使用P、V原语实现司机与售票员同步

"操作系统详解-程序实现与同步机制" 在操作系统中，程序的实现涉及到进程的管理和同步，特别是当多个并发进程需要共享资源时。本资料主要讲解了如何使用P、V操作（也称为信号量）来解决司机与售票员的同步问题，以及关于操作系统的一些基本概念。 1. 进程调度： 进程调度的主要任务是从就绪队列中选择一个进程，并将处理器的控制权转移给它。这里提到的"1状态的进程队列"指的是就绪队列，即等待处理器的进程集合。 2. 原语： 原语是操作系统中不可分割的操作，分为两种类型：互斥原语和同步原语。互斥原语如P、V操作，在执行期间不允许中断（即不允许其他进程的执行）。同步原语则用于控制进程间的协作，如信号量机制。 3. 临界区与同步： - 间接制约：并发进程间可能存在资源竞争，获得资源的进程继续执行，未获得的进程可能变为就绪状态等待。 - 临界区：每个进程访问共享资源的那段代码区域，必须确保同一时刻只有一个进程在临界区内执行。 - 解决方法：可以使用信号量机制，如P、V操作，来控制对临界区的访问。 4. 分时系统与多道系统： 分时系统和多道系统都是操作系统中的概念。多道系统是指允许多个程序同时存在于内存中，而分时系统则是将处理机时间划分为时间片，轮流分配给各进程，使得用户感觉多个进程在同时运行。 5. 等待状态与唤醒原语： 当等待的事件发生时，等待状态的进程可以通过唤醒原语将其状态转为就绪，准备再次竞争处理器。 6. P、V操作： - P操作（Wait或Test-and-Set）：检查信号量，如果大于0，则减1并继续执行；否则，进程被阻塞并放入等待队列。 - V操作（Signal或Signal-and-Unlock）：增加信号量，并唤醒等待该信号量的进程。 7. 司机与售票员的同步问题： 通过设置两个信号量A和B，司机在启动前先执行P(A)，确保门已关闭；售票员在开门前执行P(B)，确认车已停稳。完成后，司机执行V(B)发送车已停稳的信号，售票员执行V(A)发送门已关闭的信号。 8. 资源分配与死锁预防： 为了避免死锁，系统需要确保每个进程请求的资源不超过系统可分配的最大值。例如，如果有m个资源被n个进程共享，且每个进程最多请求X个资源，那么总需求应满足(n * (X-1)) + 1 <= m，以确保系统不会因资源不足而陷入死锁状态。 以上内容详细介绍了操作系统中的进程调度、同步原语、临界区管理以及实际应用案例，帮助理解操作系统如何确保并发执行的正确性和效率。