《操作系统》课件-6.ppt

* 第6章 进程间的制约关系 1. 2. 3. 本章讲述内容： 进程间的两种制约关系—互斥与同步 ； 正确处理互斥与同步的方法——信号量以及在信号量上的P、V操作 ； 死锁以及解决死锁的途径 ； 进程间的高级通信 。 4. 假定这样进行管理：为输出井 设置一张 “输出井文件目录表”，它 由若干目录项组成。每个目录项记 录一个要打印输出的文件名以及该 文件在磁盘的存放地址。为了管理 该目录表，系统安排了两个指针： out和in。“缓输出程序”根据out的指点进行打印，out总是 指向下一个被打印的文件；井管理写程序根据in的指点存 放要求输出的文件目录信息，in总是指向下一个可用的目录项位置。 6.1 进程间的制约关系 6.1.1与时间有关的错误 与时间有关的错误 1. 进程的并发，使一个进程何时占有处理机、占有多长时间、执行速度的快慢、以及外界对进程产生作用等都带有随机性。因此，一个进程对其他进程的影响无法预测。在操作系统里，把这种由于时间因素的影响而产生的错误，称为“与时间有关的错误”。 对输入井文件目录的管理 2. 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 在复制过程中，若COPY已把R 里的记录拷贝到了T中，那么GET 和PUT就可以并发执行了。即GET 从F里读出下一个记录送到R中的操 作，与PUT从T中取出里面的内容写入G的操作，谁先做谁后做都没有关系，不会影响到复制结果的正确性。由于利用了它们并发性，工作效率就会提高。 但是，如果不去顾及这三者之间执行顺序的这种关系，随意让GET、COPY、PUT去并发执行，那么就会产生“与时间有关的错误”。 COPY：把输入缓冲区R里的记录拷贝到输出缓冲区T里； GET：从文件F按照顺序读出一个记录，然后送入输入缓冲区R； 3. 通过双缓冲区复制文件 编写一个复制n个记录的程序，它把文件F中的每个记录依次读到输入缓冲区R，再从R拷贝到输出缓冲区T，最后写到文件G中。假定R和T正好存放一个记录。写3个子程序作为进程来完成整个工作： 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 PUT：从输出缓冲区T里读出一个记录，然后依照顺序写入文件G。 . . . . 若不管GET、COPY、PUT的执行关系，那么可有六种执行可能： 1）COPY→PUT→GET；2）COPY→GET→PUT；3）PUT→COPY→GET 4）PUT→GET→COPY；5）GET→COPY→PUT；6）GET→PUT→COPY . 记录3 记录4 记录n 文件F 记录2 记录1 文件G R T 记录1 GET PUT 记录1 记录1 文件G R T 记录3 记录4 记录n 文件F 记录1 记录4 记录n 文件F 记录3 记录1 文件G R T 记录1 COPY 记录1 记录4 记录n 文件F 记录3 记录3 文件G R T 记录1 1 2 3 . 对第六种情况的分析 (2) (3) (1) (4) 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。 . 6.1.2 竞争资源——互斥 1. 共享变量 在操作系统中，把那些可以被进程共享的资源（如文件、队列、缓冲区、表格、变量等）统称为“共享变量”或“临界资源”。 2. 互斥 与一个共享变量（或临界资源）交往的多个进程，为了保证它们各自运行结果的正确性，当其中的一个进程正在对该变量（或临界资源）进行操作时，就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”。 3. 临界区 在进程程序中，只有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。通常，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）”。 4. 解决临界区互斥必须遵循的准则 . . 每次只允许一个进程进入临界区。 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