程序是不能独立运转的，而只需将程序调入进程，由体系为程序创立一个或多个进程，程序才能够运转。因此，进程才是资源分配和独立运转的根本单位。
进程是操作体系中极为重要的概念，要深刻了解。
一、程序履行
1. 程序履行
程序次第履行的特征：1) 次第性(确保前驱、后继联系);2) 封闭性(程序不连续履行，占有本机悉数资源，资源状况只需本程序可改动，履行成果不受外界影响);3) 可再现性(只需条件相同，不论何时、何地履行，成果均相同)。
程序并发履行，其特征是为了进步体系运转功率，特征为：
1) 连续性(并发程序之间彼此限制，例如互为输入、输出，程序具有“履行――暂停履行――再次履行”的活动规则);
2) 失掉封闭性(体系资源由多个程序同享，其状况也受多个程序操控;某程序运转时，遭到其他程序的影响);
3) 不行再现性(失掉了封闭性，也将导致失掉可再现性)
阐明：当多个程序同享一个资源时，因为对资源的拜访时刻不定，因此履行成果不定。例如：
假设有一软件变量资源N，设其时N=5，现有两个程序A和B同享该变量，程序A对N的操作为：N:= N +1 ; 程序B对N的操作为：先运用Print(N)打印N，然后履行N：=0;因为A和B能够依照不同的速度履行，则句子N:= N +1 ; Print(N) ; N:=0 ; 有可能呈现以下几种履行次第：
(1) N:=N+1; Print(N) ; N=0 ; N的取值别离是6 ， 6 ， 0
(2) Print(N) ; N:=N+1; N=0 ; N的取值别离是5 ， 6 ， 0
(3) Print(N) ; N=0 ; N:=N+1; N的取值别离是5 ， 0 ， 1
以上成果阐明，程序A中变量N的值可能是6,也可能是1,成果是可变的;相同状况，程序B中打印N时其值有可能是6,也可能是5,成果也是可变的。
程序并发履行，虽然能明显进步体系功率，可是呈现了“不行再现性”，这显然是不答应的。既要确保体系的功率，又要确保程序履行的“可再现性”，有必要采纳恰当的办法。这些办法的根本就是要确保并发履行的程序对临界资源的独占性拜访。
2. 程序并发履行的条件――Bernstein条件
设程序Pi可对多个变量进行操作(资源)，操作分为“读操作”和“写操作”，亦即程序Pi在履行进程中作为参阅的悉数变量的调集称为“读集”，在履行进程中需求修正的悉数变量的调集称为“写集”，如下界说：
R(Pi) = {a1, a2 , …,am} ; R(Pi)是Pi的读集
W(Pi) = {b1 , b2 ,…,bn} ;W(Pi)是Pi的写集
若两个程序Pi和Pi能满意如下条件，它们便能够并发履行，并具有可再现性：
R(Pi)∩W(Pj) W(Pi) ∩R(Pj) W(Pi) ∩W(Pj) = { }
以上条件是由Bernstein提出的，因此称为Bernstein条件。
了解：只需确保程序Pi的读集和Pj的写集不相交、Pi的写集和Pj的读集不相交、Pi的写集和Pj的写集不相交，才能确保Pi和Pj并发履行，且确保程序的正确履行(可再现性)。
阐明：两个程序能够一起对某变量履行“读操作”，但只需有一个“写操作”，则另一个程序就不能再履行“读操作”，也不能再履行“写操作”了，即“写操作”是独占临界资源的。
二、进程根本概念
1.进程：是可履行程序在一个数据调集上的运转进程，是体系资源分配和独立运转的根本单位。其根本特征为：
1) 动态性：进程是进程实体的履行进程，它“由创立而产生，由调度而履行、因得不到资源而暂停履行，以及由吊销而消亡”。动态性是进程最根本的特征，是同程序不同的。
【程序：是一组指令的调集，寄存在某种介质上，无运动含义，是一个静态实体】
2) 并发性：是多个进程实体一起运转体现出来的特征。并发性阐明的是“同一段时刻”，同并行性不同。
3) 独立性：指的是进程实体是一个能独立运转和取得资源的根本单位。假如某程序没有树立进程，则不能作为一个独立的单位参加运转。
4) 异步性：多个进程各自独立运转，其运转速度是不行预知的。该特种导致了程序履行的不行再现性，因此操作体系有必要采纳有用办法确保各程序(进程)之间能和谐运转。
5)结构特征：进程实体是由程序段、数据段以及进程操控块(PCB)三部分组成的。
2.进程根本状况
有五个根本状况：
1) 新状况(New)：进程刚刚树立，还未送入安排妥当行列的状况。
2) 安排妥当状况(Ready)：进程取得了除处理机(CPU)之外的悉数资源，一旦取得了处理机，便可当即履行。一个体系中可有多个进程一起处于安排妥当状况，这些进程可排成一个或多个行列，这样的行列称为安排妥当行列。
3) 履行状况(Execute)：进程现已取得处理机，其对应的程序正在履行。单处理机体系中，体系中只需一个进程处于履行状况，而在多处理机体系中，可能有多个进程一起处于履行状况。
4) 堵塞状况(Block)：某进程正在履行重，可是因为某些原因(例如等候I/O)暂时中止了履行，此刻进程转入堵塞状况，处理机被掠夺。留意堵塞状况一定是由履行状况转过来的。堵塞状况也称为“睡觉”状况或“等候”状况。同安排妥当行列近似，体系中处于堵塞状况的进程也排成一个行列，或许依据堵塞原因排成多个行列，这些行列称为堵塞行列。
处于堵塞状况的行列，只需其I/O完结，或许需求的资源得到了，则从堵塞行列重转出，排到安排妥当行列的尾部，等候接收体系的从头调度。
5) 停止状况(Terminated)：进程结束(不论正常结束，仍是反常结束)，操作体系将它从安排妥当行列中移出，可是还没有吊销时的状况。
阐明：假如其时进程正在履行，则它仍处于安排妥当行列中，仅是其PCB中有关进程状况的字段要修正为“正在履行”状况。之所以如此，是因为在进程并发时，进程不行能总占有处理机，操作体系会依据各种不同战略为进程分配处理机，所以进程的履行进程是“走走停停”式的，是在“安排妥当”――“履行”――“安排妥当”的状况中来回切换的。
3.进程五大根本状况的切换
一个进程只需一次新状况和停止状况，但可有屡次安排妥当状况、堵塞状况和履行状况。有以下几种状况变换的状况。
1) 新状况à安排妥当状况：体系的安排妥当行列答应接收新的安排妥当行列时，操作体系就将处于新状况的进程移入安排妥当行列，此刻完结了进程的“新状况”到“安排妥当状况”的改变。
2) 安排妥当状况à履行状况：进程调度程序为安排妥当行列中优先(怎么判别优先?)的进程分配处理机，则该进程由安排妥当状况变成了履行状况，该进程称为其时进程。
3) 履行状况à堵塞状况：当正处于履行状况的进程需求拜访临界资源，而临界资源正在被其它资源拜访时，或许进程需求等候I/O时，进程将由履行状况变为堵塞状况，进程也将进入堵塞行列。
4) 履行状况à安排妥当状况：其时进程时刻片用完，或许有更高优先级的进程呈现时，其时进程的处理机被掠夺，履行状况就变为安排妥当状况。留意：仅处理机被掠夺，而其他悉数资源还占有的状况是安排妥当状况，假如资源不齐备，或许进程需求I/O，则进入堵塞状况。
5) 堵塞状况à安排妥当状况：堵塞进程取得了所需的悉数资源(除了处理机)，而且I/O也现已完结，则可由堵塞状况转为安排妥当状况，等候进程处理程序的调度而从头取得处理机。
6) 履行状况à停止状况：进程完结，不论是正常完结，仍是反常结束，都将履行状况变为停止状况，等候体系吊销。
4. 进程的挂起状况(Suspend)
是一种新引进的状况，是一种停止状况。处于此状况的进程，得不到处理机调度。处于挂起状况的进程被调出内存，进入外存暂时寄存。其原因可能基于：
1) 终端用户的需求;2) 父进程的要求;3) 操作体系的需求;4) 对换的需求;5) 负荷调理的需求。
【所谓对换，指的是为了缓和内存紧张的状况，将内存中处于堵塞状况的进程换至外存上，此刻进程将处于一种有别于堵塞状况的另一种状况，称为停止堵塞状况。该状况的进程即处于挂起状况，切当地说，该进程处于停止堵塞状况，因为即便该进程取得了悉数资源，或许其预想的作业(例如I/0)现已发生能够，其仍不具有运转条件，仍不能进入安排妥当行列】
引进挂起状况的进程，又增加了从挂起状况(停止状况)到非挂起状况(活动状况)的变换，或许相反。为同原有的安排妥当、堵塞状况相差异，原有的非挂起状况下的安排妥当、堵塞状况别离称为活动安排妥当状况、活动堵塞状况，而挂起状况下的安排妥当、堵塞状况称为停止安排妥当状况、停止堵塞状况。状况变换图如下所示。
(1)活动安排妥当à停止安排妥当(ReadyAàReadyS)：
(2)停止安排妥当à活动安排妥当(ReadySàReadyA)：假如运用激活原语Active将进程激活后，停止安排妥当状况的进程变为活动安排妥当状况，此刻进程能够再调度履行。
(3)活动堵塞à停止堵塞(BlockAàBlockS)：运用挂起原语Suspend将进程挂起时，活动堵塞状况的进程变为停止堵塞状况。即便该进程所等候的事情发生了(例如I/O完结)，也不能进入活动安排妥当行列，而只能进入停止安排妥当行列。
(4)停止堵塞à活动堵塞(BlockSàBlockA)：假如运用激活原语Active将进程激活后，停止堵塞状况的进程变为活动堵塞状况。
5.进程操控块PCB
进程操控块是进程实体的一部分，是操作体系中最重要的记载型数据结构，PCB中记载了操作体系所需求的，用于描绘进程状况及操控进程运转所需的悉数信息。
PCB的特征：1) 常驻内存;2) 是进程存在的仅有标识;3) 一个进程对应一个PCB;4) 能够被多个体系模块拜访;5) OS中有专门的PCB区。
PCB中包含的信息：
(1)进程标识符信息：例如外部标识符(字母，用户拜访进程时运用)、内部标识符(整数，体系运用)、父进程标识符、子进程标识符以及用户标识符(谁具有该进程)等。
(2) 处理机状况信息：现场维护、现场康复，例如通用寄存器、PC、PSW、SP等的信息。
(3) 进程调度信息：进程其时状况、优先级、进程调度所需的信息以及堵塞原因(事情)等。
(4) 进程操控信息：例如程序和数据的地址、进程同步和通信机制、资源清单以及链接指针等。
PCB的安排办法：
(1)链接办法：把具有相同状况的PCB用其间的链接字，链接成一个行列。
(2)索引办法：体系依据悉数进程的状况，树立几张索引表，索引表的每一个表项指向一个PCB的物理块。
三、进程操控
1.处理机的履行状况：体系态和用户态。
1) 体系态又称为核心态，具有较高的特权，能拜访悉数寄存器和存储区，能履行悉数执令。
2) 用户态具有较低特权的履行状况，只能履行规定的指令，拜访指定的寄存器和存储区。
一般状况下，用户程序运转在用户态，OS内核一般运转在体系态。进程操控就是由OS内核完成的。
2.操作体系内核
操作体系内核是计算机硬件的第一次扩大，内核履行OS与硬件联系密切，履行频率高的模块，它们是常驻内存的。多数OS包含下述功用：
1) 支撑功用：包含中止处理功用、时钟办理功用、原语操作等。
2) 资源办理功用：包含进程办理、存储器办理、设备办理等。
中止：计算机在履行程序的进程中，当呈现反常状况或特别恳求时，计算机中止现行程序的运转，转向对这些反常状况或特别恳求的处理，处理结束后再返回到现行程序的连续处。这就是“中止”。
3.进程的创立及停止
1) 进程图：是用于描绘进程家族联系的有向树，体现进程之间的父子联系。父进程和子进程联系为：(1)父进程创立子进程;(2)子进程承继父进程的资源，文件以及缓冲区;(3)子进程随父进程的吊销而吊销;(4)子进程吊销时，其从父进程取得的资源悉数偿还父进程。
2) 什么时分创立进程?(引起创立进程的事情)
(1)用户登录;(2)作业调度;(3)供给效劳;(4)运用恳求。
3) 什么时分停止进程?(引起停止进程的事情)
(1)正常结束;(2)反常结束(呈现过错或故障);(3)外界干涉(例如操作体系干涉、父进程干涉、父进程停止等)。
4) 进程创立进程：
(1)恳求空白PCB(为进程分配仅有数字标识符，从PCB调集中讨取空白PCB块);(2)为新进程分配资源(为进程的程序和数据，以及用户栈分配内存资源);(3)初始化进程操控块(包含初始化标识符信息、处理机状况信息以及处理机操控信息);(4)将新进程刺进安排妥当行列(如安排妥当行列能够接收新进程，则刺进)。
5) 进程的停止进程：
OS调用进程停止原语，按下述进程停止指定进程：
(1)从PCB调集中检索其时进程PCB，并从中读出进程状况;(2)停止进程的履行(修正其调度标志为真，以确保停止后应从头调度);(3)停止后代进程;(4)开释资源(或偿还给其父进程，或偿还给体系);(5)将被停止进程的PCB从它所在的行列中移出。
4.进程堵塞及唤醒
1) 引起进程堵塞和唤醒的事情
(1)恳求体系效劳，如：打印效劳;
(2)发动某种操作，如：发动I/O或发动打印机;
(3)新数据没有到达;
(4)无新作业可做，发送一音讯之后等候的时分。
2) 进程堵塞进程
(1) 停止进程的履行，将进程的状况改为堵塞态;
(2) 将进程刺进相应的堵塞行列;
(3) 转进程调度例程，从头进行进程调度，以将CPU分配给其它进程。
3) 进程唤醒进程
(1) 将进程从堵塞行列中移出;
(2) 将进程状况由堵塞改为安排妥当;
(3) 将进程刺进安排妥当行列。(有可能当即得到调度，也有可能在安排妥当行列中等候)
【阐明：进程堵塞用Block原语，进程激活用Active原语。需求阐明，这是两个作用相反的原语。】
5.进程挂起与激活
1) 进程的挂起进程：调用挂起原语suspend( )。suspend的履行进程：(1)查看被挂起的进程的状况，如正处于活动安排妥当状况或履行状况，则将其修正为停止安排妥当状况;如正处于活动堵塞状况，则将其修正为停止堵塞状况;(2)仿制改进程的PCB到指定的内存区域，以便运用户或父进程查看其运转状况;(3)假如被挂起的进程正在履行，则转调度程序从头调度新的进程。
2) 进程的激活进程：调用激活原语Active()。履行进程：(1)将进程后外存换入内存;(2)查看现行状况，若是停止安排妥当(堵塞)状况，则修正为活动安排妥当(堵塞)状况;(3)如选用抢占调度战略，且有新进程进入安排妥当行列，则还可能转入进程调度程序：如其时进程优先级较低，则当即掠夺其履行，将处理机分配给刚被激活的进程，否则就不用从头调度，持续原先进程的履行即可。
四、线程
1.线程的引进 (削减时空开支，进步体系的并发性)
上个世纪60时代，进程的概念被提出，在OS中进程一向作为资源分合作独立运转的根本单位。直到80时代中期，人们又提出了比进程更小的能独立运转的根本单位――线程。
提出线程的意图是为了进一步进步体系内程序并发履行的程度，进一步进步体系吞吐量。现在新近推出的OS和DBMS中都引进了线程的概念。
引进线程的意图：为了削减程序并发履行时所支付的时空开支，确保OS具有更好的并发性。为确保程序能并发运转，体系有必要进行以下操作：创立进程、吊销进程和进程切换，而这悉数，体系都有必要支付较大的时空开支。
多个进程进入内存，可确保良好的并发性，可是进程越多，切换的频率越大，体系为之支付的时空开支就越大，实际上体系的功能将有所下降。假如既要确保并发性，又要削减体系时空开支，则有必要采纳新的办法。由此，线程被提出了。
线程：线程是进程的一个实体，是被体系独立调度和分配的根本单位。线程有进程生成，自身根本上不具有资源，仅有一点自己的运转进程中必不行少的资源(例如程序计数器、仓库等)，可是它能够运用创立它的进程的悉数资源。一个进程能够创立多个线程，线程也能够创立或吊销另一个线程，这些线程同享进程的资源。同一个进程的线程之间能够并发履行，线程之间彼此限制，也呈现连续性(异步性)，因此，线程也相同具有安排妥当、堵塞和履行三种根本状况，有的体系中还有停止状况。
2.线程和进程的比较
线程：轻型进程(Light-Weight Process)，也称为进程元;
进程：重型进程(Heavy-Weight Process)
一个进程都有若干个线程，至少有一个线程。线程和进程有一些相似之处，下面咱们从调度、并发性、具有资源、体系开支等方面对它们进行比较。
调度：传统OS中，进程是资源分配和独立履行的根本单位，而在引进线程的OS中，进程仅是资源具有的根本单位，线程称为调度和分配的根本单位。进程的两个特点(资源分配，独立履行)被分隔，然后线程可轻装上阵，可进步体系并发程度。
同一进程的线程切换不会引起进程的切换，不同进程的线程的切换将会引起进程切换。
并发性：在引进线程的OS中，不只进程之间能够并发，同一进程之间的线程也能够并发，然后有用进步了并发程度。
具有资源：进程是具有资源的，而线程根本上不具有资源，可是同一个进程的线程能够同享进程的资源。
体系开支：进程的创立和吊销，体系都需求为之分配和吊销资源(如内存空间、I/O设备等)，而体系创立线程实，没有资源分合作吊销的问题，因此体系开支远远小于进程;一起，进程切换时，体系需求维护旧进程的线程、设置新进程的初始环境，也需求很大的体系开支，而线程切换时，除了维护几个优先的寄存器之外，不触及有关存储器办理的有关方面，因此体系开支十分小。另外，因为同一进程的线程占有相同的地址空间，线程同步和通讯的开支也十分小。
线程分为用户级线程和内核支撑线程。
五、进程同步
OS体系引进进程，进步了体系功率和吞吐量，可是进程运转的异步性，导致了成果的不行再现性和差错，因此有必要采纳办法确保进程履行成果的可再现性和正确性。这就是进程同步提出的原因。
进程同步的主要任务：使并发履行的进程之间能有用运用资源和彼此合作，然后使程序的履行具有可再现性。
1.多道程序环境下进程之间的联系
资源同享：进程之间彼此无关，互不知道对方的存在。可是处在一个环境之下，运转时需资源同享(如同享CPU和I/O设备)。进程同步的主要任务是确保进程能互斥地拜访临界资源。体系中的资源不是由用户进程直接运用的，而是由体系(操作体系)统一分配的。亦即：用户进程要运用某资源，有必要首要咨询体系：资源被其他进程占有吗?假如占有，则其时进程或等候，或进入堵塞状况;假如资源处于闲暇状况，则其时进程占有该资源，持续履行，履行结束后，开释资源，其他进程方可再次占有该资源。
彼此合作：假如进程之间具有某种合作联系，例如进程A的输出作为进程B的输入。则进程同步的意图是确保进程A和进程B在履行次第上和谐一致，不会呈现与时刻有关的差错。后边介绍到的“生产者-消费者”问题就是一个典型的具有合作联系的进程同步问题。
2.临界资源和临界区
临界资源：一段时刻内只答应一个进程拜访的资源。临界资源要求“独占”，即要被“互斥”地被拜访。
临界区：每个进程中拜访临界资源的代码。如下:
阐明：假如每个进程都能确保互斥地进入自己的临界区，则能确保互斥拜访临界资源。
entry section，进入区：其作用时确保进程进入临界区之前先对欲拜访的临界资源的其时状况进程查看，看它是否正在被拜访。如此刻临界资源未被拜访，则进程能够进入临界区，对资源进行拜访，并设置临界资源的拜访标志为“占用”状况;假如此刻临界资源处于占用状况，则阐明其他进程正在拜访它，为避免紊乱，本进程不能进入临界区。
exit section，退出区：是临界区后边的一段代码，用于康复刚才在临界区中拜访的临界资源的标志为“未被占用”状况，以便于其他的进程可进入自己的临界区。
remainder section，剩下区：进入区、临界区、退出区之外的其它代码。
3.同步四原则
1) 闲暇让进：当临界资源闲暇时，答应进程拜访，以有用运用临界资源;
2) 忙则等候：当临界资源忙时，进程将不能进入临界区对临界资源进行拜访，只能等候，以确保进程互斥拜访临界资源;
3) 有限等候：不要“死等”，要确保进程能在有限时刻(能够忍耐的时刻)内进入临界区拜访临界资源;
4) 让权等候：假如进程不能进入临界区，即其时无法拜访临界资源，则应当即开释处理机，让其他契合运转条件的进程有机会取得处理机，避免其时进程堕入“忙等”状况。
4.互斥问题的处理
能够选用软件办法处理进程互斥问题，也能够用硬件办法处理进程互斥问题。现在用软件办法处理进程互斥的办法现已很少运用，可是从了解的角度动身，运用软件办法处理，仍是有些含义的。
经典进程同步问题
生产者--消费者问题
1.运用记载型信号量处理生产者一消费者问题
mutex：使诸进程互斥地拜访缓冲区(n个缓冲区)
empty、 full：空、满缓冲区数量。
Var mutex,empty,full:semaphore:=1,n,0; buffer:array[0,1,…,n-1] of item;
in, out: integer: =0,0;
begin
parbegin
producer: begin
repeat
…
Produce an item in nextp;
…
wait(empty);
wait(mutex);
buffer(in):=nextp;
in:=(in+1) mod n;
signal(mutex);
signal(full);
Until false;
End
consumer:begin
repeat
wait(full);
wait(mutex);
nextc:=buffer(out);
out:=(out+1) mod n;
signal(mutex);
signal(empty);
Consumer the item in nextc;
Until false;
end
parend
end
2.运用AND信号量处理生产者——消费者问题
var mutex, empty, full: semaphore:=1,n,0;
buffer:array[0,…,n-1] of item;
in out: integer :=0,0;
begin
parbegin
producer: begin
repeat
…
produce an item in nextp;
…
swait(empty, mutex);
buffer(in):=nextp;
in:=(in+1) mod n;
ssingal(mutex, full);
Until false;
End
Consumer: begin
repeat
swait(full, mutex);
nextc:=buffer(out);
out:=(out+1) mod n;
ssignal(mutex, empty);
consumer the item in nextc;
until false;
end
parend
end
六、信号量机制
1.整型信号量机制
wait和Signal操作(PV操作)：
Wait(s)：while s≤0 do no-op
s：=s-1.
Signal(s)： s：=s+1
注：wait(s)和 Signal(s)都是原子操作。
运用整型信号量的缺陷：“忙等”不断检测，直到本次时刻片用完，并未遵循“让权等候”的原则。
2.记载型信号量机制
特色：能够完成让权等候。
procedure wait(s)
var s：semaphore
begin
s value：=s.value-1;
if s.value<0，then block(S.L)
end
procedure Signal(s)
var s：semaphore
begin
s value：=s.value+1;
if s.value<=0 then wakeup(S.L)
end
s.value>=0时，s.value的值表明资源数量; s.value<0时，|s.value|的值表明某资源的等候行列中进程的数量。
每次的wait(s)操作，意味着进程恳求一个单位的资源，因此描绘为s.value：=s.value-1;当s.value<0时，表明资源已分配结束，因此进程调用block原语，进行自我堵塞，抛弃处理机，并刺进到信号链表S.L中。
每次的Signal(s)操作，意味着进程开释一个资源，故s.value：=s.value+1操作表明资源数目加1。若加1后仍是S.value<=0，则表明在该信号链表中，仍有等候该资源的进程被堵塞，故还应该调用wakeup原语，将S.L链表中的第一个等候进程唤醒。
假如S.value的初值为1，表明只答应一个进程拜访临界资源，此刻的信号量转化为互斥信号量。
3.AND型信号量机制
AND型信号量集机制的意图在于处理进程同享多个临界资源的互斥问题。
AND同步机制的根本思想是：将进程在整个运转进程中所需求的悉数临界资源，一次性地悉数分配给进程，待该进程运用完后再一起开释，只需还有一个资源不能分配给该进程，其它悉数可能为之分配的资源，也不分配给它。
完成：
Swait(S1，S2，……Sn)
if S1≥1 and …andSn≥1 then
for i：=1 to n do
end for
else
place the process in the waiting queue with the first Si found with Si<1, and set the program count of this process to the beginning of Swait operation
end if
SSignal.(S1，s2，……sn)
for i：=1 to n do
Si=Si +1;
remove all the process waiting in the queue associated with Si into the ready queue
endfor
4.信号量集机制
1)当信号量有必要大于一个给定值(纷歧定是1)而且每次分配的资源数为给定值(纷歧是1个单位)的信号量集机制。
完成：
Swait(S1，t1，d1，……Sn，tn，dn).
if S1≥t1 and …and sn≥tn then
for i：=1 to n do
Si：=Si-di
end for
else
Place the executing process in the waiting queue of the first Si with Si<ti p="" <="" operation.="" swait="" the="" of="" beginning="" to="" counter="" program="" its="" set="" and="">
end if
Signal(Si，di，……;sn，dn)
for i：=1 to n do
Si：= Si+di
Remove all the process waiting in the queue associated with Si into the ready queue
end for
2)一般“信号量集”的几种特别状况。
(1)Swait(S,d,d)：答应每次恳求d个资源。
当资源数少于d时，不予分配。
(2)Swait (S,1,1)：S>1，记载型信号量。
S=1时，互斥型信号量。
(3)Swait(S,1,0)，可控开关，其时，答应进入，S<1时，不能进入。
信号量的运用
1.运用信号量完成互斥
var mutex: semaphore:=1
begin
parbegin
process1:begin
repeat
wait(mutex);
critical setion
signal(mutex);
remainder section
until false;
end
process2: begin
repeat
wait(mutex);
critical setion
signal(mutex);
remainder section
until false;
end
parend
2.运用信号量来描绘前趋联系
Var a,b,c,d,e,f,g:semaphore:=0,0,0,0,0,0,0;
Begin
parbegin
begin S1; signal(a); signal(b); end;
begin wait(a);S2; signal(c); signal(d); end;
begin wait(b);S3; signal(e); end;
begin wait(c);S4; signal(f); end;
begin wait(d);S1; signal(g); end;
begin wait(e); wait(f);wait(g);S6; end;
parend
end
哲学家进餐问题
1.运用记载型信号量处理哲学家进餐问题
Var chopstick: array[0, …, 4] of semaphore;
Repeat
wait(chopstick[i]);
wait(chopstick[(i+1)mod 5]);
…
eat
…
signal(chopstick[i]);
signal(chopstick[(i+1)mod 5]);
…
think;
Until false
2.运用AND信号量处理哲学家进餐问题
Var chopstick: array[0, …, 4] of semaphore:=(1,1,1,1,1);
processi
Repeat
think;
Sswait(chopstick[(i+1)mod 5],chopstick[i]);
eat
Ssignal(chopstick[(i+1)mod 5],chopstick[i]);
Until false
读者--写者问题
特色：
读进程可同享同一目标。
写进程不行同享同一目标。
1.运用记载型信号量处理读者——写者问题
var rmutex, wmutex: semaphore: =1,1;
readcount:integer: =0;
begin
parbegin
reader: begin
repeat
wait(rmutex);
if readcount=0 then wait(wmutex);
readcount:=readcount+1;
signal(rmutex);
…
perform read operation
perform read operation
…
wait(rmutex);
readcount:=readcount-1;
if readcount=0 then signal(wmutex);
signal(rmutex);
until false;
end
writer: begin
repeat
wait(wmutex)
perform write operation;
signal(wmutex)
until false;
end
parend
end
2.信号量集处理读者——写者问题
var RN integer;
L, mx: semaphore: =RN, q;
begin
parbegin
reader: begin
repeat
swait(L,1,1);
swait(mx,1,0);
…
perform read operation;
…
ssignal(L,1);
until false;
end
writer: begin
writer: begin
repeat
swait(mx,1,1; L,RN,0);
perform write operation;
ssignal(mx, 1);
until flase;
end
parend
end
七、管程
1.管程的界说及特点
管程是描绘同享资源的数据结构和在数据结构上的同享资源办理程序。
管程有三部分组成：部分于管程的同享变量阐明;对该数据结构进行操作的一组进程;对部分于管程的数据设置初始值的句子。
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