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* * * * * * * * * * * * * * 电子科技大学计算机科学与工程学院 * 4. 并发单元 例：生产者-消费者问题 生产者生产一系列的“值”，并依次将它们存放在某个缓冲区中；消费者以生产者相同的次序从缓冲区中移出这些值。 单元producer 单元consumer repeat 生产一个元素; 存放元素到缓冲区; forever repeat 从缓冲区移出一项; 对该项执行某个运算; forever ? 同步问题 如何正确访问缓冲区？即：不会向已满的缓冲区写数据,不会从空缓冲区读数据。 电子科技大学计算机科学与工程学院 * 动作的“不可分”与“可分” 设t表示所存项目总数,append是生产者向缓冲区存数的操作, remove是消费者从缓冲区取数的操作,这两个操作都要修改t的值, 相应执行操作(1)t:=t+1和(2)t:=t-1来实现。假定(1)和(2)是这样实现的: 读t到一个专用寄存器; 更新专用寄存器的值; 将专用寄存器的值写到t; ? 问题 若以上的三个操作是可分的（即可被打断执行），那么如果t的值为m,那么执行一个append和一个remove之后t的值可能是多少？ m或m+1或m-1 结论：（1）和（2）的执行不能被打断，就像不可分的操作一样，即（1）和（2）必须互斥执行 电子科技大学计算机科学与工程学院 * 进程的并发性:诸进程的执行概念上是可重叠的（即正在执行的进程尚未终止，另一个进程可能开始执行）。 进程竞争：进程之间能过竞争以得到共享的资源； 进程的合作：进程之间通过合作以达到共同的目标； 注意：语言为了实现进程之间的同步，需要提供同步语句（或称原语）以实现进程之间的通信，基本的同步机制有信号灯、管程和会合 电子科技大学计算机科学与工程学院 * 信号灯 定义：信号灯是一个数据对象,该数据对象采用一个整数值,并可用原语P和V对它进行操作。信号灯在说明时,以某个整数值对它初始化。 P、V操作的定义： P(s): if s0 then s:=s-1 else 挂起当前进程 V(s): if 信号灯上有挂起的进程 then 唤配进程 else s:=s+1 原语P、V是不可再分的原子操作 电子科技大学计算机科学与工程学院 * 例子：生产者-消费者问题（类PASCAL语言） const n=20 shared var 缓冲区长度n,缓冲区项目总数t; semaphare mutex:=1; {用于保证互斥} in:=0; {缓冲区项目数} spaces:=n; {缓冲区自由空间数} process producer; var i:integer; repeat producer(i); P(spaces); {等待自由空间} P(mutex); {等待缓冲区可用} 添加项目i到缓冲区; V(mutex); {终止访问缓冲区} V(in); {缓冲区项目数加1} forever end producer; process consumer; var j:integer; repeat P(in); {等待缓冲区项目} P(mutex); {等待缓冲区可用} 从缓冲区移出一个项目到j; V(mutex); {终止访问缓冲区} V(spaces); {缓冲区增加一个自由空间} forever end consumer; 信号灯mutex用来强制地互斥访问缓冲区 电子科技大学计算机科学与工程学院 * 注意：在访问共享资源前,不能忘记执行一次P操作;释放资源时不要忽略执行一次V操作 信号灯的弱点 简单低级，难设计，难理解； 不能作静态检查； 容易出错，容易导致死锁； 电子科技大学计算机科学与工程学院 * 第三章习题 思考题: 3-1、3-2、3-3、3-4 电子科技大学计算机科学与工程学院 * 本章结束 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 电子科技大学计算机科学与工程学院 程序设计语言与编译 电子科技大学计算机科学与工程学院 * 第三章 控制结构 主要讨论语言中描述算法的机制，即控制结构。主要讨论各种语句级控制结构和单元级控制结构。 程序员用来规定各个成分执行流程的控制机制。