山东大学操作系统同步问题详解与实例

山东大学操作系统计算题总结no.pdf主要涉及了几个核心的进程同步问题和算法设计技巧，包括： 1. **进程同步机制**： - **整形信号量**：这是一种基础的同步手段，其wait()函数检查信号量值，若小于0，则进程进入阻塞状态，直到signal()被调用使信号量值增加。wait()操作会将信号量值减1，而signal()操作则加1。非零的信号量值表示资源可用，零或负值表示资源不可用。 - **记录型信号量**：与整形信号量类似，但多了一个记录进程队列的功能。当信号量值小于0时，不仅会使等待进程阻塞，还会将其加入信号量的进程列表。信号量值恢复时，会优先唤醒队列中的进程。 2. **典型问题示例**： - **生产者-消费者问题**：涉及多个生产者和消费者共享资源，通过信号量控制生产者生产（增加资源）和消费者消费（减少资源）的过程，确保资源不会溢出或耗尽。 - **读者-写者问题**：多线程环境下，限制同时只有一个读写者访问共享资源，防止数据不一致。 - **哲学家进餐问题**：经典的死锁问题，五个哲学家围坐在一起，每只手边都有一个筷子，需要两个相邻的筷子才能吃饭。通过信号量和资源分配策略避免死锁。 - **理发店问题**：类似哲学家进餐问题，但涉及更复杂的并发场景，需要更细致的信号量协调。 3. **求解要领**： - **审题分析**：理解题目的关键需求，确定所需的信号量类型（如互斥或同步）以及关键变量。 - **算法设计**：采用分步逻辑，明确信号量的作用和wait/signal操作的配对，确保进程按正确顺序执行。 - **信号量使用策略**：信号量的申请顺序有讲究，通常资源信号量在互斥信号量之前申请，以保证资源的有效管理。 4. **代码示例**： - 提供了一段示例代码，展示了如何通过信号量（如mutex）实现互斥性。`mutex`信号量用于确保一个子程序（例如S1到S7）在任何时候只有一个进程能执行。 总结来说，这份文档提供了山东大学操作系统课程中关于进程同步问题的详细解答和实例，涵盖了信号量的使用方法、常见问题的解决策略以及编程技巧，对于理解和解决此类问题具有较高的参考价值。