"操作系统Lecture7: 进程同步与互斥实现方法详解"

本次Lecture 7的主题是进程同步与互斥实现方法。通过学习这个课程，我们的主要目的是了解解决互斥问题的软件算法，理解互斥问题的硬件实现方法，以及掌握信号量机制及使用它解决进程同步互斥问题的方法。重点和难点在于信号量的实现与使用。作业安排是解答几个关键问题：原语与系统调用的区别，原语执行的不可分割性，P、V操作作为原语与不作为原语对解决互斥问题的影响，以及针对“理发师睡觉”问题编写程序描述同步问题。 首先，我们要理解原语与系统调用的区别。原语是一种不可分割的操作，即在执行时不会被中断，从而保证操作的完整性。与之不同的是系统调用是由操作系统提供的服务，是可以被中断和替换的。原语执行的不可分割性是通过屏蔽中断或者硬件支持来实现的，从而确保在执行原语时不会被其他任何操作打断，保证了操作的原子性。 其次，我们要控制进程的并发访问，避免多个进程同时进入临界区。如果P、V操作不作为原语，即可分割执行，那么就不能用来解决互斥问题。因为如果操作可以被中断，就无法保证在临界区内的操作的完整性，从而无法保证数据的一致性。例如，在多进程情况下，如果一个进程正在执行临界区内的操作，另一个进程也可以同时进入临界区，可能导致数据混乱。 对于“理发师睡觉”问题，我们需要为理发师和顾客分别编写程序来描述他们之间的同步问题。具体要求包括不能同时有两个进程在临界区内执行、等待进入临界区的进程应释放处理机后阻塞等待、在临界区外运行的进程不可阻止其他进程进入临界区以及不应使要进入临界区的进程无限期等待在临界区之外。实际上，为了解决这个问题，可以使用信号量来控制理发师和顾客之间的同步。例如，可以使用一个信号量来表示等待间剩余的座位数量，另一个信号量表示理发师是否空闲，以及另一个信号量来控制顾客是否可以进入理发间等。 总的来说，本次Lecture 7为我们提供了解决互斥问题的一些有效方法，如信号量实现和使用。通过学习和理解这些方法，我们可以更好地管理并发进程之间的同步问题，保证数据的一致性和完整性。同时，通过作业的安排，我们也有机会应用所学知识，解决实际的同步和互斥问题，提升我们的操作系统编程能力和解决问题的能力。