操作系统pv操作共34页
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1.读写操作1、、设有一台计算机,有两条I/O通道,分别接一台卡片输入机和一台打印机。
卡片机把一叠卡片逐一输入到缓冲区B1中,加工处理后在搬到缓冲区B2中,并在打印机上印出,问:①系统要设几个进程来完成这个任务?各自的工作是什么?②这些进程间有什么样的相互制约关系?③用P、V操作写出这些进程的同步算法。
①系统可设三个进程来完成这个任务:R进程负责从卡片输入机上读入卡片信息,输入到缓冲区B1中;C进程负责从缓冲区B1中取出信息,进行加工处理,之后将结果送到缓冲区B2中;P进程负责从缓冲区B2中取出信息,并在打印机上印出。
②R进程受C进程影响,B1放满信息后R进程要等待——等C进程将其中信息全部取走,才能继续读入信息;C进程受R进程和P进程的约束:B1中信息放满后C进程才可从中取出它们,且B2被取空后C进程才可将加工结果送入其中;P进程受C进程的约束:B2中信息放满后P进程才可从中取出它们,进行打印。
③信号量含义及初值:B1full——缓冲区B1满,初值为0;B1empty——缓冲区B1空,初值为0;B2full——缓冲区B2满,初值为0;B2empty——缓冲区B2空,初值为0;R进程C进程P进程B1B22、用P.V操作处理生产者和消费者问题如下:mutex初值为1;empty初值为n;full初值为0生产者消费者L1:生产产品 L2:P(full)P(empty) P(mutex)P(mutex)取出产品产品装入缓冲区 V(empty)V(full) V(mutex)V(mutex) GOTO L2GOTO L1(1)信号量mutex,empty,full的作用是什么?(2)为什么P操作的顺序不能调换?(1)mutex起互斥作用,empty与full为同步作用。
(2)假设进程处于如下运行状态:缓冲区暂时无进程申请,故mutex=1。
缓冲区无空单元,即empty=0,此时生产者进程要放产品,若P(empty)与P(mutex)位置颠倒,先执行P(mutex),顺利通过,再执行P(empty),被阻塞,且该进程不会释放临界区资源,使消费者进程无法进入缓冲区,就不能取走产品,最终导致死锁3、设公共汽车上,司机、售票员的活动分别是:司机售票员启动车辆上乘客正常行车关车门到站停车售票开车门下乘客假设售票员关车门后司机才可启动车辆,到站停车后售票员方可开车门,在汽车不断到站、停车、行驶过程中,这两个活动有什么同步关系?用P.V操作实现它们的同步。
引言概述:正文内容:一、概念介绍1.pv操作的定义及由来:pv操作是一种用于进程间同步和互斥的操作,其中p表示“pass”(等待)操作,v表示“vacate”(释放)操作。
它最早由Dijkstra在1965年提出,并被广泛应用于操作系统中的进程间通信。
2.信号量的概念及与pv操作的关系:信号量是一种计数器,用于同步和互斥。
pv操作是通过操作信号量来实现进程间的同步与互斥,其中p操作用于申请资源时的等待,v操作用于释放资源。
3.pv操作的作用:pv操作允许进程进行同步和互斥操作,保证资源的正确访问顺序,避免竞态条件和死锁问题。
二、pv操作的使用场景1.生产者消费者问题:在多线程或多进程环境下,生产者和消费者之间的数据通信和同步是一个常见的问题。
pv操作可以用来同步生产者和消费者的操作,确保生产者和消费者的操作顺序正确。
2.进程间互斥访问共享资源:当多个进程需要同时访问某个共享资源时,需要使用pv操作来进行互斥操作,避免多个进程同时访问导致数据不一致的问题。
3.进程间信号通知:pv操作也可以用于进程间的信号通知,例如一个进程等待某个事件的触发,另一个进程通过v操作来触发该事件。
4.进程管道通信:pv操作也可以用于进程之间通过管道进行通信,通过p操作来等待管道中有数据可读,通过v操作来通知管道中有新数据写入。
5.进程调度和同步:操作系统中的进程调度和同步往往需要使用pv操作来保证进程的正确执行顺序和互斥性。
三、pv操作的实现原理与方法1.pv操作的实现原理:pv操作的实现通常依赖于操作系统中的信号量机制。
当一个进程进行p操作时,它会尝试将指定的信号量值减1,若结果为负,则表示资源不可用,该进程会被阻塞。
当一个进程进行v操作时,它会将指定的信号量值加1,并唤醒一个等待中的进程。
2.pv操作的实现方法:pv操作可以通过系统调用来进行实现,例如在Unixlike系统中,可以使用semop()系统调用来进行pv操作。