"并发程序设计中的信号量与PV操作详解20201"

本文介绍了信号量与PV操作的基本原理以及在操作系统中的应用。并发程序设计是一种基本概念，是指多个进程同时执行的程序设计方式。在并发程序设计中，存在临界资源与临界区的概念，即多个进程之间需要互斥使用的共享资源。为了解决临界区调度问题的缺点，引入了信号量与PV操作的方法。 信号量与PV操作是一种解决并发程序设计中资源竞争与互斥访问的常用方法。信号量是一个计数器，用来控制对共享资源的访问。PV操作是对信号量进行操作的两种基本操作，P操作（等待）和V操作（释放）。通过信号量与PV操作，可以实现多个进程之间的同步与互斥访问，避免竞态条件的发生。 在操作系统中，信号量与PV操作被广泛应用于进程调度、资源管理、死锁避免等方面。通过信号量的控制，可以确保多个进程对共享资源的访问是有序的、互斥的，避免了数据不一致性的问题。同时，信号量也可以用来实现进程间的通信与同步，提高系统的吞吐率与运行效率。 总之，信号量与PV操作是解决并发程序设计中关于临界资源的竞争与互斥访问的有效方法。通过合理地设计与应用信号量与PV操作，可以实现多进程间的同步与互斥访问，确保系统的稳定性与可靠性。在实际的操作系统中，信号量与PV操作被广泛地应用于进程管理、资源管理与死锁避免等方面，对提高系统的性能与效率具有重要意义。【补充】6.3信号量与PV操作 20201；引入多进程并发交替使用CPU的概念临界资源：并发进程之间需要互斥使用的共享资源，称为临界资源举例: 火车上的卫生间就是一种互斥使用的共享资源使用共享变量代表共享;葛季栋南京大学软件学院计算机与操作系统第六章 并发程序设计6.3 信号量与PV操作113:47:35信号量与PV操作n 1、信号量与PV操作系统的问题背景n 2、信号量与PV操作的基本原理n 3、信号量的应用n 4、小结213:47:351、信号量与PV操作系统的问题背景n1.1 并发程序设计的基本概念n(1) 并发程序设计n(2) 临界资源与临界区n(3) 同步与互斥n1.2 “忙式等待”方法解决临界区调度问题的缺点n1.3 操作系统中“并发问题”解决方案的知识框架313:47:351.1 并发程序设计的基本概念4图: 串行与并发串行并发优点: 程序控制简单缺点: 资源利用率低, 系统吞吐率效率低(a)串行(b) 并发优点: 提高资源利用率, 提高系统吞吐率带来的问题: 并发进程之间共享资源的冲突引入多道程序设计方法，引入多进程并发交替使用CPU的概念13:47:35n临界资源：并发进程之间需要互斥使用的共享资源，称为临界资源¡举例: 火车上的卫生间就是一种互斥使用的共享资源¡使用共享变量代表共享资源¡并发进程中与共享变量有关的程序段叫“临界区” (critical section);"。