同步互斥与 通信

1、进程同步与通信,复习一,1、两个并发进程的程序如下： beginN:integer;N:=3;cobeginprocess Abegin L1:N:=N+5goto L1end,process BbeginL2:print(N);N:=0;goto L2endcoend;,若process A先执行三个循环后，process A和process B又并发执行了一个循环，写出可能出现的打印值。正确的打印值是多少？请用PV操作进行管理，使它们并发执行时不出现与时间有关的错误。,A、B并发执行一个循环，则有可能打印出23或18，若希望A、B交替执行，则正确打印结果应该是8、5、5、5,beginN:integer;N:=3s:semaphore;s:=1cobeginprocess AbeginL1:P(S);N:=N+5;。

2、1,2019/5/31,第3章 进程管理,3.1 进程的引入3.2 进程的结构3.3 进程控制3.4 进程的同步与互斥3.5 进程间通信 3.6 进程调度3.7 死锁3.8 线程,2,2019/5/31,两种制约关系,直接相互制约关系（同步） 间接相互制约关系（互斥） 产生的原因 进程合作 资源共享,3,2019/5/31,进程的同步（1）,直接相互制约关系（同步）指系统中一些进程需要相互合作，共同完成一项任务,这种协作进程之间相互等待对方消息或信号的协调关系称为进程同步.具体说，并发进程在一些关键点上可能需要互相等待与互通消息，进程间的相互联系是有意识的安排的。 产生的原因 。

3、目的与要求：了解同步与互斥问题，理解互斥问题的软硬件实现方法；掌握信号量机制及使用它解决进程同步互斥问题的方法，掌握进程通信的基本实现方法。 重点与难点：信号量实现及使用。,第6章 进程互斥与同步,6.1 进程的互斥,互斥关系（亦称间接制约关系）:即进程间因相互竞争使用独占型资源（互斥资源）所产生的制约关系。同步关系（亦称直接制约关系）:指完成同一任务的伙伴进程间，因需要在某些位置上协调它们的工作而相互等待、相互交换信息所产生的制约关系。,1 临界段问题（互斥问题）,例1： P1,P2两进程使用同一打印机。如果不互斥。

4、选择题,1任何两个并发进程之间存在着（ D）的关系。 A各自完全独立 B拥有共享变量 C必须互斥 D可能相互制约,2并发进程执行的相对速度是（D ）。 A由进程的程序结构决定的 B由进程自己来控制的 C在进程被创建时确定的 D与进程调度策略有关的,3并发进程执行时可能会出现“与时间有关的错误”，这种错误是由于并发进程（A ）引起的。 A使用共享资源 B执行的顺序性 C要求计算时间的长短 D程序的长度,4并发进程中与共享变量有关的程序段称为（B ）。 A共享子程序 B临界区 C管理区 D公共数据区,5用来实现进程同步与互斥的PV操作实际上是由（ D）。

5、2019/10/5,北京理工大学珠海学院 计算机教研室,1,第二章 Windows CE体系结构与功能,北京理工大学珠海学院 计算机教研室,2,2019/10/5,教学目的,熟悉进程的同步与互斥的概念；理解Windows CE5.0中进程间通信的手段，并能够理解并编写简单的多线程应用程序。,北京理工大学珠海学院 计算机教研室,3,2019/10/5,项目4：多线程-PDA下多任务实现,本节课程主要知识点 Windows CE5.0进程的同步与互斥（重点） Windows CE5.0进程间通信（难点）,北京理工大学珠海学院 计算机教研室,4,2019/10/5,教学重点 同步与互斥的概念 教学难点 进程的通信,北京理。

6、本章分为三节，主要介绍：,6.2 80C51的串行口,6.1 计算机串行通信基础,6.3 单片机串行口应用举例,6.1 计算机串行通信基础,随着多微机系统的广泛应用和计算机网络技术的普及，计算机的通信功能愈来愈显得重要。计算机通信是指计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信息交换。 通信有并行通信和串行通信两种方式。在多微机系统以及现代测控系统中信息的交换多采用串行通信方式。,计算机通信是将计算机技术和通信技术的相结合，完成计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信息交换 。可以分为两大类：并行通信与串行通信。 并行通信通常是。

7、VxWorks 信号量是提供任务间通信、同步和互斥的最优选择，提供任务间最快速的通信。也是提供任务间同步和互斥的主要手段。VxWorks 提供 3 种信号量来解决不同的问题。二进制信号量是最快的最常用的信号量，可用于同步或互斥。互斥为了解决内在的互斥问题、优先级继承、删除安全和递归等情况而最优化的特殊的二进制信号量。计数器类似于二进制信号量，但是随信号量释放的次数改变而改变。二进制信号量semBCreate (SEM_Q_FIFO/SEM_Q_PRIORITY , SEM_EMPTY/SEM_FULL)有两个作用：（1）任务间的互斥 同一个任务获取和释放信号量，防止两个任务。

8、进程同步与互斥,例题,进程互斥,进程互斥： 并发进程之间相互竞争临界资源的排他性关系。 解题步骤： 确定临界资源及个数； 确定进程的关键工作步（使用临界资源的）； 确定信号量的初值(临界资源的个数)； 写出伪代码。使用P(wait)操作和V(signal)操作对进程互斥进行控制。,例1：过独木桥。,进程的互斥,P1 P2 由西向东过独木桥； 由东向西过独木桥； ,P1,P2,分析：进程P1、P2因竞争独木桥这个资源而成为互斥关系。 设：信号量m表示独木桥资源，初值为1表示资源可用。int m=1;cobeginp1() / p2()coend,进程的互斥,p1() P(m) ；通过独木桥；。

9、进程同步与互斥,例题,进程同步,进程同步： 并发进程之间相互合作，完成一项工作，它们之间有一定的时序关系。 解题步骤： 确定进程的个数及每个进程的工作； 确定关键工作步（需要控制的）； 确定信号量表示的含义（开始或结束）； 写出伪代码。,进程的同步,例：公共汽车中的司机和售票员。,司机 P1 售票员 P2while (true) while (true) 启动车辆； 关门； 正常运行； 售票； 到站停车； 开门； ,解法一：信号量表示进程能否开始。 设信号量m1表示司机进程P1能否启动汽车，初值为0，m2表示售票员进程p2能否开门，初值为0。 int m1=0,m20 ;。

10、第八讲 同步与互斥实现方法,目的与要求：理解互斥问题的硬件实现方法；掌握信号量机制及使用它解决进程同步互斥问题的方法。 重点与难点：信号量实现与应用。 作业：4，6, 11,4.2.2实现临界段的硬件方法,利用处理机提供的特殊指令实现临界区加锁 常见硬件指令有: 1.屏蔽中断 举例存取balance： ParbeginA(amount)disableInterrupt();R1=balance;R2=amount;R1=R1+R2;balance=R1;enableInterrupt(); ;,B(amount) disableInterrupt();R1=balance;R2=amount;R1=R1-R2;balance=R1;enableInterrupt(); ; Parend;,2、“Test_and_Set”指令。 该指。

11、第八讲 同步与互斥实现方法,目的与要求：理解互斥问题的硬件实现方法；掌握信号量机制及使用它解决进程同步互斥问题的方法。 重点与难点：信号量实现及使用。 作业：4，6, 11,4.2.2实现临界段的硬件方法,利用处理机提供的特殊指令实现临界区加锁 常见硬件指令有: 1.屏蔽中断 ParbeginA(amount)disableInterrupt();R1=balance;R2=amount;R1=R1+R2;balance=R1;enableInterrupt(); ;,B(amount) disableInterrupt();R1=balance;R2=amount;R1=R1-R2;balance=R1;enableInterrupt(); ; Parend;,2、“Test_and_Set”指令。 该指令功能描述为： boo。

12、嵌入式系统开发,第六章 同步、互斥与通信,主要内容,概述 信号量 邮箱和消息队列 事件 异步信号* 管道*,概述,多任务系统中任务之间/任务与ISR的关系 相互独立 仅竞争CPU资源 竞争除CPU外的其他资源（互斥） 同步 协调彼此运行的步调，保证协同运行的各个任务具有正确的执行次序 通信 彼此间传递数据或信息，以协同完成某项工作,任务能以以下方式与中断处理程序或其他任务进行同步或通信： 单向同步或通信：一个任务与另一个任务或一个ISR同步或通信。 双向同步或通信：两个任务相互同步或通信。双向同步不能在任务与ISR之间进行，因为ISR不。

13、嵌入式系统开发,第六章 同步、互斥与通信,主要内容,概述 信号量 邮箱和消息队列 事件 异步信号* 管道*,概述,多任务系统中任务之间/任务与ISR的关系 相互独立 仅竞争CPU资源 竞争除CPU外的其他资源（互斥） 同步 协调彼此运行的步调，保证协同运行的各个任务具有正确的执行次序 通信 彼此间传递数据或信息，以协同完成某项工作,任务能以以下方式与中断处理程序或其他任务进行同步或通信： 单向同步或通信：一个任务与另一个任务或一个ISR同步或通信。 双向同步或通信：两个任务相互同步或通信。双向同步不能在任务与ISR之间进行，因为ISR不。

14、计科系姜云杰,1,进程的互斥 你要，我也要,多道程序设计带来的问题 ：并发执行的多个进程可能产生互斥或同步的相互制约关系，不采取措施，可能导致结果的不可再现性。影响系统效率，而且还可以导致系统崩溃。为此，现代操作系统都在内核中设有进程的互斥同步机制，以控制并发执行的诸进程能有效的共享资源和相互合作，同时使并发程序的执行仍具有可再现性。,计科系姜云杰,2,一、 互斥的定义,所谓进程互斥，指的是对某个系统资源，一个进程正在使用它，另外一个想用它的进程就必须等待，而不能同时使用 。 进程互斥是多道程序系统中进程间存。

15、操作系统原理,金 海 溶 blue1879163.com(msn) 办公室: JK329,3.6 进程同步与同步,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 管理多处理器系统中的多个进程 分布处理技术 管理多台分布式计算机系统 (集群) 中多个进程的执行,并发程序,并发是所有问题的基础，也是操作系统设计的基础。它包括很多设计问题 分配给进程的处理器时间等 资源的共享与争用 进程间的通信 多个进程活动的同步,并发程序,程序并发可以通过创建进程或线程实现 Windows 2000并发程序设计例子37.cpp Unix下。

16、第四章 互斥、同步与通讯,并发进程(concurrent processes)进程互斥(mutual exclusion)进程同步(synchronization)进程高级通讯(communication),4.1并发进程,4.1.1前驱图的定义 前驱图(precedence graph)是一个有向无环图，图中的每个结点表示一条语句、一个计算步骤或一个进程。结点间的有向边表示偏序或前驱关系（precedence relation）“”，=（pi，pj） pi必须在pj启动之前完成。 （pi，pj） 可记为pi pj，称pi是pj的前驱， pj是pi的后继。,4.1并发进程,在前驱图中没有前驱的结点称为初始结点，没有后继的结点称为终止结点。每个结点可。

17、同步对象,互斥量 事件 临界区 信号量 MFC对同步对象的支持,互斥的引入（错误例子）,#include #include HANDLE thread1; HANDLE thread2; int tickets=100; DWORD WINAPI Thread1Proc(LPVOID lparam); DWORD WINAPI Thread2Proc(LPVOID lparam); void main()thread1=CreateThread(NULL,0,Thread1Proc,NULL,0,NULL);thread2=CreateThread(NULL,0,Thread2Proc,NULL,0,NULL);Sleep(40000);CloseHandle(thread1);CloseHandle(thread2); DWORD WINAPI Thread1Proc(LPVOID lparam)int t;while(tickets0)t=tickets;Sleep(100);cout0)t=tickets;Sle。

18、嵌入式实时操作系统 及应用开发,第六章 同步、互斥与通信,主要内容,概述 信号量 邮箱和消息队列 管道 事件,并发的进程之间的协作包括如下类型： 进程互斥多个进程不能同时使用同一个资源，某个进程使用该资源时，其他进程必须等待。保证各个进程不同时进入临界区，有效访问临界资源。 进程同步多个进程的调用存在时序关系，某些进程的执行必须先于另一些进程。保证进程运行的合理顺。 进程通信多个进程之间传递消息。互斥和同步是进程并发的两个要素,概述,ISR x,Task y,POST,PEND,任务与ISR之间的同步（单向）,Task x,Task y,POST,PEND,PO。

19、第10讲 同步互斥与通信,授课教师： 电邮地址：,2019/4/29,www.cuit.edu.cn,2,主要内容,信号量 邮箱和消息队列 事件 异步信号*,2019/4/29,www.cuit.edu.cn,3,概述,多任务系统中任务之间的关系 相互独立 仅竞争CPU资源 竞争除CPU外的其他资源（互斥） 同步 协调彼此运行的步调 通信 彼此间传递数据或信息，以协同完成某项工作,2019/4/29,www.cuit.edu.cn,4,任务能以以下方式与中断处理程序或其他任务进行同步或通信： 单向同步或通信：一个任务与另一个任务或一个ISR同步或通信。 双向同步或通信：两个任务相互同步或通信。双向同步不能在任。