。6.1.2竞争资源 一互 1.输入井文件目录管理导致“与时间有关的错误”的分 杨子里进程A和B没有任何直接的关系，各做各的事情。不过，当它们要输出时， 都要访问变量n。也就是说，n是它们的共享变量。 .若在进程A用完变量in(即取出in的值，把文件按其指点存入输出井目录表，把in 的值加1)后，进程B才去用，那是不会发生“与时间有关的错误”的。同样地，若在 进程B用完变量后，进程A才去用，那么也不会发生“与时间有关的错误”。 .现在是在A取出变量in的值、还没按其指点往目录表中存放文件信息、没对n实 行加1操作的情况下，B就去用了变量，从而导致了“与时间有关的错误”输入井文件相录表 。很明显，A和B谁先做或谁先用in都没关系，重要的是它们不能同时 用in。“不能同时”的含义是：在一个进程已开始用in、且还没有用完时， 不允许另一个进程也用n,即它们对in的使用必须“互斥” 4+4 test.c ·在操作系统中，凡牵扯到数据、队列、缓冲区、表格和变量等任何形式的共享资 源时，都容易出现这种“与时间有关的错误”。为避细错蝴发生，关键是要找到卫种 途径，来阻止多于一个进程同时使用它们。 robit.txt 2.互斥与临界区 +7 。称可以共享的资源（文件、队列、变量滂单学驴营辜变量或临界资源。为深亚与 个共享变量交往的多个进程各自运行的正确性，审入避霜正在对该变量进行操华 时，绝不允许其他进程同时对它进行操作。进程间的这种制约关系被称为“互厅”：
• 6.1.2 竞争资源——互斥 若在进程A用完变量in（即取出in的值，把文件按其指点存入输出井目录表，把in 的值加1）后，进程B才去用in ，那是不会发生“与时间有关的错误”的。同样地，若在 进程B用完变量in后，进程A才去用，那么也不会发生“与时间有关的错误”。 1. 输入井文件目录管理导致“与时间有关的错误”的分 . 析例子里进程A和B没有任何直接的关系，各做各的事情。不过，当它们要输出时， 都要访问变量in。也就是说，in是它们的共享变量。 . 现在是在A取出变量in的值、还没按其指点往目录表中存放文件信息、没对in实 行加1操作的情况下，B就去用了变量in，从而导致了“与时间有关的错误”。 . . 很明显，A和B谁先做或谁先用in都没关系，重要的是它们不能同时 用in。“不能同时”的含义是：在一个进程已开始用in、且还没有用完时， 不允许另一个进程也用in，即它们对in的使用必须“互斥”。 在操作系统中，凡牵扯到数据、队列、缓冲区、表格和变量等任何形式的共享资 源时，都容易出现这种“与时间有关的错误”。为避免错误的发生，关键是要找到一种 途径，来阻止多于一个进程同时使用它们。 . 称可以共享的资源（文件、队列、变量等）为共享变量或临界资源。为保证与一 个共享变量交往的多个进程各自运行的正确性，当其中一个进程正在对该变量进行操作 时，绝不允许其他进程同时对它进行操作。进程间的这种制约关系被称为“互斥”。 2. 互斥与临界区 . 读in的当前内容 ; 根据指点，存入打印文件名 ; in的值加1 ; test . c group . p robit . txt 4 5 6 7 4 out 7 in 输入井文件目录表 “井管理写” 程序
。在进程程序中，涉及到共享变量的那一部分程序，才真正需要保证互斥地执行。 在操作系统中，把进程程序中“真正需要保证互斥执行”的那一段程序，称为该进程的 “临界区（或临界段）” 3.设计互斥进程的注意事项 。具有互斥关系的进程，它的一部分程序可能用于内部的计算，用于内部的数据处理 等。只有涉及共享变量的那一部分程序，才真正需要保证互斥地执行。 。有互斥关系的进程，并不关心对方的存在性。即使对方不存在，自己也能够正确的 运行，不会受到它存在与否的影响。 。有互斥关系的那些进程程序中的临界区，虽然都是针对同一个共享变量的程序段， 但在其上的操作可以相同也可以不相同。 。进程的临界区是相对于某个共享变量而言的，不同共享变量的临界区之间，不存在 互斥关系。 4.设计进程临界区时必须遵循的准则 。如果有若干个进程要求进入自己的临界区，那么它们不应互相排斥，致使谁也进 不了临界区。 。每次只允许一个进程进入临界区。 一个进程在临界区内逗留有限时间后，就应该退出，以便给其他进程创造进入临 界区的机会
一个进程在临界区内逗留有限时间后，就应该退出，以便给其他进程创造进入临 界区的机会。 如果有若干个进程要求进入自己的临界区，那么它们不应互相排斥，致使谁也进 不了临界区。 . 在进程程序中，涉及到共享变量的那一部分程序，才真正需要保证互斥地执行。 在操作系统中，把进程程序中“真正需要保证互斥执行”的那一段程序，称为该进程的 “临界区（或临界段）”。 3. 设计互斥进程的注意事项 . . 每次只允许一个进程进入临界区。 具有互斥关系的进程，它的一部分程序可能用于内部的计算，用于内部的数据处理 等。只有涉及共享变量的那一部分程序，才真正需要保证互斥地执行。 . 有互斥关系的进程，并不关心对方的存在性。即使对方不存在，自己也能够正确的 运行，不会受到它存在与否的影响。 . 有互斥关系的那些进程程序中的临界区，虽然都是针对同一个共享变量的程序段， 但在其上的操作可以相同也可以不相同。 . 进程的临界区是相对于某个共享变量而言的，不同共享变量的临界区之间，不存在 互斥关系。 4. 设计进程临界区时必须遵循的准则 .
。6.1.3协同工作一同步 1.用双缓冲区复制文件导致“与时间有关的错误”的分 握GET设把记录从F读到R前，COPY不能把R中的内容拷贝到T中去：在COPY没 把R中的内容拷贝到T之前，GET不得把下一个记录从F读到R中。即只有GET先于COPY 工作，COPY的工作才正确；只有COPY取走了R中的内容，GET做下一步工作才正确。 COPY与PUT之间也有这种关系，这是进程之间由于协同工作而产生的一种直接关系。 正是由于例中的GET、COPY、PUT之间没有保持这种关系，因此产生了所谓的 “与时间有关的错误”。 2.保证GET和COPY间协调一致的作法 COPY 件F 文件G 。GET读记录到R后，给COPY发消 记逯 记录 息，告诉它R中已有记录，然后暂停， 记专》文件F取田斗个记 等待GET发来“可 等待COPY发来“拷贝结束”的消息。 篆送至输入编中区R 以拷贝”按滑稳 只有接到这个消息，GET才能往下做。 向OPY发送可乎 里的录： .COpY一直等待。只有接到GET 发来“可以拷贝”的消息才能工作，将 以烤贝时消息输入缓冲区R 3 R里的记录拷到T里，然后向GET发“拷 等待COPY发来的 向GET发送"拷 贝结束”的消息，随之又等待GET发消 记录拷贝结束”的消息 贝结束” 息
• 6.1.3 协同工作——同步 1. 用双缓冲区复制文件导致“与时间有关的错误”的分 . 析在GET没把记录从F读到R前，COPY不能把R中的内容拷贝到T中去；在COPY没 把R中的内容拷贝到T之前，GET不得把下一个记录从F读到R中。即只有GET先于COPY 工作，COPY的工作才正确；只有COPY取走了R中的内容，GET做下一步工作才正确。 COPY与PUT之间也有这种关系，这是进程之间由于协同工作而产生的一种直接关系。 2. 保证GET和COPY间协调一致的作法 从文件F取出一个记 录送至输入缓冲区R 向COPY发送“可 以拷贝” 的消息 等待COPY发来的 “拷贝结束”的消息 等待GET发来“可 以拷贝” 的消息 将输入缓冲区R里的记录 拷贝到输出缓冲区T里 向GET发送“拷 贝结束”的消息 GET COPY 1. 1. 2. 2. 3. 3. GET读记录到R后，给COPY发消 息，告诉它R中已有记录，然后暂停， 等待COPY发来 “拷贝结束”的消息。 只有接到这个消息，GET才能往下做。 . COPY一直等待。只有接到GET 发来 “可以拷贝”的消息才能工作，将 R里的记录拷到T里，然后向GET发“拷 贝结束”的消息，随之又等待GET发消 息。 . . 正是由于例中的GET、COPY、PUT之间没有保持这种关系，因此产生了所谓的 “与时间有关的错误”。 记录1 记录2 记录n GET COPY PUT 文件F 记录1 记录2 记录n 文件G 输入缓冲区R 输出缓冲区T
3.设计有直接制约关系进程时应注意的问题 。具有这种关系的进程，需要在某些点上协调相互的动作，谁先到达谁后到达是有 顺序要求的。比如，GET应先在R中为COPY准备好记录，并向COPY发送“可拷贝”的 消息。这样，当COPY运行时就有数据可用了。如果COPY先于GET到达等待GET发来 “可拷贝”消息的地方，那么由于GET还没有为它准备好数据，它就只能等待。 ·这些进程都应了解对方的工作，对方如果不存在，或任何一方单独运行，就会出 现差错。比如，GET应知道COPY只有得到自己给它的数据后，才能往下运行。COPY 应该知道GET只有在得到它发出的“拷贝结束”消息后，才能继续做。只有这样配合， 才能保证它们处于正常的工作状态。 。一方或双方的运行会直接地依赖于对方所产生的信息或发出的消息。比如，GET 和COPY之间是双方都依赖于对方发来的消息，接收不到对方的消息，自己就一直保持 等待。 4.同步、同步点、同步条件 。一个进程运行到某点时，除非合作进程已经完成了某种操作或发来了信息，否则 就必须暂时等待那些操作的完成或信息的到来。进程间的这种关系被称为“同步”。 。暂停等待以取得同步的那一点，称为“同步点”。 。一个进程需要等待另一个进程完成的操作或发送的信息，称为“同步条件
一个进程需要等待另一个进程完成的操作或发送的信息，称为“同步条件”。 一个进程运行到某点时，除非合作进程已经完成了某种操作或发来了信息，否则 就必须暂时等待那些操作的完成或信息的到来。进程间的这种关系被称为“同步”。 . 4. 同步、同步点、同步条件 . 暂停等待以取得同步的那一点，称为“同步点”。 . 3. 设计有直接制约关系进程时应注意的问题 . 具有这种关系的进程，需要在某些点上协调相互的动作，谁先到达谁后到达是有 顺序要求的。比如，GET应先在R中为COPY准备好记录，并向COPY发送“可拷贝”的 消息。这样，当COPY运行时就有数据可用了。如果COPY先于GET到达等待GET发来 “可拷贝” 消息的地方，那么由于GET还没有为它准备好数据，它就只能等待。 . . 这些进程都应了解对方的工作，对方如果不存在，或任何一方单独运行，就会出 现差错。比如，GET应知道COPY只有得到自己给它的数据后，才能往下运行。COPY 应该知道GET只有在得到它发出的“拷贝结束”消息后，才能继续做。只有这样配合， 才能保证它们处于正常的工作状态。 一方或双方的运行会直接地依赖于对方所产生的信息或发出的消息。比如，GET 和COPY之间是双方都依赖于对方发来的消息，接收不到对方的消息，自己就一直保持 等待
6.2信号量与P、V操作 ● 6.2.1信号量与P、V操作的定义 1.信号量的定义 所谓“信号量”，是一个具有非负初值的整型变量，并有一个队列与它关联。因此， 定义一个信号量S时，要给出它的初值Vs,给出与它相关的队列指针Vq。在一个信号 量S上，只能做规定的两种操作：P操作，记为P(S):和V操作，记为V(S。 2.信号量$上的P操作定义 当一个进程调用P(S)时，应该顺序做下面两个不可分割的动作： ()Vs=Vs-1,即把当前信号量S的取值减1： (2)若Vs>0,则调用进程继续运行；若Vs<0,则调用进程由运行态变为阻塞态，到 与该信号量有关的队列Vq上排队等待，直到其他进程在S上执行V操作将其释放为止。 3.信号量S上的V操作定义 当一个进程调用V(S)时，应该顺序做下面两个不可分割的动作： (1)Vs=Vs+1,即把当前信号量S的取值加1： (2)若Vs>0,则调用进程继续运行；若Vs<=O,则先从与该信号量有关的队列Vg上摘 下一个等待进程，让它从阻塞态变为就绪态，到就绪队列排队，然后调用进程继续运 行
• 6.2.1 信号量与P、V操作的定义 1. 信号量的定义 所谓“信号量”，是一个具有非负初值的整型变量，并有一个队列与它关联。因此， 定义一个信号量S时，要给出它的初值Vs，给出与它相关的队列指针Vq。在一个信号 量S上，只能做规定的两种操作：P操作，记为P(S)；和V操作，记为V(S)。 2. 信号量S上的P操作定义 6.2 信号量与P、V操作 3. 信号量S上的V操作定义 当一个进程调用P（S）时，应该顺序做下面两个不可分割的动作： (1) Vs=Vs-1，即把当前信号量S的取值减1； (2) 若Vs>=0，则调用进程继续运行；若Vs<0，则调用进程由运行态变为阻塞态，到 与该信号量有关的队列Vq上排队等待，直到其他进程在S上执行V操作将其释放为止。 当一个进程调用V（S）时，应该顺序做下面两个不可分割的动作： (1) Vs=Vs+1，即把当前信号量S的取值加1； (2) 若Vs>0，则调用进程继续运行；若Vs<=0，则先从与该信号量有关的队列Vq上摘 下一个等待进程，让它从阻塞态变为就绪态，到就绪队列排队，然后调用进程继续运 行