Операционные системы
УПРАВЛЕНИЕ АСИНХРОННЫМИ ПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ - часть 5
Над переменной определено три операции:
- инициализация ресурса I(S) - задает число доступных ресурсов;
- P(S) - захват ресурса;
- V(S)
- освобождение ресурса.
Операция P(S) выполняется следующим образом:
IF S>0 есть ресурс?
THEN S:=S-1 выдать ресурс
ELSE Q(S) ожидать очереди);
Операция V(S):
IF Q(S)¹0 очередь не пуста?
THEN вывести процесс из очереди выдать ресурс
ELSE S:=S+1 освободить ресурс;
Если семафор управляет одним ресурсом, то это двоичный семафор, и S принимает значение {0,1}. Если он управляет группой ресурсов, то в переменной S устанавливается число ресурсов. Для работы семафора необходимо один раз инициировать процесс и обрабатывать критические участки операциями P(S) и V(S).
Рассмотрим использование семафоров на классическом примере взаимодействия двух процессов, выполняющихся в режиме мультипрограммирования, один из процессов пишет данные в буферный пул, а другой считывает их из буферного пула. Пусть буферный пул состоит из N
буферов, каждый из которых может содержать одну запись. Процесс "писатель" должен приостанавливаться, когда все буфера оказываются занятыми, и активизироваться при освобождении хотя бы одного буфера. Напротив, процесс "читатель" приостанавливается, когда все буферы пусты, и активизируется при появлении хотя бы одной записи.
Введем два семафора: e
- число пустых буферов и f - число заполненных буферов. Предположим, что запись в буфер и считывание из буфера являются критическими секциями (как в примере с принт-сервером в начале данного раздела). Введем также двоичный семафор b, используемый для обеспечения взаимного исключения. Тогда процессы могут быть описаны следующим образом:
// Глобальные переменные
