编写一段程序，使用系统调用fork()创建两个子进程。当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符“a
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哈工大威海_操作系统课件_第3章进程同步.ppt147页
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进程间的关系――进程间并发举例 进程间的关系――并发执行举例 例3：与进程的执行顺序有关的错误 进程间的关系――并发执行举例 例3：与进程的执行顺序有关的错误 正确执行顺序 生产者进程 Buffer：interger Processer
producer Begin
L1：produce a product；
Buffer： product；
生产者对它做加1操作，消费者对它做减1操作，这两个操作在用机器语言实现时， 常可用下面的形式描述： register1 ∶
register2∶ register1∶ register1+1;
register2∶ register2-1;
register1;
counter∶ register2;
假设：counter的当前值是5。无论是先执行生产者的语句还是先执行消费者的语句，counter都为5
4、互斥算法――使用临界区遵循的原则
空闲则入：其他进程均不处于临界区； 忙则等待：已有进程处于其临界区； 有限等待：等待进入临界区的进程不能"死等"； 让权等待：不能进入临界区的进程，应释放CPU（如转换到阻塞状态）
临界区的使用原则是什么？ 上面4条。 5 进程互斥的软件方法 有两个进程Pi, Pj，其中: 缺点：强制轮流进入临界区，没有考虑进程的实际需要。容易造成资源利用不充分：在Pi出让临界区之后，Pj使用临界区之前，Pi不可能再次使用临界区； 算法2：双标志、先检查 设立一个标志数组flag[]：描述进程是否在临界区，初值均为FALSE。 先检查，后修改：在进入区检查另一个进程是否在临界区，不在时修改本进程在临界区
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四个进程，
里面写数据，
里面读数据，
都读一次后，
才能再写。用
操作实现。
一个生产者，三个消费者，公用
在这个问题中，不仅生产者与消费者之间要同步，同时每生产一个产品，三个消费者必须并且只能消费一次。
定义四个信号量：
和生产者之间的互斥信号量，初值为
和生产者之间的互斥信号量，初值为
和生产者之间的互斥信号量，初值为
生产者进程
while(TRUE)
生产一个产品
因为这里需要确认三个消费者都已经消费了
P(mutexB);
P(mutexC);
P(mutexD);
三个消费者可以消费了
V(mutexB);
V(mutexC);
V(mutexD);
消费者进程
，每个产品，该消费者只能消费一次
while(TRUE)
P(mutexB);
中取出产品
&&& V(mutexB);
消费该产品
消费者进程
，每个产品，该消费者只能消费一次
while(TRUE)
P(mutexC);
中取出产品
&&& V(mutexC);
消费该产品
消费者进程
每个产品，该消费者只能消费一次
while(TRUE)
P(mutexD);
中取出产品
&&& V(mutexD);
消费该产品
下面是从网上找来的参考资料：
信号量PV操作
/superluo/blog/item/ffebe4aedbcc3.html
阐述P,V原语的理论不得不提到的一个人便是赫赫有名的荷兰科学家 E.W.Dijkstra。如果你对这位科学家没有什么印象的话，提起解决图论中最短路径问题的Dijkstra算法应当是我们再熟悉不过的了。P,V原语的概念以及P,V操作当中需要使用到的信号量的概念都是由他在1965年提出的。
信号量是最早出现的用来解决进程同步与互斥问题的机制(也可实现进程通信)，包括一个称为信号量的变量及对它进行的两个原语操作。信号量为一个整数，我们设这个信号量为：sem。很显然，我们规定在sem大于等于零的时候代表可供并发进程使用的资源实体数，sem小于零的时候，表示正在等待使用临界区的进程的个数。根据这个原则，在给信号量附初值的时候，我们显然就要设初值大于零。
p操作和v操作是不可中断的程序段，称为原语。P,V原语中P是荷兰语的Passeren，相当于英文的pass, V是荷兰语的Verhoog,相当于英文中的incremnet。
且在P,V愿语执行期间不允许有中断的发生。
对于具体的实现，方法非常多，可以用硬件实现，也可以用软件实现。这种信号量机制必须有公共内存，不能用于分布式操作系统，这是它最大的弱点。
-------------------------------------------------------------
首先应弄清PV操作的含义：PV操作由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S&=0，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S&0，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。
PV操作的意义：我们用信号量及PV操作来实现进程的同步和互斥。PV操作属于进程的低级通信。
什么是信号量？信号量（semaphore）的数据结构为一个值和一个指针，指针指向等待该信号量的下一个进程。信号量的值与相应资源的使用情况有关。当它的值大于0时，表示当前可用资源的数量；当它的值小于0时，其绝对值表示等待使用该资源的进程个数。注意，信号量的值仅能由PV操作来改变。
一般来说，信号量S&=0时，S表示可用资源的数量。执行一次P操作意味着请求分配一个单位资源，因此S的值减1；
当S&0时，表示已经没有可用资源，请求者必须等待别的进程释放该类资源，它才能运行下去。而执行一个V操作意味着释放一个单位资源，因此S的值加1；
若S&=0，表示有某些进程正在等待该资源，因此要唤醒一个等待状态的进程，使之运行下去。
&&&&&&&&&&&&
利用信号量和PV操作实现进程互斥的一般模型是：
进程P1&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 进程P2&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 进程Pn
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& & & & & &&
P（S）；&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& P（S）；&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& P（S）；
临界区；&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 临界区；&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 临界区；
V（S）；&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& V（S）；&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& V（S）；
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&
其中信号量S用于互斥，初值为1。
使用PV操作实现进程互斥时应该注意的是：
（1）每个程序中用户实现互斥的P、V操作必须成对出现，先做P操作，进临界区，后做V操作，出临界区。若有多个分支，要认真检查其成对性。
（2）P、V操作应分别紧靠临界区的头尾部，临界区的代码应尽可能短，不能有死循环。
（3）互斥信号量的初值一般为1。
利用信号量和PV操作实现进程同步
PV操作是典型的同步机制之一。用一个信号量与一个消息联系起来，当信号量的值为0时，表示期望的消息尚未产生；当信号量的值非0时，表示期望的消息已经存在。用PV操作实现进程同步时，调用P操作测试消息是否到达，调用V操作发送消息。
使用PV操作实现进程同步时应该注意的是：
（1）分析进程间的制约关系，确定信号量种类。在保持进程间有正确的同步关系情况下，哪个进程先执行，哪些进程后执行，彼此间通过什么资源（信号量）进行协调，从而明确要设置哪些信号量。
（2）信号量的初值与相应资源的数量有关，也与P、V操作在程序代码中出现的位置有关。
（3）同一信号量的P、V操作要成对出现，但它们分别在不同的进程代码中。
【例1】生产者-消费者问题
在多道程序环境下，进程同步是一个十分重要又令人感兴趣的问题，而生产者-消费者问题是其中一个有代表性的进程同步问题。下面我们给出了各种情况下的生产者-消费者问题，深入地分析和透彻地理解这个例子，对于全面解决操作系统内的同步、互斥问题将有很大帮助。
（1）一个生产者，一个消费者，公用一个缓冲区。
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B
&&&&&&&&&&&&& 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。
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到n，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)
&&&&&&&&&&&&& V(full);
&&&&&&&&&&&&& }
消费者进程
while(TRUE){
&&&&&&&&&& P(full);
&&&&&&&&&& 从buffer(out)中取出产品;
&&&&&&&&&& out=(out+1)
&&&&&&&&&& 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
&在这个问题中，不仅生产者与消费者之间要同步，而且各个生产者之间、各个消费者之间还必须互斥地访问缓冲区。
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到n，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)
&&&&&&&&&&&&& 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)
&&&&&&&&&&&& V(mutex2);
&&&&&&&&&&&& V(empty);
&&&&&&&&&&& 消费该产品;
&&&&&&&&& }
需要注意的是无论在生产者进程中还是在消费者进程中，两个P操作的次序不能颠倒。应先执行同步信号量的P操作，然后再执行互斥信号量的P操作，否则可能造成进程死锁。
【例2】桌上有一空盘，允许存放一只水果。爸爸可向盘中放苹果，也可向盘中放桔子，儿子专等吃盘中的桔子，女儿专等吃盘中的苹果。规定当盘空时一次只能放一只水果供吃者取用，请用P、V原语实现爸爸、儿子、女儿三个并发进程的同步。
分析在本题中，爸爸、儿子、女儿共用一个盘子，盘中一次只能放一个水果。当盘子为空时，爸爸可将一个水果放入果盘中。若放入果盘中的是桔子，则允许儿子吃，女儿必须等待；若放入果盘中的是苹果，则允许女儿吃，儿子必须等待。本题实际上是生产者-消费者问题的一种变形。这里，生产者放入缓冲区的产品有两类，消费者也有两类，每类消费者只消费其中固定的一类产品。
&&&&&&&&&&&&
解：在本题中，应设置三个信号量S、So、Sa，信号量S表示盘子是否为空，其初值为l；信号量So表示盘中是否有桔子，其初值为0；信号量Sa表示盘中是否有苹果，其初值为0。同步描述如下：
int Sa＝0;
int So＝0;
&&&&& cobegin
&&&&& father();&&&&&&&&&&&&&& /*父亲进程*/
&&&&& son();&&&&&&&&&&&&&&&& /*儿子进程*/
&&&&& daughter();&&&&&&&&&&&& /*女儿进程*/
&&&&& coend
&&&& while(1)
&&&&&&&&& P(S);
&&&&&&&&& 将水果放入盘中;
&&&&&&&&& if（放入的是桔子）V(So);
&&&&&&&&& else&&&&&&&&&& V(Sa);
&&&& while(1)
&&&&&&&&& P(So);
&&&&&&&&& 从盘中取出桔子;
&&&&&&&&& V(S);
&&&&&&&&& 吃桔子;
daughter()
&&& while(1)
&&&&&&&& P(Sa);
&&&&&&&& 从盘中取出苹果;
&&&&&&&& V(S);
&&&&&&&& 吃苹果;
四个进程A、B、C、D都要读一个共享文件F，系统允许多个进程同时读文件F。但限制是进程A和进程C不能同时读文件F，进程B和进程D也不能同时读文件F。为了使这四个进程并发执行时能按系统要求使用文件，现用PV操作进行管理，请回答下面的问题：
（1）应定义的信号量及初值：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 。
（2）在下列的程序中填上适当的P、V操作，以保证它们能正确并发工作：
A()&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& B()&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& C()&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& D()
{&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& {&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& {&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& {
& [1];&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& [3];&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& [5];&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& [7];
& read F;&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& read F;&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& read F;&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& read F;
& [2];&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& [4];&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& [6];&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& [8];
}&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& }&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& }&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& }
&&&&&&&&&&&&
思考题解答：
（1）定义二个信号量S1、S2，初值均为1，即：S1=1，S2=1。其中进程A和C使用信号量S1，进程B和D使用信号量S2。
（2）从[1]到[8]分别为：P(S1) V(S1) P(S2) V(S2) P(S1) V(S1) P(S2) V(S2)
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