操作系统PV小论文

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1、操作系统PV小论文首先我们需要了解什么是PV。P,V原语是在操作系统理论中一个非常重要的概念。在我们研究进程间的互斥的时候经常会引入这个概念，将P,V操作方法与加锁的方法相比较，来解决进程间的互斥问题。实际上，他的应用范围很广，他不但可以解决进程管理当中的互斥问题，而且我们还可以利用此方法解决进程同步与进程通信的问题。1965年荷兰科学家E.W.Dijkstra提出信号量这一概念，它使用一个整形变量来累计唤醒次数，供以后使用。对于信号量，他建议设立了两种操作：down和up。在他原来的论文中，他

2、分别使用的是PV而不是down和up。在荷兰语中proberen是尝试的意思，而verhogen的含义是增加或者升高。所谓的P，V不过是两个操作。如果将信号量看作共享变量，则pv操作为其临界区，多个进程不能同时执行，一般用硬件方法保证。一个信号量只能置一次初值，以后只能对之进行p操作或v操作。其中的p操作和v操作都是是不可中断的程序段，称为原语。而P原语操作的动作是：（1）sem减1；（2）若sem减1后仍大于或等于零，则进程继续执行；（3）若sem减1后小于零，则该进程被阻塞后进入与该信号相对

3、应的队列中，然后转进程调度。简单来说就是检查其值是否大于0，若大于0，则将其值减1并继续。若该值为0，则进程将睡眠，而且此时P操作并没有结束。检查数值、修改变量值以及可能发生的睡眠操作均作为一个单一的、不可分割的原子操作完成。保证一旦一个信号量操作开始，则在该操作完成霍阻塞之前，其他进程均不允许访问该信号量。这种原子性对于解决同步问题和避免竞争竞争天界是绝对必要的。所谓原子操作，是指一组相关联的操作要么都不间断的执行，要么都不执行。原子操作在计算机科学的其他领域也是非常重要的。V原语操作的动作是

4、：（1）sem加1；（2）若相加结果大于零，则进程继续执行；（3）若相加结果小于或等于零，则从该信号的等待队列中唤醒一等待进程，然后再返回原进程继续执行或转进程调度。意思就是V操作对信号量的值增加1.遇过一个或者多个进程在该信号量上睡眠，无法完成一个先前的P操作，则由系统选择其中的一个并允许该进程完成它的P操作。于是，对一个有进程在其上睡眠的信号量执行一次V操作之后，该信号量的值依旧是0，但在其上睡眠的进程却少了一个。信号量的值增加1和唤醒一个进程同样也是不可分割的。不会有某个进程因为执行V而阻

5、塞。P、V原语必须成对使用！不然以V原语的1，2步骤来说，Sem会永远大于0，进程会一直循环成为死循环。Sem大于0的确表示有临界资源可供使用，而且这个时候没有进程被阻塞在这个资源上，也就是说没有进程因为得不到这类资源而阻塞，所以没有被阻塞的进程，自然不需要唤醒。当一个进程阻塞了的时候，它已经执行过了P操作，并卡在临界区那个地方。当唤醒它时就立即进入它自己的临界区，并不需要执行P操作了，当执行完了临界区的程序后，就执行V操作。下面讨论PV操作的实际应用。在解决实际问题时，为了确保信号量能正确工作

6、，嘴重要的是要曹颙一种不可分割的方式来实现它。通常是酱PV作为系统调用实现，而且操作系统只需在以下操作时暂时屏蔽全部中断：测试信号量、更新信号量以及在需要时使某个进程睡眠。由于这些动作只需要几条指令，所以屏蔽中断不会带来什么副作用。PV原语操作信号量还有一个用途是用于实现同步。信号量FULL和EMPTY用来保证某种时间的顺序发生或不发生。比如在某些情况下，它们保证当缓冲区满的时候对象1停止运行以及当缓冲区空的时候对象2停止运行。值得一提的是，这种用法与互斥是不同的。同时，我们还可以利用此方法解决

7、进程通信的问题。用PV原语实现进程通信的方法如下：我们以邮箱通信为例说明问题：邮箱通信满足的条件是：<1>;发送进程发送消息的时候，邮箱中至少要有一个空格能存放该消息。<2>;接收进程接收消息时，邮箱中至少要有一个消息存在。发送进程和接收进程我们可以进行如下的描述：Deposit(m)为发送进程，接收进程是remove(m).Fromnum为发送进程的私用信号量，信箱空格数n。mesnum为接收进程的私用信号量，初值为0.Deposit(m):BeginlocalxP(fromnum)选择空格x

8、将消息m放入空格x中置格x的标志为满V(mesnum)endRemove(m)BeginlocalxP(mesnum)选择满格x把满格x中的消息取出放m中置格x标志为空V(fromnum)end王雕20092116960410905