计算机操作系统pv操作
操作系统--PV操作
操作系统--PV操作操作系统PV 操作在操作系统中，PV 操作是一种非常重要的同步机制，用于解决进程之间的互斥和同步问题。
这一概念对于理解操作系统的工作原理以及优化多进程的协同工作至关重要。
让我们先来了解一下什么是进程。
进程可以简单理解为正在运行的程序的实例。
在一个操作系统中，通常会有多个进程同时运行，它们可能需要共享资源或者按照特定的顺序执行某些操作。
这时候，就需要一种有效的机制来协调它们，确保系统的正常运行，而 PV 操作就是这样一种机制。
P 操作和 V 操作是两个原语操作。
P 操作又称为 wait 操作，V 操作又称为 signal 操作。
先来说说 P 操作。
当一个进程执行 P 操作时，如果对应的资源可用（也就是信号量的值大于 0），那么它会顺利地获取资源，并将信号量的值减 1。
但如果信号量的值为 0，那么这个进程就会被阻塞，进入等待队列，直到其他进程释放资源，将信号量的值增加，它才有机会再次被唤醒并获取资源。
举个例子，假设有一个打印机资源，多个进程都可能需要使用它。
每个进程在使用打印机之前，都要执行 P 操作。
如果此时打印机空闲（信号量大于 0），进程就能顺利使用；如果打印机正在被其他进程使用（信号量为 0），那么当前进程就会被阻塞等待。
再来看 V 操作。
当一个进程执行 V 操作时，它会将信号量的值增加 1。
如果此时有进程正在等待这个资源（也就是在等待队列中），那么系统会从等待队列中唤醒一个进程，让它获取资源并继续执行。
还是以打印机为例，当一个进程使用完打印机后，它会执行 V 操作，释放打印机资源，使得信号量的值增加 1。
如果有其他进程正在等待打印机，那么其中一个等待进程就会被唤醒并获得使用打印机的机会。
PV 操作的应用场景非常广泛。
比如在生产者消费者问题中，生产者进程负责生产产品并放入缓冲区，消费者进程从缓冲区中取出产品进行消费。
为了保证缓冲区的正确使用，避免出现缓冲区满了生产者还在生产或者缓冲区空了消费者还在消费的情况，就需要使用 PV 操作来实现生产者和消费者之间的同步和互斥。
操作系统-PV操作
未来研究方向和挑战
01
随着云计算、大数据和人工智能等技术的快速发展，操作系统中的并发和并行 处理需求越来越高，PV操作在解决并发和并行处理中的问题也面临着新的挑战 。
02
未来的研究需要进一步探索PV操作在新型计算环境中的应用，例如在分布式系 统、物联网、边缘计算等领域中，PV操作的应用和优化具有重要的研究价值。
详细描述
生产者消费者问题描述了一个共享缓冲区的场景，其中生产者产生数据放入缓冲区，消费者从缓冲区取出数据进 行处理。为了防止缓冲区溢出和数据饥饿，需要使用PV操作来控制对缓冲区的访问。
读者写者问题
总结词
读者写者问题是生产者消费者问题的 变种，主要解决多个读者共享数据和 单个写者修改数据时的同步问题。
03
同时，随着系统规模的扩大和复杂度的增加，PV操作的管理和维护也变得越来 越困难，如何有效地管理和维护PV操作也是未来的重要研究方向之一。
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操作系统-pv操作
目 录
• 引言 • PV操作原理 • PV操作实现 • PV操作的应用 • 总结与展望
01 引言
操作系统简介
操作系统是计算机系统的核心软件， 负责管理计算机硬件和应用程序的资 源分配、调度和监控。
操作系统的主要功能包括进程管理、 内存管理、文件管理和设备管理。
PV操作的基本概念
饥饿问题
饥饿问题是当一个或多个进程长期得不到足够的资源，导致其无法正常执行的情况。为避免饥饿问题 ，可以采用一些调度算法，如先来先服务、最短作业优先等，确保每个进程都能获得足够的资源。
04 PV操作的应用
生产者消费者问题
总结词
生产者消费者问题是操作系统中经典的并发循环执行
操作系统关于PV操作
1.读写操作1、、设有一台计算机，有两条I/O通道，分别接一台卡片输入机和一台打印机。
卡片机把一叠卡片逐一输入到缓冲区B1中，加工处理后在搬到缓冲区B2中，并在打印机上印出，问：①系统要设几个进程来完成这个任务？各自的工作是什么？②这些进程间有什么样的相互制约关系？③用P、V操作写出这些进程的同步算法。
①系统可设三个进程来完成这个任务：R进程负责从卡片输入机上读入卡片信息，输入到缓冲区B1中；C进程负责从缓冲区B1中取出信息，进行加工处理，之后将结果送到缓冲区B2中；P进程负责从缓冲区B2中取出信息，并在打印机上印出。
②R进程受C进程影响，B1放满信息后R进程要等待——等C进程将其中信息全部取走，才能继续读入信息；C进程受R进程和P进程的约束：B1中信息放满后C进程才可从中取出它们，且B2被取空后C进程才可将加工结果送入其中；P进程受C进程的约束：B2中信息放满后P进程才可从中取出它们,进行打印。
③信号量含义及初值：B1full——缓冲区B1满，初值为0；B1empty——缓冲区B1空，初值为0；B2full——缓冲区B2满，初值为0；B2empty——缓冲区B2空，初值为0；R进程C进程P进程B1B22、用P.V操作处理生产者和消费者问题如下：mutex初值为1；empty初值为n；full初值为0生产者消费者L1：生产产品 L2：P（full）P（empty） P（mutex）P（mutex）取出产品产品装入缓冲区 V（empty）V（full） V（mutex）V（mutex） GOTO L2GOTO L1（1）信号量mutex,empty,full的作用是什么？（2）为什么P操作的顺序不能调换？（1）mutex起互斥作用，empty与full为同步作用。
（2）假设进程处于如下运行状态：缓冲区暂时无进程申请，故mutex＝1。
缓冲区无空单元，即empty＝0，此时生产者进程要放产品，若P（empty）与P（mutex）位置颠倒，先执行P（mutex），顺利通过，再执行P（empty），被阻塞，且该进程不会释放临界区资源，使消费者进程无法进入缓冲区，就不能取走产品，最终导致死锁3、设公共汽车上，司机、售票员的活动分别是：司机售票员启动车辆上乘客正常行车关车门到站停车售票开车门下乘客假设售票员关车门后司机才可启动车辆，到站停车后售票员方可开车门，在汽车不断到站、停车、行驶过程中，这两个活动有什么同步关系？用P.V操作实现它们的同步。
操作系统PV操作的作业参考答案
关于调度算法【例1】下表给出作业I , 2, 3的提交时间和运行时间。
采用先来先服务调度算法和短作业优先调度算 法，试问作业调度次序和平均周转时间各为多少？（时间单位：小时，以十进制进行计算。
）作业号 提交时间 运行时间1 0.0 8.02 0.4 4.031.0 1.0分析解这样的题关键是要根据系统采用的调度算法，弄清系统中各道作业随时间的推进情况。
我们用一个作业执行时间图来形象地表示作业的执行情况，帮助我们理解此题。
采用先来先服务调度算法，是按照作业提交的先后次序挑选作业，先进入的作业优先被挑选。
然后按照排队买票”的 办法，依 次选择 作业。
其 作业执 行时间 图如下：采用短作业优先调度算法，作业调度时根据作业的运行时间，优先选择计算时间短且资源能得满足的 作业。
其作业执行时间图如下：作业提交时间 客柞业陆鳗完成时间系统中只有作业1，于是作业1先被选中。
在8.0时刻，作业1运行完成，这时系统中有两道作业在等待调度，作业2和作业3，按照短作业优先调度算法，作业 3只要运行1个时间单位，而作业 2要运行4个时 间单位，于是作业 3被优先选中，所以作业 3先运行。
待作业3运行完毕，最后运行作业 2。
作业调度的 次序是1，3，2另外，要记住以下公式:作业i 的周转时间T i =作业完成时间一作业提交时间由 于作业1，2, 3是依次 到来的，所以当 开始时作业提交时问 客作业陆续完成吋间n 1-系统中个作业的平均周转时间，其中Ti为作业i的周转时间。
解：采用先来先服务调度策略，则调度次序为I、2、3平均周转时间T =( 8 +11.6 + 12) /3= 10.53采用短作业优先调度策略，则调度次序为I、3、2平均周转时间T =( 8 +8+ 12.6) /3= 9.53思考题1请同学们判断这句话：作业一旦被作业调度程序选中，即占有了CPU o() 提示：需要清楚作业调度和进程调度的区别。
【例2】考虑下述页面走向：1，2, 3，4, 2，1, 5，6, 2，1, 2，3，7, 6，3, 2，1, 2，3, 6当内存块数量分别为3时，试问FIFO、LRU、OPT这三种置换算法的缺页次数各是多少答：缺页定义为所有内存块最初都是空的，所以第一次用到的页面都产生一次缺页。
操作系统--PV操作
有3个进程：get, copy和put，它们对4个存储区域f、s、t和g进行操作： 其中：f有取之不尽的数据可以get；g有用之不完的空间可以put s和t则只有一个存储空间。
get f 1,2,3,4,...,m 2,3,4,...,m 3,4,...,m s
copy t
Daughter进程： while(1) { P(Sa); 从盘中取出苹果; V(S); 吃苹果; ｝
May 19
小结：同步问题解法
分析问题中涉及的进程； 分析问题中的同步关系（竞争，合作）； （其中，合作关系的解决也是通过转化为对资源的竞争完成的。） 参照所竞争的资源设置信号量，并赋予初值； 写出各个进程的描述； 检查每个进程的描述，看是否会出现死锁现象并改正之。
May 19
3、桌上有一空盘，允许存放一只水果。爸爸可向盘中放苹果， 也可向盘中放桔子，儿子专等吃盘中的桔子，女儿专等吃盘中 的苹果。规定当盘空时一次只能放一只水果供吃者取用，请用P、 V原语实现爸爸、儿子、女儿三个并发进程的同步。
分析： 本题中，爸爸、儿子、女儿共用一个盘子，盘中一次只能放一个水果。 当盘子为空时，爸爸可将一个水果放入果盘中。 若放入果盘中的是桔子，则允许儿子吃，女儿必须等待； 若放入果盘中的是苹果，则允许女儿吃，儿子必须等待。 本题实际上是生产者-消费者问题的一种变形： 这里，生产者放入缓冲区的产品有两类，消费者也有两类，每类消费者 只消费其中固定的一类产品
司机进程： Begin Repeat P(S_Door); 行驶； … 停车； V(S_Stop); Until false; End
May 19
Var door，stop : semaphore：1，0 司机进程： Begin Repeat P(door); 行驶； … 停车; V(stop); Until false; End 乘务员进程: Begin Repeat P(stop); 开门； 关门； V（door）； 售票; Until false; End
操作系统PV操作习题.
一、用P、V操作描述前趋关系。
P1、P2、P3、P4、P5、P6为一组合作进程，其前趋图如图2．3所示，试用P、V 操作描述这6个进程的同步。
p23图2．3说明任务启动后P1先执行，当它结束后P2、P3可以开始执行，P2完成后P4、P5可以开始执行，仅当P3、P4、P5都执行完后，P6才能开始执行。
为了确保这一执行顺序，设置5个同步信号量n、摄、f3、f4、g分别表示进程P1、P2、P3、P4、P5是否执行完成，其初值均为0。
这6个进程的同步描述如下：图2．3 描述进程执行先后次序的前趋图int f1=0; /*表示进程P1是否执行完成*／int f2=0; /*表示进程P2是否执行完成*／int f3=0; /*表示进程P3是否执行完成*／int f4=0; /*表示进程P4是否执行完成*／int f5=0; /*表示进程P5是否执行完成*／main(){cobeginP1( );P2( );P3( );P4( );P5( );P6( );coend}P1 ( ){┇v(f1);v(f1)：}P2 ( ){p(f1);┇v(f2);v(f2);)P3 ( ){p(f1);┇v(f3);}P4( ){p(f2);┇v(f4);}P5 ( ){p(f2);┇v(f5);}P6( ){p(f3);p(f4);p(f5);┇}二、生产者-消费者问题p25生产者-消费者问题是最著名的进程同步问题。
它描述了一组生产者向一组消费者提供产品，它们共享一个有界缓冲区，生产者向其中投放产品，消费者从中取得产品。
生产者-消费者问题是许多相互合作进程的一种抽象。
例如，在输入时，输入进程是生产者，计算进程是消费者;在输出时，计算进程是生产者，打印进程是消费者。
因此，该问题具有很大实用价值。
我们把一个长度为n的有界缓冲区(n>0)与一群生产者进程P１、P２、…、Pm和一群消费者进程C１、C２、…、Ck 联系起来，如图2．4所示。
pv操作题目 软考
PV操作在软考中的深入探讨1. 基本概念PV操作是用于进程同步的两种基本操作。
P操作通常表示为一个进程需要一个资源，而V操作表示释放一个资源。
这两种操作通常用于实现进程间的同步和互斥。
2. PV操作原理PV操作基于信号量机制。
信号量是一个整数值，通常用于表示资源的数量。
P操作会尝试获取资源，减少信号量的值；而V操作会释放资源，增加信号量的值。
如果P操作不能立即获得资源（即信号量为0），则该进程会被阻塞或等待，直到资源可用。
3. PV操作在进程同步中的应用PV操作在进程同步中有着广泛的应用。
例如，在生产者-消费者问题中，生产者用于生成数据，消费者用于消费数据。
通过PV操作，可以确保生产者在没有数据被消费之前不会继续生产，同时确保消费者在没有数据可供消费时不会继续消费。
4. PV操作和互斥量互斥量是一种特殊的信号量，其值只能为0和1。
当一个进程获得互斥量时，其他任何进程都无法获得该互斥量，直到第一个进程释放它。
这使得互斥量可以用于保护某些临界区域，以实现互斥访问。
PV操作和互斥量通常一起使用，以实现更复杂的同步问题。
5. PV操作的编程实现在大多数编程语言中，PV操作可以通过系统调用或库函数实现。
例如，在UNIX系统中，可以使用semop函数进行PV操作。
在实现PV操作时，需要注意避免死锁和饥饿等问题。
6. PV操作的复杂度分析PV操作的复杂度取决于所使用的算法和数据结构。
在一些算法中，例如二叉堆或斐波那契堆，PV操作的平均时间复杂度可以达到O(1)。
然而，在最坏的情况下，PV操作的复杂度可能会达到O(n)，其中n是信号量的值。
7. PV操作与信号量信号量是一种同步机制，用于控制多个进程对共享资源的访问。
PV操作是信号量机制中的基本操作，通过它们可以实现对共享资源的互斥访问和同步。
信号量通常用于保护临界区、实现进程间的同步和互斥等。
8. PV操作与死锁预防死锁是操作系统中的一个重要问题，它发生在两个或多个进程无限期地等待对方释放资源的情况。
计算机PV操作系统总结
计算机PV操作系统总结计算机PV操作系统总结一：概述1.1 引言在计算机系统中，操作系统是一种重要的软件组件，负责管理和协调计算机硬件与软件资源，提供用户和其他软件的接口，以实现计算机系统的正常运行和高效利用。
本文档总结了PV操作系统的基本原理、功能模块及其应用。
1.2 目的本文档旨在介绍PV操作系统的核心概念以及其在计算机系统中的作用，为开发人员和用户提供一个全面的参考。
二：PV操作系统的基本原理2.1 进程管理2.1.1 进程概念2.1.2 进程调度2.1.3 进程同步2.1.4 进程通信2.2 内存管理2.2.1 内存分配2.2.2 虚拟内存2.2.3 内存保护2.3 文件系统管理2.3.1 文件组织2.3.2 文件存储2.3.3 文件操作2.4 设备管理2.4.1 设备概念2.4.2 设备分配2.4.3 设备驱动三：PV操作系统的功能模块3.1 用户界面3.1.1 命令行界面3.1.2 图形用户界面3.2 系统调用接口3.2.1 系统调用类型3.2.2 系统调用的实现3.3 文件系统3.3.1 文件管理3.3.2 目录管理3.3.3 文件权限控制3.4 进程管理3.4.1 进程创建与撤销3.4.2 进程调度算法3.4.3 进程通信方式3.5 内存管理3.5.1 内存分配策略3.5.2 空间置换算法3.5.3 虚拟内存管理3.6 设备管理3.6.1 设备驱动程序3.6.2 设备分配策略3.6.3 设备中断处理四：PV操作系统的应用领域4.1 个人计算机4.2 服务器系统4.3 嵌入式系统4.4 移动设备附件：1. PV操作系统示例代码2. PV操作系统用户手册法律名词及注释：1. 版权：法律规定的对原创作品的独占权利。
2. 许可证：一种法律许可文件，允许使用者在符合某些条款和条件的情况下使用特定的软件或作品。
3. 用户协议：一种法律文件，规定了软件或服务的使用条款和条件，用户使用软件或服务前需要同意并接受这些条款和条件。
操作系统pv操作
操作系统P V题解第一章The P,V Theorem在操作系统理论中有一个非常重要的概念叫做P,V原语。
在我们研究进程间的互斥的时候经常会引入这个概念，将P,V操作方法与加锁的方法相比较，来解决进程间的互斥问题。
实际上，他的应用范围很广，他不但可以解决进程管理当中的互斥问题，而且我们还可以利用此方法解决进程同步与进程通信的问题。
一Introduction of P,V Theorem阐述P,V原语的理论不得不提到的一个人便是赫赫有名的荷兰科学家E.W.Dijkstra。
如果你对这位科学家没有什么印象的话，提起解决图论中最短路径问题的Dijkstra算法应当是我们再熟悉不过的。
P,V原语的概念以及P,V操作当中需要使用到的信号量的概念都是由他在1965年提出的。
1 Some Conceptions信号量是最早出现的用来解决进程同步与互斥问题的机制，包括一个称为信号量的变量及对它进行的两个原语操作。
信号量为一个整数，我们设这个信号量为：S。
很显然，我们规定在S大于等于零的时候代表可供并发进程使用的资源实体数，S小于零的时候，表示正在等待使用临界区的进程的个数。
根据这个原则，在给信号量附初值的时候，我们显然就要设初值大于零。
p操作和v操作是不可中断的程序段，称为原语。
P,V原语中P是荷兰语的Passeren，相当于英文的pass,V是荷兰语的Verhoog,相当于英文中的incremnet。
P原语操作的动作是：（1）S减1；（2）若S减1后仍大于或等于零，则进程继续执行；（3）若S减1后小于零，则该进程被阻塞后进入与该信号相对应的队列中，然后转进程调度。
V原语操作的动作是：（1）S加1；（2）若相加结果大于零，则进程继续执行；（3）若相加结果小于或等于零，则从该信号的等待队列中唤醒一等待进程，然后再返回原进程继续执行或转进程调度。
需要提醒大家的是：P,V操作首先是一个原语操作，对于每一个进程来说，都只能进行一次。
操作系统教程第5版第3章【PV】
1
while(free); free=true;
临界区
3
free=false；
临界区 free=false；
……
……
Step3: Q下CPU，P上CPU；此时两个进程都在临界区！
该方法有问题。
30
软件方法1
free:临界区空闲标志 true:有进程在临界区；false:无进程在临界区
初值：free为false
27
软件方法1 free:临界区空闲标志
true:有进程在临界区；false:无进程在临界区 初值：free为false
P：
Q：
……
……
while(free); CPU free=true;
1
while(free); free=true;
临界区
临界区
free=false；
free=false；
……
……
Step1: P先上CPU
28
软件方法1
free:临界区空闲标志 true:有进程在临界区；false:无进程在临界区 初值：free为false
P：
Q：
……
…… CPU 2
while(free); CPU free=true;
1
while(free); free=true;
临界区
P： …… while(not turn); 临界区 turn=false； ……
Q： …… while(turn); 临界区 turn=ture； ……
若P想进临界区，由于turn=false；进不了； 同时Q进程始终不准备进临界区，即使临界区一直没有进程， 但P一直无法进入临界区 该方法，违反了使用临界区的原则
计算机操作系统pv操作
• • • • • • •
写者： PROCESS Writerj begin P(S); write file F; V(S); end;
• 问题：对共享变量rs访问的程序段也是临界区。
课后练习
• 24有一阅览室，读者进入时必须先在一张登记表上进
行登记。该表为每一作为列出了一个表目，包括座 号，姓名。读者离开时要撤销登记信息。阅览室有 100个作为，试问： • (1)为描述读者的动作，应编写几个程序，应该设置 几个进程？进程和程序之间的对应关系如何？ • （2)试用P,V操作描述这些进程之间的同步算法。
• • • • • •
• • • • • • • • • • • •
PROCESS Pi begin L1: produce a product; P(SP); P(S1); B[k] := product; k := (k + 1) mod n; V(S1); V(SG); goto L1 end
例2：飞机航班有N个售票处，每个售票处通过 终端访问系统的公共数据区。
• 售票处1 • begin 售票处2 begin 从数据单元中取出现 有余票； 做减1操作； 把结果送回到数据单元 end;
•
• • •
从数据单元中取出现
有余票； 做减1操作； 把结果送回到数据单元
• end;
• • • • • • • • • •
PROCESS Cj begin L2: P(SG); P(S2); take a product from B[t]; t := (t + 1) mod n; V(S2); V(SP); consume; goto L1 end
生产者分别向 缓冲区送产品， 由S1控制互 斥访问。 消费者分别从 缓冲区中取出 产品，由S2 控制互斥访问
PV操作
到达桥另一端
V(s)
例题二
若有一售票厅只能容纳300人，当少于300人时，可以进入。否则，需在外等候，
若将每一个购票者作为一个进程，请用P、V操作编程。
解：信号量初值S=300
购票者进程Pi(i=1,2,3,…)
利用信号量和PV操作实现进程互斥的一般模型是：
进程P1 进程P2 …… 进程Pn
…… …… ……
P（S）； P（S）； P（S）；
二、在计算机操作系统中，PV操作是进程管理中的难点。
首先应弄清PV操作的含义：PV操作由P操作原语和V操作原语组成（原语是不可中断的过程），对信号量进行操作，具体定义如下：
P（S）S>=0，则该进程继续执行；否则该进程置为等待状态，排入等待队列。
设缓冲区的编号为1～n-1，定义两个指针in和out，分别是生产者进程和消费者进程使用的指
，指向下一个可用的缓冲区。
生产者进程
while(TRUE){
生产一个产品;
P(empty);
产品送往buffer（in）；
in=(in+1)mod n；
while(True){
P(full);
从Buffer取出一个产品;
V(empty);
消费该产品;
}
（2）一个生产者，一个消费者，公用n个环形缓冲区。
定义两个同步信号量：
empty——表示缓冲区是否为空，初值为n。
full——表示缓冲区中是否为满，初值为0。
V(empty);
消费该产品;
}
需要注意的是无论在生产者进程中还是在消费者进程中，两个P操作的次序不能颠倒。应先执行同步信号量的P操作，然后再执行互斥信号量的P操作，否则可能造成进程死锁。
考研_计算机_操作系统_经典PV操作全集
(三) 扩展三 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 15
二 读者-写者问题扩展· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 16
(二) 扩展二 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 18
第三章 九阴真经之研究生题辑 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 20
十一真经之珍珑棋局问题 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 32
2
目
录
3
十二真经之公交车问题(哈尔滨工业大学2000)· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 32
进程的PV操作详解
进程的PV操作详解部门： xxx时间： xxx整理范文，仅供参考，可下载自行编辑进程的PV操作在操作系统中，P、V操作是进程管理中的难点。
这是1968年荷兰人Dijkstra给出的一种解决并发进程间互斥和同步关系的通用方法。
1. P、V操作的意义定义了信号量及其上的P操作和V操作，来实现并发进程间的同步和互斥，甚至可以用来管理资源的分配。
P、V操作因交换的信息量少，属于进程的低级通信。
b5E2RGbCAP2. 什么是信号量？信号量<semaphore）是由一个值和一个指针构成的数据结构。
值为整型变量，表示信息量的值；指针指向进程控制块<PCB）队列的队头，表示等待该信号量的下一个进程。
如下图所示。
p1EanqFDPw信号量的一般结构及PCB队列信号量的值与相应资源的使用情况有关。
当它的值大于0时，表示当前可用资源的数量；当它的值小于0时，其绝对值表示等待使用该资源的进程个数。
注意，信号量的初值不能为负，且其值只能由P、V操作来改变。
DXDiTa9E3d3. P、V操作的含义P、V操作由P操作原语和V操作原语组成<原语是不可中断的过程），对信号量S进行操作，具体定义如下：P<S）：①将信号量S的值减1，即S=S-1；②如果S≥0，则该进程继续执行；否则该进程状态置为阻塞状态，进程PCB排入信号量PCB队列末尾，放弃CPU，等待V操作的执行。
RTCrpUDGiTV<S）：①将信号量S的值加1，即S=S+1；②如果S≤0，释放信号量队列中第一个PCB所对应的进程，将进程状态由阻塞态改为就绪态。
执行V操作的进程继续执行。
5PCzVD7HxA一般来说，信号量S≥0时，S表示可用资源的数量。
执行一次P 操作意味着请求分配一个单位资源，因此S的值减1；当S<0时，表示已经没有可用资源，请求者必须等待别的进程释放该类资源，它才能运行下去。
而执行一个V操作意味着释放一个单位资源，因此S的值加1；若S≤0，表示有某些进程正在等待该资源，因此要唤醒一个阻塞状态的进程，使之成为就绪状态。
计算机操作系统pv操作
引言概述计算机操作系统中的PV操作是进程同步和互斥的重要手段，用于解决多个进程共享资源时可能引发的竞争条件和死锁问题。
PV操作是通过对进程间的信号量进行操作来实现的。
本文将详细介绍PV 操作的定义、原理和应用场景，并通过分析五个大点来深入探讨PV 操作的实现和特性。
正文内容一、PV操作的定义和原理1.PV操作简介：PV操作是一种用于进程间同步和互斥的机制，主要包括两个操作——P操作（等待）和V操作（发出信号）。
2.P操作原理：进程执行P操作时，会判断信号量的值是否大于0，若大于0则将其减一；若等于0则进程被阻塞，等待信号量的值大于0。
3.V操作原理：进程执行V操作时，会将信号量的值加一；如果有阻塞的进程，会唤醒其中一个进程。
4.PV操作的互斥性：PV操作可以实现进程对共享资源的互斥保护，即只允许一个进程访问资源。
5.PV操作的同步性：PV操作可以实现进程之间的同步，即某个进程需要等待其他进程执行完相应操作后再进行操作。
二、PV操作的应用场景1.生产者消费者问题：通过使用信号量来解决生产者和消费者之间的同步和互斥问题，确保生产者和消费者能够正确地访问共享缓冲区。
2.读者写者问题：通过使用信号量来解决多个读者和一个写者之间的同步和互斥问题，确保读者和写者能够正确地访问共享资源。
3.互斥访问共享资源：通过使用信号量来保证多个进程对共享资源的互斥访问，防止竞争条件的发生。
4.进程间的消息传递：通过使用信号量来实现进程间的同步和消息传递，确保消息的正确发送和接收。
5.进程的顺序执行：通过使用信号量来控制进程的执行顺序，确保某些进程按照特定的顺序执行。
三、PV操作的实现方式1.信号量的定义和初始化：在操作系统中，信号量是由一个整数值和一个相关的进程等待队列组成。
需要在创建信号量时对其进行初始化。
2.P操作的实现：P操作需要对信号量的值进行判断，若大于0则执行减一操作；若等于0则将进程加入等待队列，进入阻塞状态。
操作系统pv操作
引言概述：正文内容：一、概念介绍1.pv操作的定义及由来：pv操作是一种用于进程间同步和互斥的操作，其中p表示“pass”（等待）操作，v表示“vacate”（释放）操作。
它最早由Dijkstra在1965年提出，并被广泛应用于操作系统中的进程间通信。
2.信号量的概念及与pv操作的关系：信号量是一种计数器，用于同步和互斥。
pv操作是通过操作信号量来实现进程间的同步与互斥，其中p操作用于申请资源时的等待，v操作用于释放资源。
3.pv操作的作用：pv操作允许进程进行同步和互斥操作，保证资源的正确访问顺序，避免竞态条件和死锁问题。
二、pv操作的使用场景1.生产者消费者问题：在多线程或多进程环境下，生产者和消费者之间的数据通信和同步是一个常见的问题。
pv操作可以用来同步生产者和消费者的操作，确保生产者和消费者的操作顺序正确。
2.进程间互斥访问共享资源：当多个进程需要同时访问某个共享资源时，需要使用pv操作来进行互斥操作，避免多个进程同时访问导致数据不一致的问题。
3.进程间信号通知：pv操作也可以用于进程间的信号通知，例如一个进程等待某个事件的触发，另一个进程通过v操作来触发该事件。
4.进程管道通信：pv操作也可以用于进程之间通过管道进行通信，通过p操作来等待管道中有数据可读，通过v操作来通知管道中有新数据写入。
5.进程调度和同步：操作系统中的进程调度和同步往往需要使用pv操作来保证进程的正确执行顺序和互斥性。
三、pv操作的实现原理与方法1.pv操作的实现原理：pv操作的实现通常依赖于操作系统中的信号量机制。
当一个进程进行p操作时，它会尝试将指定的信号量值减1，若结果为负，则表示资源不可用，该进程会被阻塞。
当一个进程进行v操作时，它会将指定的信号量值加1，并唤醒一个等待中的进程。
2.pv操作的实现方法：pv操作可以通过系统调用来进行实现，例如在Unixlike系统中，可以使用semop()系统调用来进行pv操作。
操作系统_PV操作_经典习题1
1、司机-售票员问题
2、理发师问题
理发店里有一位理发师，一把理发椅和N把供等候理发的顾客坐的椅子。
如果没有顾客，则理发师便在理发椅上睡觉。
当一个顾客到来时，他必须先唤醒理发师。
如果顾客到来时理发师正在理发，则如果有空椅子，可坐下来等；否则离开。
3、物流问题
在某个物流系统中，有一个位于上海的集装箱中转枢纽，这些集装箱又被装上其他运输工具继续各自的行程。
根据整体物流规划，从沿长江一线进入枢纽的集装箱，要从这里直接吊装到上
海至旧金山的定期集装箱班轮上。
而从沪杭高速公路进入枢纽的集装箱，要从这里换装到专门在京沪高速公路上行驶的集装箱运输车上。
现在需要设计为该物流系统上海集装箱中转枢纽使用的物流软件，为简化问题，假设该中转枢纽的场地每次只能接收一个方向来的同一批次的集装箱。
操作系统 PV课设
内容摘要本课设要完成的是用PV操作解决生产者-消费者问题，生产者-消费者问题，也称作有界缓冲区问题，两个进程共享一个公共的固定大小的缓冲区。
主要特点是当缓冲区已经满了，而此时生产者还想向其中放入一个新的数据项的情形，其解决方法是让生产者此时进行休眠，等待消费者从缓冲区中取走了一个或者多个数据后再去唤醒它。
同样地，当缓冲区已经空了，而消费者还想去取消息，此时也可以让消费者进行休眠，等待生产者放入一个或者多个数据时再唤醒它。
关键词Linux C语言共享变量课程设计任务书课题名称PV操作解决生产者-消费者问题完成时间2009.12 .1指导教师安志远职称教授学生姓名方晓东班级B07521总体设计要求和技术要点有界缓冲区内设有20个存储单元,放入/取出的数据项设定为1-20这20个整型数. 设计要求:(1)每个生产者和消费者对有界缓冲区进行操作后,即时显示有界缓冲区的全部内容,当前指针位置和生产者/消费者进程的标识符；(2)生产者和消费者各有两个以上；(3)多个生产者或多个消费者之间须有共享对缓冲区进行操作的函数代码。
技术要点：生产者之间、消费者之间须有共享缓冲区，当缓冲区已经满了，而此时生产者还想向其中放入一个新的数据项的情形，其解决方法是让生产者此时进行休眠，等待消费者从缓冲区中取走了一个或者多个数据后再去唤醒它。
同样地，当缓冲区已经空了，而消费者还想去取消息，此时也可以让消费者进行休眠，等待生产者放入一个或者多个数据时再唤醒它。
工作内容及时间进度安排第13周：周二第5单元（7:30—9:15）周五第5单元（7:30—9:15）第14周：周二第3单元（14:00—15:45）周三第2单元（10:05—11:50）课程设计成果1．与设计内容对应的软件程序2．课程设计报告书3．成果使用说明书4．设计工作量要求目录：第一章绪论 (4)1.1 综述 (4)1.2设计内容与要求 (4)1.3 设计目的 (4)1.4设计地点 (4)1.4设计地点 (4)1.5设计环境 (4)第二章程序设计与实现 (5)2 .1详细设计 (5)2.1 .1PV操作原理 (5)2.1.2生产者消费者问题描述 (5)2.1.3 程序流程图 (6)第三章程序调试与运行 (7)3.1运行结果 (7)3.2进程的结束 (7)第四章实验体会 (8)参考文献 (9)附录： (10)第一章绪论1.1 综述操作系统是现代计算机系统中最基本和最重要的系统软件，它是计算机科学与技术专业的一门重要的基础课程。
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计算机操作系统pv操作
1、引言
1.1 定义
PV操作，全称为P操作（原语操作）和V操作（原语操作），是计算机操作系统中用于实现进程间同步和互斥的重要机制之一。
P 操作用于请求访问临界资源，V操作用于释放临界资源。
1.2 目的
本文档旨在提供关于计算机操作系统中PV操作的详细说明，进一步理解PV操作的概念、原理和使用方法，以及相关注意事项和最佳实践。
2、PV操作概述
2.1 P操作
P操作（Proberen操作）用于请求访问临界资源。
如果临界资源当前已被占用，则进程将被阻塞等待，直到获得资源访问权限。
2.2 V操作
V操作（Verhogen操作）用于释放临界资源。
当进程完成对临界资源的访问后，应该及时释放资源，以便其他进程能够获得访问权限。
3、PV操作实现方式
3.1 二进制信号量
使用二进制信号量实现PV操作是最常见的方式之一。
二进制信
号量只能取0或1两种值，用于表示资源的占用状态。
3.2 计数信号量
计数信号量可以取多个非负整数值，用于表示资源的可用数量。
进程在请求资源时，如果信号量的值大于0，则减1并继续执行；
若信号量值为0，则进程被阻塞等待。
3.3 互斥锁
互斥锁是一种特殊的PV操作实现方式，用于实现进程对临界资
源的互斥访问。
进程在访问临界资源前，需先获得互斥锁的所有权；在访问完成后，应释放互斥锁。
4、PV操作的应用场景
4.1 进程同步
PV操作常用于实现进程之间的同步，确保共享资源的安全访问。
通过P操作和V操作的配对使用，可以实现进程的有序执行。
4.2 进程互斥
PV操作也可用于实现进程之间的互斥访问，即确保同一时间只有一个进程可以访问共享资源。
使用互斥锁实现的PV操作能够有效避免资源竞争问题。
5、PV操作的注意事项
5.1 死锁
使用PV操作时，必须避免出现死锁的情况。
死锁是指系统中的多个进程互相等待对方所占有的资源，导致所有进程无法继续执行的情况。
5.2 优先级关系
在使用PV操作时，进程的优先级关系可能会对同步和互斥的实现产生影响。
优先级高的进程可能会在优先级低的进程之前获得资源的访问权限。
6、附件
本文档不涉及附件内容。
7、法律名词及注释
7.1 P操作（Proberen操作）：原语操作中的一种，用于请求访问临界资源。
7.2 V操作（Verhogen操作）：原语操作中的一种，用于释放临界资源。
7.3 二进制信号量：一种特殊的PV操作实现方式，只能取0或1两种值，用于表示资源的占用状态。
7.4 计数信号量：一种PV操作实现方式，可以取多个非负整数值，用于表示资源的可用数量。
7.5 互斥锁：一种特殊的PV操作实现方式，用于实现进程对临界资源的互斥访问。