P、V原语驱动：司机与售票员同步问题详解

在本篇关于"用P、V原语实现司机与售票员的同步问题"的PPT中，主要讨论了操作系统中并发控制的一种常见问题，即如何通过互斥（Mutex）和信号量（Semaphore）机制来确保两个角色——司机和售票员之间的协作不会导致资源冲突或死锁。P、V原语（P为Pulse，V为Wait）是操作系统提供的低级同步机制，用于进程间的通信和同步。 首先，进程调度的基本概念被提及，它负责将处于就绪状态的进程分配CPU资源，这里强调了原语操作的分类：无阻塞原语（允许进程在执行期间接收中断或信号）和不可中断原语（执行期间不允许其他操作打扰）。原语的正确使用对于维持系统稳定性至关重要。 问题的关键点在于司机和售票员需要确保在执行特定动作时，另一个角色的条件已经满足。具体来说： 1. 司机在启动前需要确认门已关闭（P操作），如果关闭，则执行行车；否则等待（V操作发送门已关闭信号）。 2. 售票员在开门前需要确认车已停稳（P操作），如果停稳，则开门；否则等待（V操作发送车已停稳信号）。 为了实现这些同步，定义了两个私用信号量：司机的信号量A表示门已关闭，初始值为0；售票员的信号量B表示车已停稳，初始值为1。司机和售票员的动作按照以下顺序执行： - 司机：先检查门（P(A)），启动后发送停车信号（V(B)），到达站后重复这一循环。 - 售票员：先检查车（P(B)），开门后发送关门信号（V(A)），然后继续售票，回到起点。 当多个进程共享有限的同类资源时，防止死锁的一个方法是采用银行家算法或者资源预分配策略。对于题目中提到的系统，如果有m个资源，被n个进程共享，每个进程最多请求X个资源，要避免死锁，可以设置每个进程在首次请求时最多获取X-1个资源，然后在需要额外资源时再尝试获取，同时释放至少一个已占有的资源。这样，可以通过计算每个进程所需的资源总数加上一个单位，得出系统最多需要的资源总量，确保资源分配不会形成环路并导致死锁。 总结来说，这篇PPT讲解了使用P、V原语解决实际场景中并发控制问题的方法，展示了信号量在管理并发进程资源访问中的关键作用，以及如何通过资源限制策略预防死锁的发生。