朱长征教授讲解：信号量实现互斥原理与应用

在"信号量实现互斥-操作系统课件"中，主要讲解了操作系统中的一个重要概念——互斥访问控制，通过信号量这一工具来确保多个进程或线程对共享资源的并发访问不会同时进行，从而避免数据竞争和死锁等问题。信号量是一种同步机制，它在这里被用于实现临界区的保护，即确保在任何时候只有一个进程可以进入临界区执行关键操作。 课程由朱长征教授讲授，适用于计算机信息安全系计A-315课程，是一门核心基础课程，对于升学考试至关重要。课程内容包括操作系统的基础理论，如操作系统的形成与发展、提供的服务和用户接口、系统结构以及流行的OS介绍。学生需要具备微机原理与接口、数据结构和计算机组织与体系结构等前置知识。 第一章概述了操作系统的基本概念，包括其定义、目标、作用和主要特性。操作系统被定义为一种系统软件，负责管理硬件资源、控制程序执行、提供用户界面和服务，以及优化计算机的工作流程和用户体验。课程涉及计算机系统的层次结构，从硬件层到应用层，展示了操作系统的地位和职责，其目标包括用户友好、功能扩展、资源管理、提升系统性能和创建开放的计算环境。 在实现互斥时，课程强调了信号量mutex的使用，初始值设为1。一个进程在访问临界区前需要获取mutex信号量（P(mutex)），这使得只有当该信号量为正时，进程才能进入临界区执行。执行完毕后，进程释放信号量（V(mutex)），允许其他等待的进程进入。这种机制保证了同一时刻只有一个进程能够访问临界资源，实现了互斥。 参考书目列举了多本经典的教材，涵盖了操作系统理论、实践和案例分析，为学生深入学习提供了丰富的资源。整个课程采用56个课堂时数，包括40个课堂教学和四次实验，考核方式以笔试为主，占比70%，其余30%为平时成绩。 通过这个课件，学生们将掌握操作系统如何通过信号量实现互斥访问，这对于理解和设计并发和并行系统至关重要，也是进一步理解现代计算机系统运行机制的基础。