华科电信系操作系统

并行、异步的在系统内运行 共享各类资源，彼此相互制约 只有在严格遵循并行程序设计的原则下，
程序运行的结果才是确定的，否则，可 能产生意料不到的情况
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并发执行实例：誊抄
一个循环程序顺序执行的誊抄
算法1： 输入：f 输出：g {
while (f 不为空） { input ; output ; } }
2、输入程序执行的速度比输出程序快时，有些数据会丢 失；
如输入程序送入一个字符“B”，紧接着（当输出程序还未取走 字符“B”）又送入字符“N”，这时输出程序取走的是“N”， “B”就丢失了。
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并发执行实例：誊抄
▪三个并发执行程序的誊抄
▪get程序负责从输入序列f中读取字符并送到缓冲区s中； ▪copy程序把缓冲区s中的数据复制到缓冲区t中去; ▪put程序从缓冲区t中取出数据打印。
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1、程序的顺序执行
处理机逐条的一次只执行一条指令 主存储块一次只访问一个字或字节 外设一次只能传送一个数据块
传统程序设计方法：顺序程序执行
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4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
程序的顺序执行
概念:
一个程序由若干个程序段组成，而这些程序 段的执行必须是顺序的，这种程序执行的方 式就称为程序的顺序执行。
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例如:
I1、C1、P1的执行必须严格 按照I1，C1，P1的顺序，
而P1与I2，C1与I2,I3 与P1是可以同时执行的。
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程序并行执行 （定义）
若干个程序段同时在系统中运行，这些程序的执行 在时间上是重迭的，一个程序段的执行尚未结束， 另一个程序段的执行已经开始，即使这种重迭是很 小的，也称这几个程序段是并行执行的。
信号量机制：信号量定义、物理意义、信号量 的使用（互斥、同步、生产者/消费者， 阅读者 /写入者等）。
进程通信
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多道程序设计基础——并行程序设计
并行程序设计 进程间的同步和互斥 同步和互斥的执行工具 同步机构在实际程序设计中的应用 进程通信 *管程 *Windows NT中的同步和互斥机制
有的书用parbegin和parend表示。
Si: 简单语句，复合语句，并行语句。
编译程序为每个并行语句Si设置一个进程。
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程序并行性表示举例
假设有一个程序由
S0～Sn+1个语句， 其中 S1～Sn语句是并 发执行的。
程序如下：
S0; cobegin
S1;S2;S3;...;SN coend; Sn+1;
/* 从bufferf中取数据 */
output;
/* 送打印机输出 */
}
End
coend
}
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并发执行实例：誊抄
这两个程序段并发执行时可能出现如下情况：
1、输出程序运行的速度比输入程序快时，有些输出会重 复；
如输入送入了一个字符“A”，输出取出打印“A”，当输入还未 送入新的数据，输出程序已执行，又取出“A”打印，这样“A” 的输出就重复了，出错。
例如：
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程序顺序执行的特点
顺序性
处理机严格按照程序所规定的顺序执行，即每个操作必 须在下一个操作开始之前结束。
封闭性
程序一旦开始执行，其计算结果不受外界的影响，当程 序的初始条件给定之后，其后的状态只能由程序本身确 定，即只有本程序才能改变它。
可再现性
程序执行的结果与初始条件有关，而与执行时间无关。 即只要程序的初始条件相同，它的执行结果是相同的， 不论它在什么时间执行，也不管计算机的运行速度。
由这个程序完成誊抄工作是不会出错的。
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并发执行实例：誊抄
两个程序并发执行完成誊抄
设有一台标准输入设备（键盘），和一台标准输出 设备（显示器或打印机），输入程序负责从标准设 备中读取一个字符，送缓冲区中。输出程序从缓冲 区中取数据，送标准设备输出。
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并发执行实例：誊抄
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多道程序环境程序设计思想： 并行程序设计
例：在系统中有n个作业，每个作业都有三个 处理步骤，输入数据、处理、输出，即 Ii,Ci,Pi (i=1,2,3,...,n)。
这些作业系统中执行时是对时间的偏序，有些操作 必须在其它操作之前执行，这是有序的，但有些操 作是可以同时执行的。
P Q R
并 行 执 行 区
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程序并行性的表示之一：有向图
S
S
S
F
F
F
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程序并行性的表示之二：并行语言
并行语言：并行PASCAL，CSP/K语言，MODULA语言， 扩充的Ada等.
并行语句记号:
cobegin
S1;S2;S3;...;SN
coend;
Si(i=1,2,3,...,n)表示n个语句（程序段），这n个语 句用cobegin和coend括起来表示这n个语句是可以并 发执行的。co是concurrent的头两个字符。
第五章 并行性：互斥和同步
为了充分利用计算机各部分的能力， 使之并行运行以提高计算机系统的效率 和性能，计算机界一直在坚持不懈地、 不遗余力地发展并行技术。近几十年来， 随着多道程序设计、多处理器系统、分 布式处理系统技术的发展，操作系统的 并行技术不断完善。
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1
掌握
程序顺序执行和并行执行的含义和特点 并行执行的表示方法 临界段的定义、目的、设计原则 同步和互斥的含义、实现方式
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程序并行性表示举例
BEGIN
算数表达式求值:
(a-b)*(c-d)+(e/f)**2
COBEGIN t1=a-b t2=c-d
+
t3=e/f
COEND
*
**
COBEGIN
-
-
/
t4=t1*t2 t5=t3**2
COEND
t6=t4+t5
END
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S
F
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并行程序设计的特点
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若程序错写成： while(誊抄未完成） {
算法：2
{ cobegin
f: Begin
while (不为结束符）/* 输入程序段 */
{ input;
/* 从标准输入设备读入一个数据 */
write_buf;
/* 将读入的数据送到bufferf */
}
End
g: Begin
while(buffer不为空） /* 输出程序段 */
{ read_buf;