(1.15)-操作系統(tǒng)第六周教學安排

操作系統(tǒng)課程教學安排（第六周）由于平臺穩(wěn)定性問題，操作系統(tǒng)課程不再按照課表進行上課，采用如下方式進行授課。目前智慧樹已將課程全部開放，我們按照計劃有序進行。每周公布一次學習進度要求。鑒于大家網課學習任務比較重，希望大家早點著手，趁著網絡不卡的時候可以進行學習，合理安排好各門課程的學習。一、第六周課程內容及要求智慧樹上課程章節(jié)及內容視頻時長哲學家進餐問題群中視頻18.01讀者-寫者問題群中視頻15.322.5線程及其實現(xiàn)12.053.6管程10.153.7進程的高級通信11.13總時長，約60分鐘，可以反復觀看。請大家在周五（3月27日前）完成智慧樹上2.5，3.6，3.7的課程內容和群中發(fā)的2個視頻（在智慧樹的課程資料中也有：哲學家進餐問題，讀者-寫者問題），在智慧樹上完成名字為“作業(yè)2-5”的作業(yè)，這期間大家可以在智慧樹上發(fā)起課程問答或者回答老師提出的問題。我們在3月27日晚7點到9點在QQ群進行集中輔導、答疑。其他時間也可以通過QQ等方式和老師交流。手寫筆記：請大家記錄在紙上，請落實好，老師會在周五中午前找同學要，發(fā)給老師時請這樣保存（以“學號姓名日期筆記編號”命名，如“201701036張三20200217筆記01”）。二、學習資料1.操作系統(tǒng)第四版隨書課件（可當作教材使用，本周內容對應教材上的2.5經典進程的同步問題，2.6進程通信，2.7線程(Threads)的基本概念，2.8線程的實現(xiàn)）2.上課PPT（，和視頻上的課件不太一樣，因為智慧樹上的這門課的課件不可以共享）3.智慧樹上對應的視頻：三、手寫筆記重點經典進程同步問題（使用信號量方法解決）1.哲學家進餐問題①利用記錄型信號量考慮到如果所有哲學家同時拿起左手邊的筷子，那么就無法拿起右手邊的筷子，造成死鎖。為了防止死鎖的發(fā)生，可以設置兩個條件：必須同時拿起左右兩根筷子；只有在兩個鄰居都沒有進餐的情況下才允許進餐。2.讀者-寫者問題①利用記錄型信號量讀寫互斥，寫寫互斥，讀讀不互斥，要設置一個變量來記錄讀者的數(shù)目。進程通信進程同步與進程通信很容易混淆，它們的區(qū)別在于：進程同步：控制多個進程按一定順序執(zhí)行；進程通信：進程之間的信息交換。進程通信是一種手段，而進程同步是一種目的。也可以說，為了能夠達到進程同步的目的，需要讓進程進行通信，傳輸一些進程同步所需要的信息。進程通信的類型共享存儲器系統(tǒng)因為數(shù)據(jù)不需要在進程之間復制，所以這是最快的一種IPC。①基于共享數(shù)據(jù)結構的通信方式。低效，只適于傳遞相對少量的數(shù)據(jù)。②基于共享存儲區(qū)的通信方式。高級通信方式。消息傳遞系統(tǒng)在該機制中，進程間的數(shù)據(jù)交換是以格式化的消息(message)為單位的；在計算機網絡中，又把message稱為報文。程序員直接利用操作系統(tǒng)提供的一組通信命令(原語)，實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的傳遞。分為直接通信方式和間接通信方式管道通信系統(tǒng)“管道”（pipe）是指用于連接一個讀進程和一個寫進程以實現(xiàn)彼此間通信的一個共享文件，又名pipe文件。它具有以下限制：只支持半雙工通信（單向交替?zhèn)鬏敚?；只能在父子進程中使用。FIFO也稱為命名管道，去除了管道只能在父子進程中使用的限制。消息緩沖隊列通信機制發(fā)送進程利用Send原語將消息直接發(fā)送給接收進程；接收進程則利用Receive原語接收消息。相比于FIFO，消息隊列具有以下優(yōu)點：消息隊列可以獨立于讀寫進程存在，從而避免了FIFO中同步管道的打開和關閉時可能產生的困難；避免了FIFO的同步阻塞問題，不需要進程自己提供同步方法；讀進程可以根據(jù)消息類型有選擇地接收消息，而不像FIFO那樣只能默認地接收。信號量它是一個計數(shù)器，用于為多個進程提供對共享數(shù)據(jù)對象的訪問。線程線程與進程的比較①調度線程是獨立調度的基本單位，在同一進程中，線程的切換不會引起進程切換，從一個進程中的線程切換到另一個進程中的線程時，會引起進程切換。②并發(fā)性不僅進程之間可以并發(fā)執(zhí)行，而且在一個進程中的多個線程之間亦可并發(fā)執(zhí)行。③擁有資源進程都可以擁有資源，是系統(tǒng)中擁有資源的一個基本單位。一般而言，線程自己不擁有系統(tǒng)資源(也有一點必不可少的資源)，但它可以訪問其隸屬進程的資源。④系統(tǒng)開銷由于創(chuàng)建或撤銷進程時，系統(tǒng)都要為之分配或回收資源，如內存空間、I/O設備等，所付出的開銷遠大于創(chuàng)建或撤銷線程時的開銷。類似地，在進行進程切換時，涉及當前執(zhí)行進程CPU環(huán)境的保存及新調度進程CPU環(huán)境的設置，而線程切換時只需保存和設置少量寄存器內容，開銷很小。線程間的同步和通信互斥鎖；條件變量；信號量機制。①私有信號量：實現(xiàn)同一進程中各線程之間的同步，屬于特定的進程所有，OS并不知道私用信號量的存在。②公有信號量：實現(xiàn)不同進程間或不同進程中各線程之間的同步，由OS為它分配空間并進行管理，是一種比較安全的同步機制。線程的實現(xiàn)方式①內核支持線程在內核的支持下運行的，即無