926411-计算机操作系统教程-04第四章 互斥同步与通讯(2)

会合引入背景—分布系统
PV操作问题:
P1:
… P(S) CR1 V(S) …
共享变量 （被动） Semaphore s;
站点1
P2:
…
P(S) CR2 V(S) …
站点2
共享变量与访问进程在同一存储区，不适合分布环境。
会合引入背景—分布系统
管程问题:
P1： ... ...
管程（被动） 共享变量 CR1 CR2
end single_resource;
task body single_resource is begin loop accept acquire; accept return; end loop end single_resource;
single_resource.acquire;
使用
single_resource.return;
Bounded buffer problem
loop select when (count<k) => accept putin(item:in integer) do b(ip):=item end putin; ip:=(ip+1)mod k; count:=count+1;
Bounded buffer problem
4.3.6 会合(Rendezvous)
背景
80年代, Ada, Initiated by DOD; Ada 95, (Object-oriented)
Augusta Ada Lovlace 1815—1852 世界上第一位程序设计师 原名: Augusta Ada Byron
Lord George Gorden Byron的女儿 1788—1824
F
会合结束，调用者继续
T 选择语句后有<语句序列>
F
执行
有else部分
T
F
建立异常条件
执行else部分
4.3.6.2 会合例子--客栈问题
master
活动： (1)接受猎物 (2)接受面包 (3)做三明治 (4)给探险家
限制：
一份猎物
客
一份面包
栈
一份三明治
一位客人
...
explorers
bakery hunter
读者-写者问题
when write_count=0 =>
accept start_write do while read_count > 0 do accept finish_read do read_count:= read_count -1; end finish_read end while
4.4.2 进程通讯模式
1. 共享内存模式(shared memory)：
P1
公共 内存
OS提供： （1）公共内存
P2
（2）互斥同步机制
2. 消息传递模式(message passing)：
P1 send M receive P2
直接：进程-进程 间接：进程-信箱-进程
4.4.3 直接方式
对称形式(sender and receiver name each
other)
send(R,message)
receive(S,message)
S:
R:
… Send(R,M)
...
… Receive(S,N)
(Rendezvous)
会合：两个并发执行流汇集到一处
并发执行流
调用 接受
均发生，握手，同步。
会合引入背景—分布系统
PV操作问题:
P1:
… P(S) CR1 V(S) …
共享变量 （被动）
Semaphore s;
P2:
…
P(S) CR2 V(S) …
共享变量与访问进程在同一存储区，不适合分布环境。
2. 接受语句 accept<入口名称>[<形参表>] [do<语句序列>end<入口名称>]
Accept语句
T 有调用者 F 等待
选取第一个
会合开始
调用者等待
T
F
有in参数
取in参数
T 有语句序列 F
会 合
执行之
期
T 有out参数 F 送out参数
会合结束 调用者继续
例子--单一资源管理
task single_resource is entry acquire; entry return;
计算所有布尔表达式 为’真’者对应<accept>标记开放
F
有else部分
T
执行else部分
有开放的<accept>
F
T
有被调用的开放的<accept>
F 等待
T
任取一开放且被调用的<accept>
会合开始，调用者等待
取 in 参数
T 有 in 参数
执行语句序列 T
F
有语句序列
送 out 参数
F
T 有 out 参数
客栈问题
explorer：
loop
探险
进客栈
取三明治
入 口
出客栈
吃三明治
end loop
hunter：
loop
狩猎
进客栈
送猎物 出客栈
入 口
end loop
bakery：
loop
做面包
进客栈 送面包
入 口
出客栈
end loop
客栈问题
procedure Adalodge is task type explorer; task hunter; task bakery; task master is entry deliverbread; //面包师送面包 entry delivermeat; //狩猎者送猎物 entry lodge; //探险家取三明治 end master;
Ada同步语句（cont.）
3. 选择语句
select [when <布尔表达式> =>] <接受语句> [<语句序列>] {or [when <布尔表达式> =>] <接受语句> [<语句序列>] } [else <语句序列>]
end select
4.3.6.1 会合的描述(Cont.)
select 语句流程
end start_write; write_count:=write_count+1; or when write_count>0 =>
accept finish_write do write_count:=write_count-1;
end finish_write; end select End loop; End readers_writers
or when (count>0) => accept getout(item:out integer) do item:=b(op); end getout; op:=(op+1)mod k; count:=count-1;
end select end loop end boundedbuffer;
客栈问题
begin bread:=0; meat:=0; sandwich:=0; loop select when bread=0 => accept deliverbread(br: in food) do bread:=br; end deliverbread; or when meat=0 => accept delivermeat(mt: in food) do meat:=mt; end delivermeat;
end hunter;
客栈问题
task body bakery is rolls:food; begin loop bake(rolls); master.deliverbread(rolls) end loop
end bakery;
客栈问题
task body master is bread, meat, sandwich: food; procedure makesandwich is begin cook(meat); sandwich:=bread+meat; bread:=0; meat:=0; end makesandwich;
4.4.1 进程通讯概念
进程通讯：进程之间的相互作用。
低级通讯（简单信号）
进程互斥 进程同步
高级通讯（大宗信息）
高级通讯
memory sharing vs. message passing direct vs. indirect symmetric vs. non-symmetric buffering vs. non-buffering
作业 #4
1. 用Ada语言中的会合解决读者/写者问题，要求写 者优先。即编写一个任务，其中有如下四个入口： start_read; finish_read, start_write, finish_write. 提示：可以使用嵌套的accept语句。
读者-写者问题
Task readers_writers is entry start_read; entry finish_read; entry start_write; entry finish_write;
null; end Adalodge;
Bounded buffer problem
task boundedbuffer is entry putin; entry getout;