作業系統程序管理程序的控制與同步

1.程序控制的概念

2.程序的建立

3.程序間互斥與同步的概念

4.臨界資源和臨界區

5.同步機制應遵循的原則

6.訊號量與p/v操作

7.生產者與消費者問題

程序由建立產生，由排程執行，由撤銷消亡。

申請pcb空間，為新程序分配資源，把有關資訊填入pcb，將pcb插入就緒佇列中。

因直接制約關係(各個程式段要求共享資訊)而需要相互等待，相互合作，以達到各程序相互協調而執行的過程稱為同步。

因間接制約關係(各個程式競爭使用同乙個資源)而導致程序交替執行的過程稱為互斥。

把某段時間只允許乙個程式使用的資源稱為臨界資源。

把訪問臨界資源的**段稱為臨界區。

空閒讓進忙則等待有限等待讓權等待

訊號量:表示臨界資源可用的數目。

p/v操作:在訊號量上定義了兩個操作p原語和v原語。該訊號量的值只能被p/v修改且不可被中斷。

訊號量（semaphore）是乙個整型變數，可以對其執行 down 和 up 操作，也就是常見的 p 和 v 操作。

down 和 up 操作需要被設計成原語，不可分割，通常的做法是在執行這些操作的時候遮蔽中斷。

如果訊號量的取值只能為 0 或者 1，那麼就成為了互斥量（mutex），0 表示臨界區已經加鎖，1 表示臨界區解鎖。

問題分析：

同步關係：直接制約關係。

當生產者速度大於消費者時，生產者會阻塞，等消費者消費後才能繼續生產產品。

互斥關係：直接制約關係。

緩衝池中只能由消費者或生產者其中之一使用。

設變數：

設 mutex 公有訊號量初值為1 用於實現臨界區互斥

設 empty 生產者私有訊號量初值為n 表示空緩衝區數目

設 full 生產者私有訊號量初值為0 表示滿緩衝區數目

設整型 i , j 分別為空緩衝區的頭指標和滿緩衝區的頭指標

注:p操作順序不可顛倒。

**:

semaphore mutex = 1;
semaphore empty = n;
semaphore full  = 0;
int i = 0;
int j = 0;
void p()
}void c()
}int main()

程序控制的主要任務程序控制是對系統中所有程序從建立執行到撤銷的全過程實行有效的管理和控制。程序控制一般是由作業系統核心的相應程式原語來實現。通常，作業系統核心執行在系統態。原語是由若干條指令組成的，用於完成特定功能的，具有原子性不可分割的子程式。它與一般過程的區別它們是原子操作 act...

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