV操作D.两个互斥进程在临界区内，对共享变量的操作是相同的10. 并发是指_C__。

A.可平行执行的进程B.可先后执行的进程C.可同时执行的进程D.不可中断的进程11. 临界区是_C__。

A.一个缓冲区B.一段数据区C.一段程序D.栈12．进程在处理机上执行，它们的关系是_C__。

进程同步经典习题1.某车站售票厅，任何时刻最多可容纳20名购票者进入，当售票厅中少于20名购票者时，则厅外的购票者可立即进入，否则需在外面等待。

若把一个购票者看作一个进程，请用PV操作实现管理。

解：定义一个信号量S，初值为20parbeginprocess pl(l=1,2,……)beginwait(S);进入售票厅；购票；退出；signal(S)end2.桌上有一空盘，允许存放一个水果，爸爸可向盘内放苹果，妈妈可向盘内放桔子，儿子专等吃盘内的桔子，女儿专等吃盘中的苹果，请用P、V 操作实现爸爸、妈妈、儿子、女儿四个并发进程的同步与互斥。

int S=1;int Sa=0;int Sb=0;main(){cobeginfather();mather();son();daughter();coend}father() mather(){while(1) { while(1){p(S); {p(S) ;将一个苹果放入盘中将一个桔子放入盘中V(Sa);} V(Sb);}} }son() daughter(){ while(1) { while(1){p(Sb); { p(Sa);从盘中取出桔子从盘中取出苹果V(S);吃桔子；} V(S);吃苹果；}}3.生产围棋的工人不小心把相等数量的黑子和白子混装在一个盒子里，现在要用自动分拣系统把黑子和白子分开，该系统由两个并发执行的进程PA和PB组成，系统功能如下：（1）PA专拣黑子，PB专拣白子；（2）每个进程每次只拣一个子，当一个进程拣子时，不允许另一个进程去拣子；（3）当一个进程拣一个子（黑或白）后，必须让另一个进程去拣一个子（白或黑）请回答：①这两个并发进程之间的关系是同步还是互斥②写出PV操作管理时应定义的信号量及其初值。

③根据定义的信号量，写出用PV操作管理两个并发进程的程序答：①两个进程之间是同步关系②定义两个信号量S1和S2，初值为1和0③process PA process PAbegin beginrepeat repeatwait(S1) wait(S2)拣黑子拣白子signal(S2) signal(S1)until false until falseend end4.有一阅览室，读者进入时必须先在一张登记表上登记，该表为每一座位列出一个表目，包括座号、姓名，读者离开时要注销登记信息；假若阅览室共有100个座位。

第三章一．选择题(50题)1.以下_B__操作系统中的技术是用来解决进程同步的。

A.管道B.管程C.通道2.以下_B__不是操作系统的进程通信手段。

A.管道B.原语C.套接字D.文件映射3.如果有3个进程共享同一程序段，而且每次最多允许两个进程进入该程序段，则信号量的初值应设置为_B__。

4.设有4个进程共享一个资源，如果每次只允许一个进程使用该资源，则用P、V操作管理时信号量S的可能取值是_C__。

,2,1,0，-1 ,1,0，-1，-2 C. 1,0，-1，-2，-3 ,3，2,1,05.下面有关进程的描述，是正确的__A__。

A.进程执行的相对速度不能由进程自己来控制B.进程利用信号量的P、V 操作可以交换大量的信息C.并发进程在访问共享资源时，不可能出现与时间有关的错误、V操作不是原语操作6.信号灯可以用来实现进程之间的_B__。

A.调度B.同步与互斥C.同步D.互斥7.对于两个并发进程都想进入临界区，设互斥信号量为S，若某时S=0，表示_B__。

A.没有进程进入临界区B.有1个进程进入了临界区C. 有2个进程进入了临界区D. 有1个进程进入了临界区并且另一个进程正等待进入8. 信箱通信是一种_B__方式A.直接通信B.间接通信C.低级通信D.信号量9.以下关于临界区的说法，是正确的_C__。

A.对于临界区，最重要的是判断哪个进程先进入B.若进程A已进入临界区，而进程B的优先级高于进程A，则进程B可以打断进程A而自己进入临界区C. 信号量的初值非负，在其上只能做PV操作D.两个互斥进程在临界区内，对共享变量的操作是相同的10. 并发是指_C__。

A.可平行执行的进程B.可先后执行的进程C.可同时执行的进程D.不可中断的进程11. 临界区是_C__。

A.一个缓冲区B.一段数据区C.一段程序D.栈12．进程在处理机上执行，它们的关系是_C__。

A.进程之间无关，系统是封闭的B.进程之间相互依赖相互制约C.进程之间可能有关，也可能无关D.以上都不对13. 在消息缓冲通信中，消息队列是一种__A__资源。

实验三进程同步一、实验目的：1.了解进程和线程的同步方法，学会运用进程和线程同步方法来解决实际问题；2.了解windows系统下Win32 API或Pthread信号量机制的使用方法；二、实验预备内容：1.对书上所说基于信号量的有限缓冲的生产者－消费者问题；2.对于信号量的概念有大概的了解，知道如何用信号量的wiat()和signal()函数如何取消应用程序进入临界区的忙等；三、实验环境说明：此实验在Win7(32位) CodeBlocks环境下实现，采用WinAPI的信号量机制。

四、实验内容：设计一个程序解决有限缓冲问题，其中的生产者与消费者进程如下图所示。

在Bounded-Buffer Problem（6.6.1节）中使用了三个信号量：empty （记录有多少空位）、full（记录有多少满位）以及mutex（二进制信号量或互斥信号量，以保护对缓冲区插入与删除的操作）。

对于本项目，empty和full将采用标准计数信号量，而mutex将采用二进制信号量。

生产者与消费者作为独立线程，在empty、full、mutex的同步前提下，对缓冲区进行插入与删除。

本项目可采用Pthread或Win32 API。

（本实验采用Win32 API）五、程序设计说明：1.全局变量：定义缓冲区数组及其环形队列表达方式，定义mutex、empty、full 三个信号量。

empty记录缓冲区有多少个空位；full记录缓冲区有多少个满位；mutex作为互斥信号量，保护对缓冲区插入或删除的操作。

具体定义如下：定义生产者、消费者线程结构和包含的信息：（由于题目中没有要求，因此只定义了编号一个变量）2.缓冲区：缓冲区是一个元数据类型为buffer_item（可通过typedef定义）的固定大小的数组，按环形队列处理。

buffer_item的定义及缓冲区大小可保存在头文件中：A.insert_item()：先判断缓冲区是否已满，不满则向缓冲区中插入元素；B.remove_item()先判断缓冲区是否为空，不空则从缓冲区中删除元素；3.生产者线程：生产者线程交替执行如下两个阶段：睡眠一段随机事件，向缓冲中插入一个随机数。

进程同步练习题1.在公共汽车上，司机和售票员的工作流程如图所示。

为保证乘客的安全，司机和售票员应密切配合协调工作。

请用信号量来实现司机与售票员之间的同步。

司机售票员图司机和售票员工作流程图2.桌子上有一只盘子，盘子中只能放一只水果。

爸爸专向盘子中放苹果，妈妈专向盘子中放橘子，一个儿子专等吃盘子中的橘子，一个女儿专等吃盘子中的苹果。

用PV操作实现他们之间的同步机制。

3.a，b两点之间是一段东西向的单行车道，现要设计一个自动管理系统，管理规则如下：（1）当ab之间有车辆在行驶时同方向的车可以同时驶入ab段，但另一方向的车必须在ab 段外等待；（2）当ab之间无车辆在行驶时，到达a点（或b点）的车辆可以进入ab段，但不能从a 点和b点同时驶入；（3）当某方向在ab段行驶的车辆驶出了ab段且暂无车辆进入ab段时，应让另一方向等待的车辆进入ab段行驶。

请用信号量为工具，对ab段实现正确管理以保证行驶安全。

4．将只读数据的进程称为“读者”进程，而写或修改数据的进程称为“写者”进程。

允许多个“读者”同时读数据，但不允许“写者”与其他“读者”或“写者”同时访问数据。

另外，要保证：一旦有“写者”等待时，新到达的“读者”必须等待，直到该“写者”完成数据访问为止。

试用P、V操作正确实现“读者”与“写者”的同步。

（第二类读者写者问题，信号量解决方法）5．一条河上架设了由若干个桥墩组成的一座桥。

若一个桥墩只能站一个人，过河的人只能沿着桥向前走而不能向后退。

过河时，只要对岸无人过，就可以过。

但不允许河对岸的两个人同时过，以防止出现死锁。

请给出两个方向的人顺利过河的同步算法。

6．有一个仓库，可以存放A和B两种产品，但要求：（1）每次只能存入一种产品（A或B）；（2）-N＜A产品数量－B产品数量＜M。

其中，N和M是正整数。

试用同步算法描述产品A与产品B的入库过程。

1、在公共汽车上，司机和售票员的工作流程如图所示。

为保证乘客的安全，司机和售票员应密切配合协调工作。

操作系统进程同步实验报告实验三:进程同步实验一、实验任务:(1)掌握操作系统的进程同步原理;(2)熟悉linux的进程同步原语;(3)设计程序,实现经典进程同步问题。

二、实验原理:(1)P、V操作PV操作由P操作原语与V操作原语组成(原语就是不可中断的过程),对信号量进行操作,具体定义如下:P(S):①将信号量S的值减1,即S=S-1;②如果S30,则该进程继续执行;否则该进程置为等待状态,排入等待队列。

V(S):①将信号量S的值加1,即S=S+1;②如果S>0,则该进程继续执行;否则释放队列中第一个等待信号量的进程。

(2)信号量信号量(semaphore)的数据结构为一个值与一个指针,指针指向等待该信号量的下一个进程。

信号量的值与相应资源的使用情况有关。

当它的值大于0时,表示当前可用资源的数量;当它的值小于0时,其绝对值表示等待使用该资源的进程个数。

注意,信号量的值仅能由PV 操作来改变。

一般来说,信号量S30时,S表示可用资源的数量。

执行一次P操作意味着请求分配一个单位资源,因此S的值减1;当S(3)linux的进程同步原语①wait();阻塞父进程,子进程执行;②#include#includekey_t ftok (char*pathname, char proj);它返回与路径pathname相对应的一个键值。

③int semget(key_t key, int nsems, int semflg)参数key就是一个键值,由ftok获得,唯一标识一个信号灯集,用法与msgget()中的key 相同;参数nsems指定打开或者新创建的信号灯集中将包含信号灯的数目;semflg参数就是一些标志位。

参数key与semflg的取值,以及何时打开已有信号灯集或者创建一个新的信号灯集与msgget()中的对应部分相同。

该调用返回与健值key相对应的信号灯集描述字。

调用返回:成功返回信号灯集描述字,否则返回-1。

第一章补充作业1、设某计算机系统有一台输入机、一台打印机。

现有两道程序同时投入运行，且程序A先开始运行，程序B后运行。

程序A的运行轨迹为：计算50ms，打印信息100ms，再计算50ms，打印信息100ms，结束。

程序B的运行轨迹为：计算50ms，输入数据80ms，再计算100ms，结束。

试说明：（1）两道程序运行时，CPU有无空闲等待？若有，在哪段时间内等待？为什么会空闲等待？（2）程序A、B运行时有无等待现象？若有，在什么时候会发生等待现象？2、有两个程序，A程序按顺序使用CPU 10s，使用设备甲5s，使用CPU 5s，使用设备乙10s，最后使用CPU 10s。

B程序按顺序使用设备甲10s，使用CPU 10s，使用设备乙5s，使用CPU 5s，使用设备乙10s。

在顺序环境下先执行A程序再执行B程序，CPU的利用率是多少？在多道程序系统环境下，CPU的利用率是多少？第二章补充作业1、熟练练习60条DOS命令，要求写出每条命令的格式、功能练习过程。

2、熟练练习40条LINUX命令，要求写出每条命令的格式、功能练习过程。

注：做好截图存在文档中，实验报告中要写入。

第三章补充作业1、假设一个计算机系统具有如下性能特征：处理一次中断，平均耗用1ms。

一次进程调度，平均需要2ms。

将CPU分配给选中的进程，又平均需要1ms。

再假设其定时器芯片每秒产生100次中断。

请回答：操作系统将百分之几的CPU 时间用于时钟中断处理？如果操作系统采用轮转法调度，10个时钟中断为1个时间片。

那么，操作系统将百分之几的CPU时间用于进程调度（包括调度、分配CPU和引起调度的时钟中断处理时间）？2、假设就绪队列中有10个进程，系统将时间片设为200ms，CPU进行进程切换要花费10ms，试问系统开销所占的比率约为多少？3、有三个进程PA、PB和PC协作解决文件打印问题：PA将文件记录从磁盘读入内在的缓冲区1，每执行一次读一个记录；PB将缓冲区1的内容复制到缓冲区2，每执行一次复制一个记录；PC将缓冲区2的内容打印出来，每执行一次打印一个记录，如图所示。

1、测量控制系统中的数据采集任务把所采集的数据送一单缓冲区；计算任务则从该缓冲区中取出数据并进行计算。

试写出利用信号量机制实现两者共享单缓冲区的同步算法。

Var Sempty，Sfull: semaphore:= 1,0BeginParbeginCollection:beginrepeat采集一个数据；wait(Sempty);数据放入缓冲区；signal(Sfull);untill false;end;Compute:beginrepeatwait(Sfull);从缓冲区取出数据;signal(Sempty);计算;` until false;end;ParendEnd2、有一阅览室，共有100个座位。

读者进入时必须先在一种登记表上登记，该表为每一座位列一个表目，包括座号和读者姓名。

读者离开时要注销掉登记内容。

试用wait和signal原语描述读者进程的同步问题。

var mutex, readcount :semaphore := 1,100; BeginParbeginProcess Reader:beginrepeatwait(readcount);wait(mutex);<填入座号和姓名完成登记>；signal(mutex);<阅读>wait(mutex)<删除登记表中的相关表项，完成注销>signal(mutex);signal(readcount);until false;end;parend;End;1）、桌上有一空盘，只允许放一个水果，爸爸专向盘中放苹果，妈妈专向盘中放桔子；女儿专吃盘中的苹果，儿子专吃盘中的桔子；试用wait 和signal原语实现爸爸、妈妈、女儿、儿子之间的同步问题。

var Sempty, Sapple, Sorange,: semaphore:= 1,0,0; beginparbeginFather: beginrepeatwait(Sempty);<put apple in tray>;signal(Sapple);until false;end;Mother: beginrepeatwait(Sempty);<put orange in tray>;signal(Sorange);until false;end;Son: beginrepeatwait(Sorange);<take orange>;signal(Sempty);until false;end;Daughter: beginrepeatwait(Sapple);<take apple>;signal(Sempty);until false;end;parend;end;1、在4×100米接力赛中，4个运动员之间存在如下关系，运动员1跑到终点把接力棒交给运动员2；运动员2一开始处于等待状态，在接到运动员1传来的接力棒后才能往前跑，他跑完100米后交给运动员3，运动员3也只有在接到运动员2传来的棒后才能跑，他跑完100米后交给运动员4，运动员4接到棒后跑完全程。

第4章进程同步与通信1）选择题（1）在操作系统中，P、V操作是一种_D__。

A。

机器指令B。

系统调用命令C. 作业控制命令D。

低级进程通信原语（2）若信号量S的初值为2,当前值为-1，则表示有_B__等待进程。

A。

0个B。

l个C. 2个D。

3个(3）在直接通信方式中，系统提供两条通信原语进行发送和接收，其中Send原语中参数应是_C_。

A。

sender,message B。

sender，mailboxC. receiver，message D。

receiver，mailbox（4）下述那个选项不是管程的组成部分_A__.A。

管程外过程调用管程内数据结构的说明B。

管程内对数据结构进行操作的一组过程C。

局部于管程的共享数据说明D。

对局部于管程的数据结构设置初值的语句（5）某通信方式通过共享存储区来实现,其属于_D__。

A. 消息通信B。

低级通信C。

管道通信D。

高级通信（6）用P、V操作管理临界区时，信号量的初值应定义为__C__。

A. —1B. 0C。

1 D. 任意值（7）临界区是_B__。

A. 一个缓冲区B. 一段程序C. 一段共享数据区D。

一个互斥资源(8）信箱通信是一种_D__通信方式。

A。

直接通信 B. 信号量C。

低级通信D。

间接通信（9)对于两个并发进程，设互斥信号量为mutex，若mutex=0则__A_。

A. 表示有一个进程进入临界区B。

表示没有进程进入临界区C。

表示有一个进程进入临界区，另一个进程等待进入D. 表示有两个进程进入临界区（10）对信号量S执行V操作后，下述选项正确的是_C__。

A. 当S小于等于0时唤醒一个阻塞进程B. 当S小于0时唤醒一个阻塞进程C. 当S小于等于0时唤醒一个就绪进程D. 当S小于0时唤醒一个就绪进程（11）在消息缓冲通信中,消息队列属于_A__资源。

A. 临界B。

共享C。

永久 D. 可剥夺（12）在消息缓冲通信机制中,使用的临界资源是_D__。

A。

信箱B。

进程同步问题总结报告一、问题描述进程同步是操作系统中一个重要的问题，它涉及到多个进程在共享资源时如何正确地访问和操作。

在多进程环境中，如果没有正确的同步机制，会导致诸如竞态条件、死锁等问题。

本报告主要探讨进程同步问题及其解决方案。

二、问题分析1. 竞态条件：当多个进程同时访问共享资源，并且至少有一个进程的操作结果被其他进程的操作所覆盖，就会产生竞态条件。

竞态条件可能会导致数据不一致、系统状态不确定等问题。

2. 死锁：死锁是指两个或多个进程在等待对方释放资源，导致系统无法继续执行的情况。

死锁通常是由于资源分配不当、进程请求资源的顺序不一致等原因造成的。

三、解决方案1. 互斥锁（Mutex）：互斥锁是一种最基本的同步机制，它允许一个进程在一段时间内独占共享资源。

当一个进程获得互斥锁后，其他进程就不能再获取锁，直到原进程释放锁。

这样可以避免竞态条件。

2. 信号量（Semaphore）：信号量是一个计数器，用于控制对共享资源的访问次数。

信号量的值表示当前可用的共享资源数量。

通过调整信号量的值，可以控制进程对共享资源的访问。

3. 条件变量（Condition Variable）：条件变量用于进程间的通信，一个进程可以在条件变量上等待，直到另一个进程通过通知操作唤醒它。

条件变量常与互斥锁、信号量等机制结合使用。

4. 读写锁（Read-Write Lock）：读写锁允许多个进程同时读取共享资源，但只允许一个进程写入共享资源。

这可以提高并发性能，特别适用于读操作远多于写操作的情况。

5. 栅栏（Barrier）：栅栏是一种同步机制，用于确保多个进程在访问共享资源前都达到某一位置。

栅栏类似于一个检查点，所有进程在到达栅栏前都必须等待，直到所有进程都到达栅栏才继续执行。

四、实验结果我们通过实验验证了这些同步机制的正确性和有效性。

实验中，我们设计了一些多进程程序，模拟了竞态条件和死锁情况，然后使用上述同步机制来解决这些问题。

第三章进程同步与通信作业习题与答案第三章一．选择题(50题)1.以下_B__操作系统中的技术是用来解决进程同步的。

A.管道B.管程C.通道D.DMA2.以下_B__不是操作系统的进程通信手段。

A.管道B.原语C.套接字D.文映射3.如果有3个进程共享同一程序段，而且每次最多允许两个进程进入该程序段，则信号量的初值应设置为_B__。

A.3B.2C.1D.04.设有4个进程共享一个资源，如果每次只允许一个进程使用该资源，则用P、V操作管理时信号量S的可能取值是_C__。

A.3,2,1,0，-1B.2,1,0，-1，-2C.1,0，-1，-2，-3D.4,3，2,1,05.下面有关进程的描述，是正确的__A__。

A.进程执行的相对速度不能由进程自己来控制B.进程利用信号量的P、V操作可以交换大量的信息C.并发进程在访问共享资源时，不可能出现与时间有关的错误D.P、V操作不是原语操作6.信号灯可以用来实现进程之间的_B__。

A.调度B.同步与互斥C.同步D.互斥7.对于两个并发进程都想进入临界区，设互斥信号量为S，若某时S=0，表示_B__。

A.没有进程进入临界区B.有1个进程进入了临界区C.有2个进程进入了临界区D.有1个进程进入了临界区并且另一个进程正等待进入8.信箱通信是一种_B__方式A.直接通信B.间接通信C.低级通信D.信号量9.以下关于临界区的说法，是正确的_C__。

A.对于临界区，最重要的是判断哪个进程先进入B.若进程A已进入临界区，而进程B的优先级高于进程A，则进程B可以打断进程A而自己进入临界区C.信号量的初值非负，在其上只能做PV操作D.两个互斥进程在临界区内，对共享变量的操作是相同的10.并发是指_C__。

A.可平行执行的进程B.可先后执行的进程C.可同时执行的进程D.不可中断的进程11.临界区是_C__。

A.一个缓冲区B.一段数据区C.一段程序D.栈12．进程在处理机上执行，它们的关系是_C__。

进程同步实验 (1)实验目的 (1)实验过程 (1)1.制造混乱 (1)实验结果： (3)结果分析： (3)2.mutex 方案 (4)实验结果: (5)结果分析: (6)3.软件方案 (6)实验结果： (9)结果分析： (10)进程同步实验实验目的讨论临界区问题及其解决方案。

实验首先创建两个共享数据资源的并发线程。

在没有同步控制机制的情况下，我们将看到某些异常现象。

针对观察到的现象，本实验采用两套解决方案：•利用Windows 的mutex 机制•采用软件方案然后比较这两种方案的性能优劣。

实验过程1.制造混乱Windows 操作系统支持抢先式调度，这意味着一线程运行一段时间后，操作系统会暂停其运行并启动另一线程。

也就是说，进程内的所有线程会以不可预知的步调并发执行。

为了制造混乱，我们首先创建两个线程t1 和t2。

父线程（主线程）定义两个全局变量，比如accnt1 和accnt2。

每个变量表示一个银行账户，其值表示该账户的存款余额，初始值为0。

线程模拟在两个账户之间进行转账的交易。

也即，每个线程首先读取两个账户的余额，然后产生一个随机数r，在其中一个账户上减去该数，在另一个账户上加上该数。

线程操作的代码如下：#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <windows.h>int accnt1 = 0;int accnt2 = 0;double begin=0,end=0,time=0;int i=1;DWORD WINAPI run( LPVOID p) {int counter=0;int tmp1, tmp2, r;begin=GetTickCount();do {tmp1 = accnt1;tmp2 = accnt2;r = rand();accnt1 = tmp1 + r;accnt2 = tmp2 - r;counter++;} while ( accnt1 + accnt2 == 0 &&counter<); end=GetTickCount();time=end-begin;printf ("counter=%d\n", counter);printf ("进程%d用时%lf \n", i,time);i++;counter =0;return 0;}int main(int argc, char *argv[]){CreateThread(NULL,0,run,NULL,0,NULL); CreateThread(NULL,0, run,NULL,0,NULL);system("PAUSE");return 0;}实验结果：结果分析：两个线程执行相同的代码。

XI`AN TECHNOLOGICAL UNIVERSITY 实验报告进程同步的多种解决办法摘要：简单介绍了进程同步的概念，分析了进程同步的多种解决办法，重点讨论了读者写者问题，更容易了解解决办法的具体机制。

关键词：进程同步；多进程；读者-写者0 引言Windows应用程序中消息有两种送出途径，直接和排队。

Windows或某些运行的应用程序可直接发布消息给窗口过程，或消息可送达到消息列象连续不断地轮询消息队列的OS中当前执行的每一个进程都不是由事件的顺序来控制的，而是由事件的发生来控制的。

在传统的操作系统中，为提高资源利用率和系统吞吐量，通常采用多道程序技术，将多个程序同时装入内存，并使之并发执行。

1 同步在OS中引入进程后，一方面使系统中多道程序并发执行，这不仅使资源利用率改善，亦可显著提高系统吞吐量，但也使系统更为复杂，致使进程对系统资源的无序争夺，每次处理的结果存在不确定性，显现不可再现性。

因此，在多道程序系统中，必须引入进程同步机制。

在本文中将介绍如下几种进程同步机制——硬件同步机制，信号量机制，管程机制和Peri网。

2 进程同步解决办法2.1 硬件同步机制目前许多计算机已提供特殊的硬件指令，允许对一个字中的内容进行检测和改正或对两个字进行交换。

可利用特殊指令解决临界的问题。

对临界区管理时，可将标志看作一个锁，“锁开”进入，“锁关”等待，初始状态锁是开着的。

但当临界资源忙碌时，其他进程处于“忙等”状态，不符合“让权等待”原则，造成处理机时间的浪费，同时很难解决，解决复杂的进程同步问题。

2.2 信号量机制信号量机制已得到广泛发展，由整形信号量经记录型信号量，发展到“信号量集机制”，已广泛应用于单处理机和多处理机系统以及计算机网络中。

信号量机制通常包括整型信号量，记录型信号量，AND型信号量和信号量集。

2.2.1 整型信号量除初始化外，仅能通过两个标准的原子操作wait(S)和signal(S)来访问。