计算机视觉模型与同步机制应用

"操作系统" 在操作系统中，同步是多进程或线程之间协调操作的重要机制，以确保对共享资源的正确访问。《handbook of mathematical models in computer vision》中提到的同步实现是通过信号量机制来完成的。信号量是一种经典的同步原语，由荷兰计算机科学家Edsger Dijkstra提出，用于解决进程间的并发问题。 在这个例子中，有两个信号量S1和S2以及一个互斥锁mutex。S1和S2用于控制进程_A和进程_B的执行顺序，而mutex用于保护共享变量Count的修改，确保同一时间只有一个进程可以访问它。 - S1的初始值为1，表示进程_A可以开始执行。当进程_A完成对Count的修改后，它会释放S2，让进程_B有机会执行。 - S2的初始值为0，意味着进程_B必须等待S2变为非零才能执行。当进程_A完成对Count的增加并释放S2后，进程_B就可以开始。 - 进程_A通过wait(S1)和wait(mutex)进入临界区，增加Count，然后通过signal(mutex)和signal(S2)退出临界区并释放资源。 - 进程_B通过wait(S2)和wait(mutex)进入临界区，打印Count并清零，然后通过signal(mutex)和signal(S1)退出临界区并释放资源。 对于问题10中的阅览室场景，需要两个进程，一个用于读者进入，另一个用于读者离开。信号量seats表示空余座位，readers表示当前在阅览室的读者数量，mutex用于互斥访问这两个资源。读者进入时，首先检查seats是否大于0（即有空位），然后减一表示占用了一个座位，并增加readers表示有一名读者在阅览室。离开时，增加seats表示释放座位，减少readers表示读者离开。 接下来的部分涉及的是作业调度策略，特别是短进程优先（Shortest Process Next, SPN）策略，也称为短作业优先（Shortest Job First, SJF）。这个策略旨在最小化平均周转时间，即从作业提交到作业完成的时间。 11题中，有三个进程J1、J2和J3，采用SPN策略，调度顺序是J1 -> J3 -> J2，因为J1的运行时间最短。对应的平均周转时间是8.33。 2题中，同样考虑SPN策略，调度顺序是J1 -> J3 -> J2，平均周转时间是9.67。 在FCFS（First-Come, First-Served，先来先服务）调度算法中，如第23题所示，作业的执行顺序是A -> B -> C -> D，根据各自的运行时间和到达时间计算出相应的周转时间和带权周转时间。 最后，对于轮转法（Round Robin, RR）和非剥夺优先级调度，轮转法会在每个时间片结束时强制切换进程，而非剥夺优先级调度会让高优先级的进程一直执行直到完成，除非有更高优先级的进程到达。这会导致不同的等待时间和周转时间，具体数值取决于每个进程的运行时间、优先级和时间片大小。在本例中，轮转法的等待时间是根据时间片划分和进程调度动态计算的，而非剥夺优先级调度的等待时间则是根据进程到达和执行的顺序确定的。 这些知识点展示了操作系统如何通过同步机制、调度策略以及不同调度算法来管理进程的并发执行，以优化系统性能和资源利用率。