如何使用Excel绘制清晰的表格
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2023-03-03
操作系统 生产者 消费者（操作系统生产者消费者问题例题）
本篇文章给大家谈谈操作系统 生产者 消费者，以及操作系统生产者消费者问题例题对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。
今天给各位分享操作系统 生产者 消费者的知识，其中也会对操作系统生产者消费者问题例题进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！
为什么“生产者进程向n个缓冲区投满产品后消费者进程才开始从中取产品”？
其实可以转为问进程间为什么需要同步、互斥？您对这问题的研究不够请再看书。
这里我和您举个例子。
信号量的目的是管理生产者、消费者对公共资源（缓冲区）的访问
p原语对资源进行占有，V原语对资源进行释放
缺少empty资源信号量，那么只有互斥信号量。
但是empty和FUll需要成对出现，就算缺少signal(empty)，那么消费者没对empty信号进行释放，产生的结果只会是下次生产者想进去生产东西但因为信号量缺失，进不去。
我也很想知道为什么“生产者进程向n个缓冲区投满产品后消费者进程才开始从中取产品”？
要理解生产消费者问题，首先应弄清PV操作操作系统 生产者 消费者的含义：PV操作是由P操作原语和V操作原语组成（原语是不可中断的过程），对信号量进行操作，具体定义如下：
P（S）：①将信号量S的值减1，即S=S-1；
②如果S³0，则该进程继续执行；否则该进程置为等待状态，排入等待队列。
V（S）：①将信号量S的值加1，即S=S+1；
②如果S0，则该进程继续执行；否则释放队列中第一个等待信号量的进程。
这只是书本的定义，对于这部分内容，老师先不要急于解释上面的程序流程，而是应该让学生首先知道P操作与V操作到底有什么作用。
P操作相当于申请资源，而V操作相当于释放资源。所以要学生记住以下几个关键字：
P操作-----à申请资源
V操作----à释放资源
二、形象启发
为此举两个生活中的例子：
例一：在公共电话厅打电话
公共电话厅里有多个电话，如某人要打电话，首先要进行申请，看是否有电话空闲，若有，则可以使用电话，如果电话亭里所有电话都有人正在使用，那后来的人只有排队等候。当某人用完电话后，则有空电话腾出，正在排队的第一个人就可以使用电话。这就相当于PV操作：
某人要打电话，首先要进行申请，相当于执行一次P操作，申请一个可用资源（电话）；
某人用完电话，则有空电话腾出，相当于执行一次V操作，释放一个可用资源（电话）。
在多媒体课件中，这部分内容充分通过动画效果，演示整个申请电话资源（P操作）与释放电话资源（V操作）的过程，同时显示当前可用的资源个数（电话个数）。课件直观生动，一目操作系统 生产者 消费者了然，学生非常容易接受，并且理解深刻。
三、分层解剖
在理解了PV操作的的含义后，就必须讲解利用PV操作可以实现进程的两种情况：互斥和同步。根据互斥和同步不同的特点，就有利用PV操作实现互斥与同步相对固定的结构模式。这里就不详细讲解了。但生产者-消费者问题是一个有代表性的进程同步问题，要学生透彻理解并不容易。但是如果操作系统 生产者 消费者我们将问题细分成三种情况进行讲解，理解难度将大大降低。
1）一个生产者，一个消费者，公用一个缓冲区。
可以作以下比喻：将一个生产者比喻为一个生产厂家，如伊利牛奶厂家，而一个消费者，比喻是学生小明，而一个缓冲区则比喻成一间好又多。第一种情况，可以理解成伊利牛奶生产厂家生产一盒牛奶，把它放在好又多一分店进行销售，而小明则可以从那里买到这盒牛奶。只有当厂家把牛奶放在商店里面后，小明才可以从商店里买到牛奶。所以很明显这是最简单的同步问题。
解题如下：
定义两个同步信号量：
empty——表示缓冲区是否为空，初值为1。
full——表示缓冲区中是否为满，初值为0。
生产者进程
while(TRUE){
生产一个产品;
P(empty);
产品送往Buffer;
V(full);
}
消费者进程
while(TRUE){
P(full);
从Buffer取出一个产品;
V(empty);
消费该产品;
2）一个生产者，一个消费者，公用n个环形缓冲区。
第二种情况可以理解为伊利牛奶生产厂家可以生产好多牛奶，并将它们放在多个好又多分店进行销售，而小明可以从任一间好又多分店中购买到牛奶。同样，只有当厂家把牛奶放在某一分店里，小明才可以从这间分店中买到牛奶。不同于第一种情况的是，第二种情况有N个分店（即N个缓冲区形成一个环形缓冲区），所以要利用指针，要求厂家必须按一定的顺序将商品依次放到每一个分店中。缓冲区的指向则通过模运算得到。
解题如下：
定义两个同步信号量：
empty——表示缓冲区是否为空，初值为n。
full——表示缓冲区中是否为满，初值为0。
设缓冲区的编号为1～n-1，定义两个指针in和out，分别是生产者进程和消费者进程使用的指针，指向下一个可用的缓冲区。
生产者进程
while(TRUE){
生产一个产品;
P(empty);
产品送往buffer（in）；
in=(in+1)mod n；
V(full);
}
消费者进程
while(TRUE){
P(full);
从buffer（out）中取出产品；
out=(out+1)mod n；
V(empty);
消费该产品;
}
3）一组生产者，一组消费者，公用n个环形缓冲区
第三种情况，可以理解成有多间牛奶生产厂家，如蒙牛，达能，光明等，消费者也不只小明一人，有许许多多消费者。不同的牛奶生产厂家生产的商品可以放在不同的好又多分店中销售，而不同的消费者可以去不同的分店中购买。当某一分店已放满某个厂家的商品时，下一个厂家只能把商品放在下一间分店。所以在这种情况中，生产者与消费者存在同步关系，而且各个生产者之间、各个消费者之间存在互斥关系,他们必须互斥地访问缓冲区。
解题如下：
定义四个信号量：
empty——表示缓冲区是否为空，初值为n。
full——表示缓冲区中是否为满，初值为0。
mutex1——生产者之间的互斥信号量，初值为1。
mutex2——消费者之间的互斥信号量，初值为1。
设缓冲区的编号为1～n-1，定义两个指针in和out，分别是生产者进程和消费者进程使用的指针，指向下一个可用的缓冲区。
生产者进程
while(TRUE){
生产一个产品;
P(empty);
P(mutex1)；
产品送往buffer（in）；
in=(in+1)mod n；
V(mutex1);
V(full);
}
消费者进程
while(TRUE){
P(full);
P(mutex2)；
从buffer（out）中取出产品；
out=(out+1)mod n；
V（mutex2）；
V(empty);
signal(y)是把y这个信号量离开临界区。
此题中，wait顺序不可变，signal可变。
进入临界区的话，其他线程再申请进入同一个信号量的临界区就会block，等待。。
1）wait顺序不可逆原因：
对于消费者，这里先wait（full）是为了确保full不是0（即确保可以消费），不然先wait（mutex）的话，如果full为0，就会一直停在这里，等待消费。然后生产者就一直在等待进入mutex而无法进行生产，导致死锁。
对于生产者也是如此。
2）signal可逆原因：
对生产者，因为已经生产完了，所以先退出mutex临界区或者或者对full的数目加一，都不会产生影响。
设full=0，此时消费者无法进入full临界区，如果先signal（full），那么full数目加1，消费者可以进入full临界区，但是metux还被生产者使用，所以消费之要等到生产者signal（mutex）才能进入，没有任何影响。
对于消费者也是如此。 关于操作系统 生产者 消费者和操作系统生产者消费者问题例题的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。 操作系统 生产者 消费者的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于操作系统生产者消费者问题例题、操作系统 生产者 消费者的信息别忘了在本站进行查找喔。
本文目录一览：
计算机操作系统生产者消费者
生产者-消费者是一种设计模式。生产者往缓冲区写入数据，消费者从缓冲区拿取数据，两者通过缓冲区来进行通信。这样的话生产者不必担心要等待消费者使用完数据，消费者也不用担心不够时间处理完所有数据。
操作系统 关于生产者消费者的问题
empty是资源信号量，意思生产者、消费者都靠这个信号量来进行生产、消费。为什么“生产者进程向n个缓冲区投满产品后消费者进程才开始从中取产品”？
其实可以转为问进程间为什么需要同步、互斥？您对这问题的研究不够请再看书。
这里我和您举个例子。
信号量的目的是管理生产者、消费者对公共资源（缓冲区）的访问
p原语对资源进行占有，V原语对资源进行释放
缺少empty资源信号量，那么只有互斥信号量。
但是empty和FUll需要成对出现，就算缺少signal(empty)，那么消费者没对empty信号进行释放，产生的结果只会是下次生产者想进去生产东西但因为信号量缺失，进不去。
我也很想知道为什么“生产者进程向n个缓冲区投满产品后消费者进程才开始从中取产品”？
操作系统 判断题 生产者消费者问题
一、明确定义要理解生产消费者问题，首先应弄清PV操作操作系统 生产者 消费者的含义：PV操作是由P操作原语和V操作原语组成（原语是不可中断的过程），对信号量进行操作，具体定义如下：
P（S）：①将信号量S的值减1，即S=S-1；
②如果S³0，则该进程继续执行；否则该进程置为等待状态，排入等待队列。
V（S）：①将信号量S的值加1，即S=S+1；
②如果S0，则该进程继续执行；否则释放队列中第一个等待信号量的进程。
这只是书本的定义，对于这部分内容，老师先不要急于解释上面的程序流程，而是应该让学生首先知道P操作与V操作到底有什么作用。
P操作相当于申请资源，而V操作相当于释放资源。所以要学生记住以下几个关键字：
P操作-----à申请资源
V操作----à释放资源
二、形象启发
为此举两个生活中的例子：
例一：在公共电话厅打电话
公共电话厅里有多个电话，如某人要打电话，首先要进行申请，看是否有电话空闲，若有，则可以使用电话，如果电话亭里所有电话都有人正在使用，那后来的人只有排队等候。当某人用完电话后，则有空电话腾出，正在排队的第一个人就可以使用电话。这就相当于PV操作：
某人要打电话，首先要进行申请，相当于执行一次P操作，申请一个可用资源（电话）；
某人用完电话，则有空电话腾出，相当于执行一次V操作，释放一个可用资源（电话）。
在多媒体课件中，这部分内容充分通过动画效果，演示整个申请电话资源（P操作）与释放电话资源（V操作）的过程，同时显示当前可用的资源个数（电话个数）。课件直观生动，一目操作系统 生产者 消费者了然，学生非常容易接受，并且理解深刻。
三、分层解剖
在理解了PV操作的的含义后，就必须讲解利用PV操作可以实现进程的两种情况：互斥和同步。根据互斥和同步不同的特点，就有利用PV操作实现互斥与同步相对固定的结构模式。这里就不详细讲解了。但生产者-消费者问题是一个有代表性的进程同步问题，要学生透彻理解并不容易。但是如果操作系统 生产者 消费者我们将问题细分成三种情况进行讲解，理解难度将大大降低。
1）一个生产者，一个消费者，公用一个缓冲区。
可以作以下比喻：将一个生产者比喻为一个生产厂家，如伊利牛奶厂家，而一个消费者，比喻是学生小明，而一个缓冲区则比喻成一间好又多。第一种情况，可以理解成伊利牛奶生产厂家生产一盒牛奶，把它放在好又多一分店进行销售，而小明则可以从那里买到这盒牛奶。只有当厂家把牛奶放在商店里面后，小明才可以从商店里买到牛奶。所以很明显这是最简单的同步问题。
解题如下：
定义两个同步信号量：
empty——表示缓冲区是否为空，初值为1。
full——表示缓冲区中是否为满，初值为0。
生产者进程
while(TRUE){
生产一个产品;
P(empty);
产品送往Buffer;
V(full);
}
消费者进程
while(TRUE){
P(full);
从Buffer取出一个产品;
V(empty);
消费该产品;
2）一个生产者，一个消费者，公用n个环形缓冲区。
第二种情况可以理解为伊利牛奶生产厂家可以生产好多牛奶，并将它们放在多个好又多分店进行销售，而小明可以从任一间好又多分店中购买到牛奶。同样，只有当厂家把牛奶放在某一分店里，小明才可以从这间分店中买到牛奶。不同于第一种情况的是，第二种情况有N个分店（即N个缓冲区形成一个环形缓冲区），所以要利用指针，要求厂家必须按一定的顺序将商品依次放到每一个分店中。缓冲区的指向则通过模运算得到。
解题如下：
定义两个同步信号量：
empty——表示缓冲区是否为空，初值为n。
full——表示缓冲区中是否为满，初值为0。
设缓冲区的编号为1～n-1，定义两个指针in和out，分别是生产者进程和消费者进程使用的指针，指向下一个可用的缓冲区。
生产者进程
while(TRUE){
生产一个产品;
P(empty);
产品送往buffer（in）；
in=(in+1)mod n；
V(full);
}
消费者进程
while(TRUE){
P(full);
从buffer（out）中取出产品；
out=(out+1)mod n；
V(empty);
消费该产品;
}
3）一组生产者，一组消费者，公用n个环形缓冲区
第三种情况，可以理解成有多间牛奶生产厂家，如蒙牛，达能，光明等，消费者也不只小明一人，有许许多多消费者。不同的牛奶生产厂家生产的商品可以放在不同的好又多分店中销售，而不同的消费者可以去不同的分店中购买。当某一分店已放满某个厂家的商品时，下一个厂家只能把商品放在下一间分店。所以在这种情况中，生产者与消费者存在同步关系，而且各个生产者之间、各个消费者之间存在互斥关系,他们必须互斥地访问缓冲区。
解题如下：
定义四个信号量：
empty——表示缓冲区是否为空，初值为n。
full——表示缓冲区中是否为满，初值为0。
mutex1——生产者之间的互斥信号量，初值为1。
mutex2——消费者之间的互斥信号量，初值为1。
设缓冲区的编号为1～n-1，定义两个指针in和out，分别是生产者进程和消费者进程使用的指针，指向下一个可用的缓冲区。
生产者进程
while(TRUE){
生产一个产品;
P(empty);
P(mutex1)；
产品送往buffer（in）；
in=(in+1)mod n；
V(mutex1);
V(full);
}
消费者进程
while(TRUE){
P(full);
P(mutex2)；
从buffer（out）中取出产品；
out=(out+1)mod n；
V（mutex2）；
V(empty);
操作系统--进程管理
进程实体=PCB(process control block)+程序段+数据段
PCB，用于描述进程的基本情况和运行状态。创建进程=创建对应进程的PCB；撤销进程=撤销对应的PCB。
PCB是进程存在的唯一标志
1.创建态
2. 就绪态
3. 运行态
4. 阻塞态
5.运行态
除了五状态还有七状态。
重点在于就绪态、运行态、阻塞态之间的转换
1.就绪态的进程被调度后，获得处理机资源，变为运行态。
2.运行态的进程在时间片用完后，让出处理机，转换为就绪态。
3.进程请求某一资源时，资源无法分配或等待某一事件发生，进程由运行态变为阻塞态
4.当阻塞态的进程等待的资源和事件得带满足，进程由阻塞态变为就绪态
1.共享存储：通信进程之间存在可直接访问的共享空间，通过对共享空间进行读写操作实现通信
2.消息传递：以格式化的信息为单位，通过发送消息和接受消息两个原语实现
3.管道通信：共享存储的优化和发展，时一种半双工的通行方式。
1.进程时资源分配和拥有的基本单位；线程自己不拥有资源，但可以访问所属进程所拥有的资源。
2.在没有引入线程的操作系统中进程是调度的基本单位；引入线程后，线程是调度的基本单位。
3.进程切换开销较大；线程切换开销很小。
4.进程的地址空间之间互相独立；同一进程的各线程间共享进程的地址空间。
用户级：线程的创建、撤销、同一进程的线程的切换都要在用户空间中实现。线程阻塞会导致整个进程阻塞。
内核级：线程的创建、撤销、切换都在内核空间实现。系统开销大
1.作业调度（高级调度）：内存与辅存之间的调度，每个作业只调度一次，调出一次。
2.内存调度（中级调度）：将暂时不能运行的进程调至外存等待。
3.进程调度（低级调度）
作业调度为进程活动做准备，进程调度使进程正常活动起来，中级调度将暂时不用的进程挂起。
1.先来先服务
2.短作业优先
3.优先级调度算法
4.高响应比优先
5. 时间片轮转调度算法
6. 多级反馈队列调度算法
1.空闲让进
2.忙则等待
3.有限等待
4.让权等待
1.单标志法
2.双标志法先检查：违背忙则等待
3.双标志法后检查：违背空闲让进，有限等待
4.皮特森算法：违背让权等待
1.中断屏蔽方法：简单、高效，但不适用于多处理机
2.硬件指令方法：TSL(TestAndSet）指令：原子操作，读出指定标志后，把标志设为真 Swap指令：原子操作，交换两个字的内容。
P操作可以理解为资源减一，资源不够就加入等待队列
V操作可以理解为资源数加一，如果有队列，就将资源分给正在等待的队列
1. 同步问题 ：a事件---V-------------------P---b事件
2. 互斥问题 ：P-----互斥事件-----V
为了解决大量分散的同步操作给系统管理带来了麻烦，因此引入了管程的概念。
管程是一种代表共享资源的数据结构，包括对该共享数据结构进行操作
1.生产者-消费者问题
2.读者-写者问题
3.哲学家进餐问题
4.吸烟者问题
定义：多个进程因竞争资源而造成的互相等待的僵局
产生条件：1.互斥 2.不剥夺 3.请求并保持 4.循环等待
死锁的处理：1.死锁预防 2.避免死锁 3.死锁的检测及解除
破坏产生死锁的四个条件任意一个。
银行家算法
通过资源分配图是否产生死锁，然后采取措施解除死锁，包括：1.资源剥夺法 2.撤销进程法 3.进程回退法
关于计算机操作系统 生产者和消费者问题 哪位来解答一下
wait(x)是把x这个信号量进入临界区，signal(y)是把y这个信号量离开临界区。
此题中，wait顺序不可变，signal可变。
进入临界区的话，其他线程再申请进入同一个信号量的临界区就会block，等待。。
1）wait顺序不可逆原因：
对于消费者，这里先wait（full）是为了确保full不是0（即确保可以消费），不然先wait（mutex）的话，如果full为0，就会一直停在这里，等待消费。然后生产者就一直在等待进入mutex而无法进行生产，导致死锁。
对于生产者也是如此。
2）signal可逆原因：
对生产者，因为已经生产完了，所以先退出mutex临界区或者或者对full的数目加一，都不会产生影响。
设full=0，此时消费者无法进入full临界区，如果先signal（full），那么full数目加1，消费者可以进入full临界区，但是metux还被生产者使用，所以消费之要等到生产者signal（mutex）才能进入，没有任何影响。
对于消费者也是如此。 关于操作系统 生产者 消费者和操作系统生产者消费者问题例题的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。 操作系统 生产者 消费者的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于操作系统生产者消费者问题例题、操作系统 生产者 消费者的信息别忘了在本站进行查找喔。
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