进程之间的同步互斥与通信理发师问题操作系统课程设计说明书(含源程程序)
计算机操作系统进程的互斥及同步PPT学习教案
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பைடு நூலகம்
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3.6 进程同步
3.6.1. 同步的概念
互斥的概念来自于诸进程对独占使用资源（设备）的竞 争，同步来源于多个进程的合作。在人类社会中竞争与 合作是永恒的。
同步：所谓同步就是并发进程在一些关键点上可能需要 相互等待与互通消息，这样的相互制约关系称为进程同 步。
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2. 间接制约
间接制约：把由于共享某一公有资 源而引起的在临界区内不允许并发 进程交叉执行的现象，称为由共享 公有资源而造成的对并发进程执行 速度的间接制约
直接制约：一组在异步环境下的并 发进程，各自的第14页执/共4行9页 结果互为对方
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３．互斥
定义: 一组并发进程中的一个或多个程序段，因共享
某一公有资源而导致它们必须以一个不允许交叉执 行的单位执行。也就是说，不允许两个以上的共享 该资源的并发进程同时进入临界区称为互斥。
一般情况下，作为程序段的一个过程不允许多 个进程共同访问它。
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生产者消费 者1.exe
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生产者进程
while (true) {
/* produce an item and put in nextProduced */ while (count == BUFFER_SIZE)
; // do nothing buffer [in] = nextProduced; in = (in + 1) % BUFFER_SIZE; count ++; }
操作系统原理进程管理进程同步互斥与通信、死锁
设s当前值为1）
信号量机制
▪ //A、B、C的程序伪代码
▪ while true do ▪ { P(S);
▪ //D的程序伪代码
取得一个D的输出数据； ▪ while true do
处理数据；
▪ { 处理数据；
信号量机制
➢ 信号量（semaphore）：一个与资源有关的，初 值为非负数的整型变量称为信号量。用S表示，初 值和资源有关
➢ P、V操作：定义在信号量S上的一组操作，由P原 语和V原语组成，能对信号量s进行修改
➢ 信号量是一种特殊的变量，只能由P，V操作进行 访问
信号量机制
➢ P 原语—— P(S) ▪ S := S - 1； ▪ 如果 S > =0，则表示有资源，该进程继续执行； ▪ 如果 S < 0，则表示已无资源，执行原语的进程被置成 阻塞状态，并使其在 S 信号量的队列中等待，直至其 他进程在 S 上执行 V 操作释放它为止
▪ 进程使用临界资源必须做如下三个不可分割的操 作
Lock和unlock
1)检查 x 的值。x=0，资源正在使用，返回继续进行检查； x=1，资源可以使用，置 x 为 0 (关锁)
2)进入临界区，访问临界资源 3)释放资源,退出临界区，置 x 为 1 (开锁)
➢ 通过分析，给出关锁和开锁操作的描述
➢ 互斥：硬件的支持 ▪ 专门的机器指令 在硬件级，对存储器单元的访问排斥到相同单元的其他访 问。基于这一点，处理器的设计者提出了一些机器指令， 用于保证两个动作的原子性，如在一个取指令周期中对 一个存储器单元的读和写或者读和测试。由于这些动作 在一个指令周期中执行，它们不会受到其他指令的干扰 ▪ 如：test-and-set指令，swap指令等
OS-04进程同步互斥与通信
4.1并发进程
• 前趋图的例子
– P1→P2，P1→P3，P1→P4，P2→P5， P3→P5，P4→P5，P4→P6，P5→P7， P6→P7
2
5 1 3 6 4 7
§4.1并发进程
操作系统设计中的核心问题是关于进程和线程的管 理
– 多道程序技术 管理单处理器系统中的多个进程 – 多处理技术 个进程的执行 管理多处理器系统中的多个进程
进程同步与互斥
互斥：软件方法
Peterson算法
Dekker算法 Lamport面包店算法 Eisenberg/Mcguire算法
进程同步与互斥
互斥：硬件的支持
中断禁用 在单处理器机器中，并发进程不能重叠,只能交
替。此外，一个进程将一直运行，直到它调用了一个操 作系统服务或被中断。因此，为保证互斥，只需要保证 一个进程不被中断就可以 当一个计算机系统包括多个处理器时，在这种情况下，
第一个字符丢失，第2个字符被显示了两次
P1
getchar（） chin chout ？
P2
X
Y X Y
Y
Y
Y
putchar（） putchar（） echo
与时间有关的错误
错误原因之1：
进程执行交叉; 错误原因之2：
涉及公共变量(chin和chout)。
与时间有关的错误
void echo() { chin = getchar() ; chout = do(chin); putchar(chout) ; }
信号量机制
信号量（semaphore）：一个与资源有关的，初
值为非负数的整型变量称为信号量。用S表示，初
值和资源有关
《操作系统》课程设计-进程通信与进程同步机制实现
江苏大学《操作系统》课程设计说明书设计题目进程通信与进程同步机制实现学生姓名XXXXXX指导老师XXXXXX学院计算机学院专业班级软件工程X学号612355401完成时间XXXXXXXX一．课程设计题目某银行提供10个服务窗口（7个对私服务窗口，3个对公服务窗口）和100个供顾客等待的座位。
顾客到达银行时，若有空座位，则到取号机上领取一个号，等待叫号。
取号机每次仅允许一位顾客使用，有对公和对私两类号，美味顾客只能选取其中一个。
当营业员空闲时，通过叫号选取一位顾客，并为其服务。
请用P、V操作写出进程的同步算法。
二．课程设计目的1、掌握基本的同步与互斥算法，理解银行排队系统操作模型。
2、学习使用Windows 2000/XP中基本的同步对象，掌握相关API 的使用方法。
3、了解Windows 2000/XP中多线程的并发执行机制，实现进程的同步与互斥。
三．课程设计要求◆学习并理解生产者/消费者模型及其同步/互斥规则；◆学习了解Windows同步对象及其特性；◆熟悉实验环境，掌握相关API的使用方法；◆设计程序，实现生产者/消费者进程(线程)的同步与互斥；◆提交实验报告。
四．需要了解的知识1.同步对象同步对象是指Windows中用于实现同步与互斥的实体，包括信号量(Semaphore)、互斥量(Mutex)、临界区(Critical Section)和事件(Events)等。
本实验中使用到信号量、互斥量和临界区三个同步对象。
2.同步对象的使用步骤：◆创建/初始化同步对象。
◆请求同步对象，进入临界区(互斥量上锁)。
◆释放同步对象(互斥量解锁)。
五．需要用到的API函数及相关函数我们利用Windows SDK提供的API编程实现实验题目要求，而VC中包含有Windows SDK的所有工具和定义。
要使用这些API，需要包含堆这些函数进行说明的SDK头文件——最常见的是Windows.h(特殊的API调用还需要包含其他头文件)。
第六章进程间互斥同步与通信
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第六章进程间互斥同步与通信
理发师睡觉问题
► 理发店里有一位理发师、一把理发椅和n把供等 候理发顾客坐的椅子。如果没有顾客，则理发师 便在理发椅上睡觉。
► 缺点：交由用户进程管理中断的开关是非常不安全的， 一旦用户程序关中断后忘记打开，则整个系统将无法响 应外部事件而崩溃；另外，在多处理器系统中，关中断 也仅屏蔽本处理器的中断响应，对其他处理器中运行的 进程无法屏蔽。
► 因而通常中断屏蔽都由OS进行管理，由OS使用它来保证 一些核心操作的不可中断性。
} }
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第六章进程间互斥同步与通信
经典解法
#define N 5 #define LEFT (i-1)%N #define RIGHT (i+1)%N #define THINKING 0 #define HUNGRY 1 #define EATING 2 int state[N] semaphore mutex=1 semaphore s[N]={0, 0, ..., 0}
up(mutex);
//结束互斥
up(empty);
//增加一个空缓冲区
}
}
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第六章进程间互斥同步与通信
哲学家进餐问题
►五个哲学家围坐在一 张圆桌周围，每个哲 学家面前都有一盘通 心粉，由于通心粉很 滑，所以要两把叉子 才能夹住。相邻两盘 子之间有一把叉子， 餐具摆放如右图所示
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lock=0; //退出临界区后解锁，使其他进程可以进入
non_critical_section();
}
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第六章进程间互斥同步与通信
严格轮转法
操作系统同步与互斥浅谈
操作系统同步与互斥浅谈——基于经典案例“理发师问题”摘要：并发是所有问题的基础，也是操作系统设计的基础。
并发包括很多设计问题，其中有进程中的通信、资源共享和竞争、多个进程活动的同步以及分配给进程的处理器时间等。
本文围绕经典操作系统案例“理发师问题”介绍并发中同步与互斥的基本概念和多个进程并发执行的简单案例，重点介绍信号量与消息传递机制。
关键字：操作系统并发同步互斥理发师问题Abstract：Concurrency is the basis of not only all the problems, but also the operating system design. Complicated, it includes many design issues, about the process of communication, resource sharing and competition, the activities of multiple processes simultaneously and the allocation of processor time to the process. This article describes the basic concepts of concurrency and the simple case of concurrent execution of multiple processes around the classic case of "Sweeney problem ", focusing on semaphores and message passing.Key word：Operating system Concurrency Synchronization mutual exclusion Sweeney problem 1.进程间怎么通信？——并发的基本知识1.1 进程间进行通信的原因进程是多用户、多任务操作系统必不可少的基本功能和基础设施。
操作系统课程设计 理发师问题的实现
*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2011年秋季学期操作系统课程设计题目：理发师问题的实现专业班级：计算机科学与技术姓名：学号：指导教师：成绩：摘要理发师问题是一个利用信号量进行PV操作的经典问题。
设计程序实现此问题，要使得理发师的活动与顾客的活动得到各自真实的模拟。
所执行的程序应体现：理发师在没有顾客的时候去睡觉，有顾客则工作；顾客在理发师工作时坐下等待，无座时离开，直至等到理发师自己理发。
关键字：理发师，顾客，PV操作。
目录摘要 (2)1 设计要求 (4)1.1初始条件 (4)1.2技术要求 (4)2 总体设计思想及开发环境与工具 (4)2.1 总体设计思想 (4)2.2 多线程编程原理 (5)2.2.1 创建一个线程 (5)2.2.2 等待一个线程结束 (5)2.2.3 信号量 (6)2.3 伪码实现 (6)2.4 开发环境与工具 (8)3数据结构与模块说明 (8)3.1 数据结构 (8)3.2函数的调用关系图 (8)3.2.1主函数模块 (8)3.2.2 理发师模块 (9)3.2.3 顾客模块 (10)5运行结果 (10)5.1运行步骤 (10)5.2测试结果 (11)5.2.1 编辑，编译和运行的过程图 (11)5.2.2 错误部分截图 (12)5.2.3 正确运行结果图 (12)设计总结 (16)参考文献 (17)致谢 (18)附录（源程序代码） (19)1 设计要求1.1初始条件（1）操作系统：Linux（2）程序设计语言：C语言（3）设有一个理发师，5把椅子（另外还有一把理发椅），几把椅子可用连续存储单元。
1.2技术要求（1）为每个理发师／顾客产生一个线程，设计正确的同步算法（2）每个顾客进入理发室后，即时显示“Entered”及其线程自定义标识，还同时显示理发室共有几名顾客及其所坐的位置。
（3）至少有10个顾客，每人理发至少3秒钟。
山大操作系统实验五
山东大学软件学院操作系统实验报告实验题目：进程互斥实验实验目的：进一步研究和实践操作系统中关于并发进程同步与互斥操作的一些经典问题的解法，加深对于非对称性互斥问题有关概念的理解。
观察和体验非对称性互斥问题的并发控制方法。
进一步了解Linux系统中IPC进程同步工具的用法，训练解决对该类问题的实际编程、调试和分析问题的能力。
实验要求：理发店问题：假设理发店的理发室中有3个理发椅子和3个理发师，有一个可容纳4个顾客坐等理发的沙发。
此外还有一间等候室，可容纳13位顾客等候进入理发室。
顾客如果发现理发店中顾客已满（超过20人），就不进入理发店。
在理发店内，理发师一旦有空就为坐在沙发上等待时间最长的顾客理发，同时空出的沙发让在等候室中等待时间最长的的顾客就坐。
顾客理完发后，可向任何一位理发师付款。
但理发店只有一本现金登记册，在任一时刻只能记录一个顾客的付款。
理发师在没有顾客的时候就坐在理发椅子上睡眠。
理发师的时间就用在理发、收款、睡眠上。
请利用linux系统提供的IPC进程通信机制实验并实现理发店问题的一个解法。
总结和分析示例实验和独立实验中观察到的调试和运行信息，说明您对与解决非对称性互斥操作的算法有哪些新的理解和认识为什么会出现进程饥饿现象本实验的饥饿现象是怎样表现的怎样解决并发进程间发生的饥饿现象您对于并发进程间使用消息传递解决进程通信问题有哪些新的理解和认识根据实验程序、调试过程和结果分析写出实验报告。
硬件环境：CPU： P4/ 内存：256MB 硬盘： 10GB软件环境：－Linux 操作系统Gnome 桌面 'gcc versionvigeditOpenOffice实验步骤：1.问题分析假设理发店的理发室中有3个理发椅子和3个理发师，有一个可容纳4个顾客坐等理发的沙发。
此外还有一间等候室，可容纳13位顾客等候进入理发室。
顾客如果发现理发店中顾客已满（超过20人），就不进入理发店。
在理发店内，理发师一旦有空就为坐在沙发上等待时间最长的顾客理发，同时空出的沙发让在等候室中等待时间最长的的顾客就坐。
进程同步与互斥课程设计
进程同步与互斥课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解进程同步与互斥的概念，掌握其基本原理；2. 学会使用同步互斥机制解决实际问题，了解其在操作系统中的应用；3. 掌握进程同步互斥的常用算法，如信号量、管程等；4. 了解进程死锁与饥饿的概念，分析其产生原因及解决方法。
技能目标：1. 能够运用同步互斥机制设计简单的并发程序；2. 能够分析并解决进程同步互斥中的问题，如死锁、饥饿等；3. 能够运用所学知识，对实际操作系统中的同步互斥问题进行优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对操作系统学科的兴趣，激发其学习热情；2. 培养学生的团队协作意识，学会与他人共同分析、解决问题；3. 培养学生的创新思维，敢于尝试解决实际问题；4. 培养学生严谨的科学态度，注重理论与实践相结合。
课程性质：本课程为计算机科学与技术专业高年级学生的专业核心课程，旨在使学生掌握操作系统中的进程同步与互斥知识，具备实际应用能力。
学生特点：学生已具备一定的编程基础和操作系统基本知识，具备分析问题的能力，但可能对进程同步互斥的理解不够深入。
教学要求：结合学生特点，采用案例教学、分组讨论等方式，注重理论与实践相结合，提高学生的实际应用能力。
通过本课程的学习，使学生能够更好地理解和掌握进程同步与互斥知识，为后续课程和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 进程同步与互斥基本概念：包括进程同步的定义、互斥的概念及其重要性；2. 同步互斥机制：信号量、管程的原理与实现，以及其在并发程序中的应用；3. 死锁与饥饿问题：死锁的定义、产生原因、预防与避免策略，饥饿现象及其解决方案；4. 同步互斥算法实例分析：分析经典同步互斥算法，如生产者-消费者问题、读者-写者问题等；5. 操作系统中的应用：结合实际操作系统，分析同步互斥机制在文件系统、进程管理等方面的应用；6. 进程同步互斥编程实践：设计并发程序，运用同步互斥机制解决实际问题。
教学内容安排与进度：第1周：进程同步与互斥基本概念；第2周：同步互斥机制（信号量、管程）；第3周：死锁与饥饿问题；第4周：同步互斥算法实例分析；第5周：操作系统中的应用；第6周：进程同步互斥编程实践。
操作系统实验-进程同步与互斥
操作系统实验-进程同步与互斥实验四：进程的管道通信实验题目进程的管道通信实验目的加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。
学习进程创建的过程，进一步认识进程并发执行的实质。
分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法。
学习解决进程同步的方法。
掌握Linux系统中进程间通过管道通信的具体实现实验内容使用系统调用pipe()建立一条管道，系统调用fork()分别创建两个子进程，它们分别向管道写一句话，如：Child process1 is sending a message!Child process2 is sending a message!父进程分别从管道读出来自两个子进程的信息，显示在屏幕上。
当然，仅仅通过屏幕上输出这两句话还不能说明实现了进程的管道通信，为了能够更好的证明和显示出进程的同步互斥和通信，在其中要加入必要的跟踪条件，如一定的输出语句等，来反映程序的并发执行情况实验要求这是一个设计型实验，要求自行、独立编制程序。
两个子进程要并发执行。
实现管道的互斥使用。
当一个子进程正在对管道进行写操作时，另一个欲写入管道的子进程必须等待。
使用系统调用lockf(fd[1],1,0)实现对管道的加锁操作，用lockf(fd[1],0,0)解除对管道的锁定。
实现父子进程的同步，当父进程试图从一空管道中读取数据时，便进入等待状态，直到子进程将数据写入管道返回后，才将其唤醒。
为了清楚的反应进程的同步，在子进程完成相应的操作后，调用sleep()函数睡眠一段时间（程序中定为3s）。
父进程先执行wait()函数，当有子进程执行完毕后，会得到子进程的返回结果并清理子进程。
若子进程没执行完，父进程一直执行wait()进行监听，知道有一个子进程执行完成为僵尸进程。
程序中用到的系统调用因为程序时在linux系统上进行编写的，所以其中要利用到相关的linux提供的系统调用。
所用到的系统调用包含在如下头文件中。
#include#include#include#include#include#includefork() 用于创一个子进程。
操作系统--理发师问题
设计思想的说明:打瞌睡的理发师问题是一种同步问题的抽象描述。
计算机系统中的每个进程都可以消费或生产某类资源，当系统中某一进程使用某一资源时，可以看作是消耗，且该进程称为消费者。
而当某个进程释放资源时，则它就相当一个生产者。
因此此题可看作是n个生产者和1个消费者问题。
顾客作为生产者，每到来一个就使计数器count增加1，以便让理发师理发（相当于消费）至最后一个顾客（相当于产品）。
并且，第1个到来的顾客应负责唤醒理发师；如果不是第1个到达的顾客，则在有空椅子的情况下坐下等待，否则离开理发店（该消息可由计数器count获得）,所以可以通过一个有界缓冲区把理发师和顾客联系起来通过对信号进行P、V操作来实现有关问题和相关描述。
源程序文件：#include<windows.h>#include<stdio.h>#include<iostream>#include<process.h>#include<conio.h>#include<ctime>using namespace std;#define CHAIRS 3 //椅子的个数#define BARBERS 1 //理发师的个数#define CUSTOMESTOCOME 7 //将要来的顾客的数目typedef HANDLE semaphore;static int count=0; //记录理发店顾客的总数，初始化为0int leaved=0; //记录理发店顾客的总数，初始化为0int waiting=0;time_t endtime; //关闭营业的时间//coustomers初始化为0，最大顾客数为3semaphore customers=CreateSemaphore(NULL,0,CHAIRS,TEXT("customers")); //barbers的数量初始化为1，假设一共有1个barbersemaphorebarbers=CreateSemaphore(NULL,BARBERS,BARBERS,TEXT("barbers"));//建立互斥变量，用于保护共享资源HANDLE mutex=CreateMutex(NULL,FALSE,TEXT("mutex"));DWORD WINAPI barber(LPVOID lparameter);DWORD WINAPI customer(LPVOID lparameter);//理发师理发void cutHair();//顾客坐到椅子上等待void getChair();//等待顾客到来void wait();//顾客离开void customerLeave();//顾客进入void customerEnter();void up(HANDLE hHandle){//对指定信号量增加指定的值ReleaseSemaphore(hHandle,1,NULL);//恢复线程ResumeThread(hHandle);}void upMutex(HANDLE hMutex){//释放线程拥有的互斥体ReleaseMutex(hMutex);}void down(HANDLE hHandle){ //DOWN operation//线程挂起，等待信号WaitForSingleObject(hHandle,INFINITE);}int main(){//结束时间endtime=time(0)+20000;//创建理发师线程HANDLE barberThread=CreateThread(NULL,0,barber,NULL,0,NULL);HANDLE customerThread;//产生10个客户进程，每两个进程之间间隔一个随见时间1000~1050 while(count<CUSTOMESTOCOME){//创建客户进程customerThread=CreateThread(NULL,0,customer,NULL,0,NULL);srand(unsigned(time(0)));int time=rand()%1000+50;Sleep(time);}//释放资源CloseHandle(barberThread);CloseHandle(customerThread);CloseHandle(barbers);CloseHandle(customers);CloseHandle(mutex);cout<<"离开的顾客总数为："<<leaved<<endl;return 0;}DWORD WINAPI barber(LPVOID lparameter) {while(time(0)<endtime){//没有客户，则进入睡眠状态down(customers);//临界区操作down(mutex);waiting=waiting-1;upMutex(mutex);//开始理发cutHair();//理发结束，理发师信号量加1up(barbers);}return 0;}DWORD WINAPI customer(LPVOID lparameter){ //客户到来customerEnter();//临界区操作down(mutex);cout<<"等̨¨待äy的Ì?顾?客¨ª数ºy: "<<waiting<<endl;cout<<"空?椅°?子Á¨®数ºy: "<<CHAIRS-waiting<<endl;if(waiting<CHAIRS){ //如果有空椅子，客户等待，否则离开if(waiting!=0){//等待顾客到来wait();}waiting=waiting+1;//客户信号量加1up(customers);upMutex(mutex);//离开临界区//理发师进程等待唤醒down(barbers);//顾客坐下来等待getChair();}else{//释放互斥锁upMutex(mutex);//顾客离开customerLeave();}return 0;}void cutHair(){static int served=0;served++;cout<<理发师帮第"<<served<<"位被服务的顾客理发"<<endl;Sleep(1000);cout<<"第"<<served<<"位被服务的顾客理完发"<<endl;}void getChair(){Sleep(1050);}void customerEnter(){count++;SYSTEMTIME sys;GetLocalTime( &sys );cout<<endl<<"第"<<count<<"位顾客进来"<<endl;}void wait(){cout<<"有空位，第"<<count<<"位顾客就坐"<<endl;}void customerLeave(){cout<<"没有空椅子，第"<<count<<"位顾客离开 ."<<endl;leaved++;}输出截图：PS：由于我对c++中处理进程、信号的函数不熟，所以有许多参考了网上的代码。
操作系统实验报告——进程同步与互斥
《进程同步与互斥》实验报告实验序号：01 实验项目名称：进程同步与互斥学号姓名专业、班实验地点指导教师时间一、实验目的1、掌握基本的进程同步与互斥算法，理解生产者-消费者问题。
2、学习使用Windows 2000/XP中基本的同步对象，掌握相关API的使用方法。
3、了解Windows 2000/XP中多线程的并发执行机制，实现进程的同步与互斥。
4、设计程序，实现生产者-消费者进程(线程)的同步与互斥；二、实验环境Windows 2000/XP + Visual C++ 6.0三、实验内容以生产者-消费者模型为依据，在Windows 2000/XP环境下创建一个控制台进程，在该进程中创建n个线程模拟生产者和消费者，实现进程(线程)的同步与互斥。
四、设计思路和流程框图生产者进程的功能：生产东西，供消费者消费；消费者进程的功能：消费生产者生产的东西。
生产者生产产品并存入缓冲区供消费者取走使用，消费者从缓冲器内取出产品去消费。
在生产者和消费者同时工作时，必须禁止生产者将产品放入已装满的缓冲器内，禁止消费者从空缓冲器内取产品。
五、源程序（含注释）清单#include<windows.h>printf("Consumer %2d finish consuming product %2d\n ",m_serial,m_thread_request[i]);}//离开临界区LeaveCriticalSection(&PC_Critical[BufferPos]);}}六、测试结果以及实验总结1、通过实验进一步了解了基本的进程同步与互斥算法，理解生产者-消费者问题2、掌握了相关API的使用方法。
3、了解到进程是一个可以拥有资源的基本单位，是一个可以独立调度和分派的基本单位。
而线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分配的基本单位，故又称为轻权（轻型）进程(Light Weight Process)。
进程之间的同步互斥与通信理发师问题操作系统课程设计说明书(含源程程序)-推荐下载
操作系统课程设计、管路敷设技术通过管线不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。
在管路敷设过程，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。
管线敷设技术包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。
线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。
、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。
对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。
因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。
计算机操作系统课程设计报告-进程间的通信与互斥
操作系统课程设计报告专业：计算机科学与技术姓名：**学号：************日期：2014.9.21一、课程设计内容调用linux系统调用实现多进程的创建、进程间同步与互斥。
二、课程设计目的1、加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别2、进一步认识并发执行的实质3、分析进程竞争资源现象，学习解决进程互斥的方法4、了解Linux系统中进程通信的基本原理三、课程设计题目1．进程的创建◆任务：编写一段程序，使用系统调用fork( )创建两个子进程，这样在此程序运行时，在系统中就有一个父进程和两个子进程在活动。
让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符a，自进程分别显示字符b和字符c。
试观察、记录并分析屏幕上进程调度的情况。
如果在程序中使用系统调用nice( )来改变各进程的优先级，会出现什么现象？◆程序：// 文件process1.cpp#include<iostream>#include<unistd.h>#include<sys/types.h>using namespace std;int main(){pid_t pid1, pid2; //两个子进程变量//创建进程pid1if (pid1 = fork()) //pid1！＝0，是父进程{//创建进程pid2if (pid2 = fork()) //pid2！＝0, 是父进程，输出'a'cout<<'a'<<endl;else //子进程pid2输出'c'cout<<'c'<<endl;}else //子进程pid1输出'b'cout<<'b'<<endl;return 0;}◆运行结果：从运行结果来看，只出现了acb。
并且最先执行了父进程，父进程return之后，两个子进程才开始执行。
《操作系统》教学课件—第4章 互斥、同步与通讯 第1课时
临界资源：一次只允许一个进程使用的资源
例子：shared x1,x2;
region x1,x2 do {
region x1,x2 do{
……
……
(访问B）
（访问B）
……
……
}
}
14
4.2.2 临界区域与进程互斥
定义：多个进程不能同时进入关于同一组共享变量的临 界区域，否则可能发生与时间有关的错误，这种现象称 为进程互斥。 二层涵义：
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4.2.3.1 进程互斥的软件实现
完全用程序实现，不需特殊硬件指令支 持。
可用于单CPU和多CPU环境中。 有忙式等待问题。
Busy waiting
“运行”或“就绪”
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Dekker互斥算法
是由荷兰数学家T.Dekker给出的第一个 正确实现互斥的软件算法，算法针对两 个进程P0和P1定义的两个数据结构： int flag[2];//初值为0 int turn;//初值为0或1
顺序性
内部顺序性：对于一个进程来说，它的所有指令是按顺序执行的。 P1: a1,a2,a3; P2: b1,b2,b3
外部顺序性：对于多个进程来说，所有进程的活动是依次执行的。 a1,a2,a3,b1,b2,b3; b1,b2,b3,a1,a2,a3
顺序程序特性:
(1)顺序性: 指令逐条执行 (2)封闭性: 不受其它程序及外界因素影响 (3)可再现性: 结果与推进速度无关
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Lamport面包店算法
do{
Pi 进入： 1. choosing[i]=1;
(1)P0抓到1未赋值
2. number[i]=max{number[0],…,number[n-1]}+1;
理发店问题
#include <windows.h> #include "iostream.h" #include "math.h"
#define random (rand()*10000)/RAND_MAX //定义一个随机函数来产生顾客，并且使两个顾客间的时间少于10秒
int long waiting(0); //正在等待的顾客的数目
} void gethaircut() { Sleep (10001); //顾客被理发的函数，为了和理发师之间有所区别，比理发师理发时间长0.001秒 。 cout<<"第"<<finish<<"个顾客理发完毕,离开 "<<endl; } HANDLE Mutex=CreateMutex(NULL, FALSE, "Mutex"); //用来实现进程的互斥 HANDLE barbers=CreateSemaphore(NULL, 1,1, "barbers");//定义信号量来进行线程间的同步 HANDLE customers=CreateSemaphore(NULL,0,3,"customers");
2、涉及的数据结构
程序中引入3个信号量和一个控制变量：
（1)控制变量wait用来记录等候理发的顾客数，初值均为0; （2)信号量customers用来记录等候理发的顾客数，并用作阻塞理发师进程 ，初值为0; （3)信号量barbers用来记录正在等候顾客的理发师数，并用作阻塞顾客进程
，初值为1;
(4)信号量Mutex用于互斥，初值1. int long wait(0); /*正在等待的顾客的数目 */ int sofas; /*为顾客准备的椅子数*/ customers, barbers，mutex : semaphore; customers = 0; barbers = 1; wait = 0; mutex = 1;
第六章 进程间互斥、同步与通信(操作系统原理)
► 对于信号量操作的原语只有两个：UP和DOWN
DOWN原语（P操作）
►(1)若信号量S大于0，则 将S减1，P操作返回， 该进程继续执行
►(2)若信号量S等于0，则 将进程挂入S的等待队列， 将进程设置为阻塞状态， 并转调度程序
► 当缓冲区已满，而此时生产者还想向其中放入一个 新的信息则让生产者睡眠，待消费者从缓冲区取走 一个或多个信息时再唤醒它。
► 当消费者试图从缓冲区中取信息而发现缓冲区为空 时，它就睡眠，直到生产者向其中放入一些消息再 将其唤醒。
生产者过程
消费者过程
直接制约与同步
►一组在异步环境下的并发进程，各自的执行 结果互为对方的执行条件，从而限制各进程 的执行速度的过程称为并发进程间的直接制 约。
锁变量
int lock=0;
//初始情况下没有进程进入临界区
Processi()
{
while (lock==1) ; //当其他进程在临界区工作时，忙等待
lock=1;
//设置锁变量，防止其他进程进入
critical_section(); //进行临界区相关操作
lock=0; //退出临界区后解锁，使其他进程可以进入
ProcessA(){ …… SendPrint() } ProcessB(){ …… SendPrint() }
临界区（Critical Section)
►临界资源：一次仅允许一个进程使用的资源 称为临界资源。
►临界区：进程中对于临界资源访问的程序段 称为临界区。
►间接制约：由于共享某一公有资源而引起的 在临界区内不允许并发进程交叉执行的现象， 称为由共享公有资源造成的并发进程执行速 度的间接制约，简称间接制约。
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3. 问题具体描述
1.完成 N 个生产者和 M 个消费者之间的并发控制，N、M 不低于 5，数据发送和接收缓冲区 大小不小于 10 个。 2.某个生产者进程生产的消息供 K 个消费者进程消费。K《=M。某些消费进程消费多个生 产者生产的消息。 生产者和消费者之间的对应关系可以在程序开始有一个文件中读入， 也可 以动态调整。 3.每个生产进程生产 M 个消息后结束运行。如果一个消费者进程没有对应的生产者进程在 运行后，也结束运行。
操作系统课程设计
信息科学与工程学院软件实践实训报告
目ห้องสมุดไป่ตู้
录
1. 课程设计目的............................................................................................................. 3 2. 设计要求..................................................................................................................... 3 3. 问题具体描述............................................................................................................. 3 4. 设计分析..................................................................................................................... 3 5. 设计分工..................................................................................................................... 4 6. 数据结构说明............................................................................................................. 4 7. 系统结构说明............................................................................................................. 4 8. 系统调用说明............................................................................................................. 4 9. 分工设计说明............................................................................................................. 5 10. 算法流程图............................................................................................................... 5 11. 分工代码................................................................................................................... 6 12. 整体代码................................................................................................................... 7 13. 程序运行................................................................................................................. 10 14. 总结......................................................................................................................... 11
4. 设计分析
课程设计的主要目的是了解并且掌握进程之间的同步互斥， 和进程之间的通信问题。 结 合课本上的生产者与消费者问题可以从这方面来实现一个多进程的小系统， 并且解决多个进 程之间的通信， 并发等问题， 以此来达到课程设计的目的。 理发师问题是将顾客看做生产者， 将理发师作为消费者。 设置一定数量的椅子的数目来作为缓存区的大小。 顾客来到的时候坐 在椅子上，将自己作为“产品” ，理发师理发的时候从椅子上叫走顾客，相当于消费“产品” ， 从而达到了课程设计要求的前一个要求。 顾客作为生产者，每到来一个就使计数器 count 增加 1，以便让理发师理发（相当于消 费）至最后一个顾客（相当于产品） 。并且，第 1 个到来的顾客应负责唤醒理发师；如果不 是第 1 个到达的顾客，则在有空椅子的情况下坐下等待，否则离开理发店（该消息可由计数 器 count 获得） 。主要有以下一些函数来实现整个问题的实现过程： （1）用随机函数 random()来产生进入理发店的顾客。 （2）定义理发师的理发函数 cuthair()用来实现理发操作。 （3）定义顾客被理发的函数 gethaircut()用来实现顾客被理发的操作。 （4）用顾客线程 customer 实现对顾客行为的控制。 （5）用理发师线程 barber 实现对理发师行为的控制。 （6）定义主函数 main 实现对两个线程的控制和执行操作。
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信息科学与工程学院软件实践实训报告
1. 课程设计目的
1.内容围绕操作系统原理中最重要的基本概念和基本原理展开 2.巩固对原理知识的学习效果 3.加深对基本概念的理解 4.学习如何将基本原理和实际设计、应用有机结合 5.锻炼本专业的基本能力
2. 设计要求
1： 进程间通信、并发(同步/互斥)、文件读写 2： 内存管理、Dll、Windows 消息机制、IO （尚未最终定型）