(1.13)-操作系统第五周教学安排

操作系统课程教学安排（第五周）由于平台稳定性问题，操作系统课程不再按照课表进行上课，采用如下方式进行授课。目前智慧树已将课程全部开放，我们按照计划有序进行。每周公布一次学习进度要求。鉴于大家网课学习任务比较重，希望大家早点着手，趁着网络不卡的时候可以进行学习，合理安排好各门课程的学习。一、第五周课程内容及要求智慧树上课程章节及内容视频时长用信号量解决互斥问题群中视频17.20用信号量解决同步问题群中视频30.233.5生产者-消费者问题08.41生产者-消费者问题讲解44.50总时长，约100分钟，可以反复观看。请大家在周五（3月20日前）完成智慧树上3.5的课程内容和群中发的三个视频（在智慧树的课程资料中也有：用信号量解决互斥问题，用信号量解决同步问题，生产者-消费者问题讲解），在智慧树上完成名字为“作业2-4”的作业，这期间大家可以在智慧树上发起课程问答或者回答老师提出的问题。我们在3月20日晚7点到9点在QQ群进行集中辅导、答疑。其他时间也可以通过QQ等方式和老师交流。手写笔记：请大家记录在纸上，请落实好，老师会在周五中午前找同学要，发给老师时请这样保存（以“学号姓名日期笔记编号”命名，如“201701036张三20200217笔记01”）。二、学习资料1.操作系统第四版随书课件（可当作教材使用，本周内容对应教材上的2.4进程同步2.5经典进程的同步问题）2.上课PPT（，，和视频上的课件不太一样，因为智慧树上的这门课的课件不可以共享）3.智慧树上对应的视频：三、手写笔记重点1、利用信号量实现进程互斥为使多个进程能互斥地访问某临界资源，只须为该资源设置一互斥信号量mutex，其信号量的初值为系统中这个资源的数量。假设系统中只有一台打印机，则mutex=1，然后将各进程访问该资源的临界区CS置于wait(mutex)和signal(mutex)操作之间即可。但是用P(mutex)和V(mutex)显得更简洁。利用信号量实现进程互斥，解法固定：对于互斥问题，一般只设一个信号量，且置初值为1；在临界区的前面使用P操作，申请资源，离开临界区后使用V操作，释放资源。说明：必须成对使用P和V原语：wait(mutex)和signal(mutex)，P、V原语不能次序错误、重复或遗漏。缺wait(mutex)将会引起系统混乱，不能保证对临界资源的互斥访问。缺signal(mutex)将会使临界资源永远不被释放，从而使处于阻塞状态的进程永远不被唤醒。互斥信号量mutex的初值一般为1，用于实现对临界资源的互斥访问。2、用信号量的P、V操作实现同步进程的同步是指相互合作的一组进程，各自以独立、不可预知的速度向前推进，在此过程中必须要协调步伐，才能更好完成同一项任务。为了解决这一问题，同样引入信号量，称为同步信号量。我们可以用同步信号量来描述前驱后继关系。利用信号量实现前趋关系：这是一类同步问题，解法固定。对同步问题，合作进程间需要收发几条消息相应就设置几个信号量，且同步信号量的初值一般为0，表示消息未产生。初始结点对应的操作可直接执行，然后用V操作给其各个后继结点分别发一条“已完成前趋操作”的信息。中间结点对应的操作：执行前用P接收前趋结点发来的信息，执行后用V操作给后继结点发一条已完成的信息。终止结点：必须在该结点分别用P操作收到各个前趋的消息后才能执行。说明：同步信号量的初值一般为0。同步信号量的P、V原语要成对出现，但是，它们分别出现在不同的进程代码中。3.生产者-消费者问题Dijkstra把广义同步问题抽象成一种“生产者与消费者问题”（Theproducer-consumer-problem）的抽象模型.事实上,计算机系统中的许多问题都可归结为生产者与消费者问题.(1)计算进程和打印进程计算进程不断产生数据,是生产者；打印进程不断打印数据,是消费者。(2)通信问题发消息进程send不断产生消息，是生产者；收消息进程receive不断接收消息，是消费者.同步问题：生产者进程不能往满的缓冲区中放东西消费者进程不能从空的缓冲区中取东西情况1:一个buffer，一个生产者，一个消费者，生产者只生产一个东西，消费者只进行一次消费，即：生产者只进行一次putdata操作，消费者只进行一次getdata操作。情况2:一个buffer，一个生产者，一个消费者，生产者不断地进行putdata操作，消费者不断地进行getdata操作，即：生产者不断地生产，消费者不断地消费情况3:一个buffer，多个生产者，多个消费者，多个生产者和消费者都在不断地存取buffer，即生产者不断地进行putdata