操作系统实验：进程同步与互斥实现

"操作系统实验1-9.pdf是一个关于操作系统实验的文档，主要涵盖了进程同步和互斥的概念，目的是让学生掌握临界资源、临界区、并发进程互斥和同步访问的基本原理。实验要求学生具备多线程编程能力，使用VC++或Java语言实现线程的互斥与同步，并通过P、V操作实现对有界临界区的管理。实验内容包括临界资源的定义、互斥锁的实现、软件方法设计以及多缓冲区的同步访问。实验方案提供了并发访问出错、互斥锁、软件方法（计数信号量、P、V操作）以及同步访问多缓冲区的实现范例。" 在操作系统中，进程同步和互斥是多任务环境中的核心问题。实验一的目标是让学生理解和应用这些概念，通过实际编程加深理解。首先，临界资源是指一次仅允许一个进程访问的资源，而临界区则是进程中访问临界资源的代码段。在并发环境中，确保进程对临界区的互斥访问是防止数据不一致的关键。 实验要求学生在掌握了进程和线程调度的基础知识后，利用Windows操作系统和VC++或Java的线程库进行实践。硬件只需个人计算机，软件环境则需具备相应的开发工具，如Visual Studio或Java IDE。实验内容包括定义和创建进程或线程，以及实现互斥和同步算法。 实验方案中，学生首先会遇到并发访问出错的情况，即在无同步机制时，共享资源可能会导致数据错误。然后，通过使用互斥锁，可以确保在同一时间只有一个线程能访问共享资源，从而避免并发冲突。此外，通过软件方法实现计数信号量，可以更灵活地控制资源访问。P操作用于请求资源，V操作用于释放资源，这两个操作的组合可以实现线程之间的同步，例如在有界缓冲区场景中，确保生产者和消费者线程的正确协作。 实验范例部分，模拟线程并发运行是通过设计一个系统，让线程按照RR（Round Robin）调度策略运行，每个线程运行一定时间后自动切换。另外，通过创建两个线程模拟银行转账，展示了竞争条件可能引发的问题，即在未正确同步的情况下，对全局变量的并发修改可能导致结果不一致。 这个实验旨在通过实际操作，使学生掌握如何在高级语言环境下，使用线程库和同步机制解决并发编程中的问题，提升他们在实际操作系统中的编程能力。