(1.13)-操作系統(tǒng)第五周教學(xué)安排

操作系統(tǒng)課程教學(xué)安排（第五周）由于平臺(tái)穩(wěn)定性問題，操作系統(tǒng)課程不再按照課表進(jìn)行上課，采用如下方式進(jìn)行授課。目前智慧樹已將課程全部開放，我們按照計(jì)劃有序進(jìn)行。每周公布一次學(xué)習(xí)進(jìn)度要求。鑒于大家網(wǎng)課學(xué)習(xí)任務(wù)比較重，希望大家早點(diǎn)著手，趁著網(wǎng)絡(luò)不卡的時(shí)候可以進(jìn)行學(xué)習(xí)，合理安排好各門課程的學(xué)習(xí)。一、第五周課程內(nèi)容及要求智慧樹上課程章節(jié)及內(nèi)容視頻時(shí)長(zhǎng)用信號(hào)量解決互斥問題群中視頻17.20用信號(hào)量解決同步問題群中視頻30.233.5生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題08.41生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題講解44.50總時(shí)長(zhǎng)，約100分鐘，可以反復(fù)觀看。請(qǐng)大家在周五（3月20日前）完成智慧樹上3.5的課程內(nèi)容和群中發(fā)的三個(gè)視頻（在智慧樹的課程資料中也有：用信號(hào)量解決互斥問題，用信號(hào)量解決同步問題，生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題講解），在智慧樹上完成名字為“作業(yè)2-4”的作業(yè)，這期間大家可以在智慧樹上發(fā)起課程問答或者回答老師提出的問題。我們?cè)?月20日晚7點(diǎn)到9點(diǎn)在QQ群進(jìn)行集中輔導(dǎo)、答疑。其他時(shí)間也可以通過QQ等方式和老師交流。手寫筆記：請(qǐng)大家記錄在紙上，請(qǐng)落實(shí)好，老師會(huì)在周五中午前找同學(xué)要，發(fā)給老師時(shí)請(qǐng)這樣保存（以“學(xué)號(hào)姓名日期筆記編號(hào)”命名，如“201701036張三20200217筆記01”）。二、學(xué)習(xí)資料1.操作系統(tǒng)第四版隨書課件（可當(dāng)作教材使用，本周內(nèi)容對(duì)應(yīng)教材上的2.4進(jìn)程同步2.5經(jīng)典進(jìn)程的同步問題）2.上課PPT（，，和視頻上的課件不太一樣，因?yàn)橹腔蹣渖系倪@門課的課件不可以共享）3.智慧樹上對(duì)應(yīng)的視頻：三、手寫筆記重點(diǎn)1、利用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥為使多個(gè)進(jìn)程能互斥地訪問某臨界資源，只須為該資源設(shè)置一互斥信號(hào)量mutex，其信號(hào)量的初值為系統(tǒng)中這個(gè)資源的數(shù)量。假設(shè)系統(tǒng)中只有一臺(tái)打印機(jī)，則mutex=1，然后將各進(jìn)程訪問該資源的臨界區(qū)CS置于wait(mutex)和signal(mutex)操作之間即可。但是用P(mutex)和V(mutex)顯得更簡(jiǎn)潔。利用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥，解法固定：對(duì)于互斥問題，一般只設(shè)一個(gè)信號(hào)量，且置初值為1；在臨界區(qū)的前面使用P操作，申請(qǐng)資源，離開臨界區(qū)后使用V操作，釋放資源。說明：必須成對(duì)使用P和V原語(yǔ)：wait(mutex)和signal(mutex)，P、V原語(yǔ)不能次序錯(cuò)誤、重復(fù)或遺漏。缺wait(mutex)將會(huì)引起系統(tǒng)混亂，不能保證對(duì)臨界資源的互斥訪問。缺signal(mutex)將會(huì)使臨界資源永遠(yuǎn)不被釋放，從而使處于阻塞狀態(tài)的進(jìn)程永遠(yuǎn)不被喚醒?；コ庑盘?hào)量mutex的初值一般為1，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)臨界資源的互斥訪問。2、用信號(hào)量的P、V操作實(shí)現(xiàn)同步進(jìn)程的同步是指相互合作的一組進(jìn)程，各自以獨(dú)立、不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)，在此過程中必須要協(xié)調(diào)步伐，才能更好完成同一項(xiàng)任務(wù)。為了解決這一問題，同樣引入信號(hào)量，稱為同步信號(hào)量。我們可以用同步信號(hào)量來描述前驅(qū)后繼關(guān)系。利用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)前趨關(guān)系：這是一類同步問題，解法固定。對(duì)同步問題，合作進(jìn)程間需要收發(fā)幾條消息相應(yīng)就設(shè)置幾個(gè)信號(hào)量，且同步信號(hào)量的初值一般為0，表示消息未產(chǎn)生。初始結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的操作可直接執(zhí)行，然后用V操作給其各個(gè)后繼結(jié)點(diǎn)分別發(fā)一條“已完成前趨操作”的信息。中間結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的操作：執(zhí)行前用P接收前趨結(jié)點(diǎn)發(fā)來的信息，執(zhí)行后用V操作給后繼結(jié)點(diǎn)發(fā)一條已完成的信息。終止結(jié)點(diǎn)：必須在該結(jié)點(diǎn)分別用P操作收到各個(gè)前趨的消息后才能執(zhí)行。說明：同步信號(hào)量的初值一般為0。同步信號(hào)量的P、V原語(yǔ)要成對(duì)出現(xiàn)，但是，它們分別出現(xiàn)在不同的進(jìn)程代碼中。3.生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題Dijkstra把廣義同步問題抽象成一種“生產(chǎn)者與消費(fèi)者問題”（Theproducer-consumer-problem）的抽象模型.事實(shí)上,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的許多問題都可歸結(jié)為生產(chǎn)者與消費(fèi)者問題.(1)計(jì)算進(jìn)程和打印進(jìn)程計(jì)算進(jìn)程不斷產(chǎn)生數(shù)據(jù),是生產(chǎn)者；打印進(jìn)程不斷打印數(shù)據(jù),是消費(fèi)者。(2)通信問題發(fā)消息進(jìn)程send不斷產(chǎn)生消息，是生產(chǎn)者；收消息進(jìn)程receive不斷接收消息，是消費(fèi)者.同步問題：生產(chǎn)者進(jìn)程不能往滿的緩沖區(qū)中放東西消費(fèi)者進(jìn)程不能從空的緩沖區(qū)中取東西情況1:一個(gè)buffer，一個(gè)生產(chǎn)者，一個(gè)消費(fèi)者，生產(chǎn)者只生產(chǎn)一個(gè)東西，消費(fèi)者只進(jìn)行一次消費(fèi)，即：生產(chǎn)者只進(jìn)行一次putdata操作，消費(fèi)者只進(jìn)行一次getdata操作。情況2:一個(gè)buffer，一個(gè)生產(chǎn)者，一個(gè)消費(fèi)者，生產(chǎn)者不斷地進(jìn)行putdata操作，消費(fèi)者不斷地進(jìn)行g(shù)etdata操作，即：生產(chǎn)者不斷地生產(chǎn)，消費(fèi)者不斷地消費(fèi)情況3:一個(gè)buffer，多個(gè)生產(chǎn)者，多個(gè)消費(fèi)者，多個(gè)生產(chǎn)者和消費(fèi)者都在不斷地存取buffer，即生產(chǎn)者不斷地進(jìn)行putdata