操作系统linux系统下实现pv操作Word下载.docx

1、（3） 终端的简单使用（4） python3.5.2源码安装2. 多线程和多进程同步方法解决水果分配问题：水果分配的问题：桌上有一只盘子，每次只能放入5只水果。爸爸专放苹果，妈妈专放橘子，一个儿子专等吃盘子中的橘子，一个女儿专等吃盘子中的苹果.用P，V操作实现爸爸、妈妈、儿子、女儿进程的同步控制。补充：设有两个篮子，分别有若干个苹果或橘子，爸爸和妈妈将每次从水果篮子中拿出一个水果放入水果盘中，儿子女儿则挑选各自喜欢的水果。（1） 分析问题，写出伪代码（2） 线程实现（3） 进程实现二、 实验目的和要求1. 认识和学会使用linux系统：Linux 是一种可以在PC机上执行的类似UNIX的操作系

2、统，是一个完全免费的操作系统。1991年，芬兰学生Linus Torvalds开发了这个操作系统的核心部分，因为是Linus 改良的minix系统，故称之为Linux.2. 理解线程和进程的互斥和同步原理：同步是操作系统级别的概念,是在多道程序的环境下，存在着不同的制约关系，为了协调这种互相制约的关系，实现资源共享和进程协作，从而避免进程之间的冲突，引入了进程同步。进程互斥是间接制约关系。当一个进程进入临界区使用临界资源时，另一个进程必须等待。只有当使用临界资源的进程退出临界区后，这个进程才会解除阻塞状态。3. 使用信号量和互斥量解决问题：通过设置一个表示资源个数的信号量S，通过对信号量S的P

3、和V操作来实现进程的的互斥。P和V操作分别来自荷兰语Passeren和Vrijgeven，分别表示占有和释放。P V操作是操作系统的原语，意味着具有原子性。P操作首先减少信号量，表示有一个进程将占用或等待资源，然后检测S是否小于0,如果小于0则阻塞，如果大于0则占有资源进行执行。V操作是和P操作相反的操作，首先增加信号量，表示占用或等待资源的进程减少了1个。然后检测S是否小于0，如果小于0则唤醒等待使用S资源的其它进程。三、 环境配置1. 安装ubuntu（1） 下载系统镜像，ubuntu-16.04.1-desktop-amd64.iso（2） 制作启动U盘，使用Ultraiso软件将系统镜

4、像写入U盘（3） 开机进入BIOS界面，从U盘启动。（4） 对磁盘分区，等待安装结束。（5） 设置root密码，sudo passwd root 命令后输入两遍密码。2. 熟悉ubuntu的使用常用命令：（1） su命令，切换用户（2） pwd命令，打印当前工作目录的绝对路径（3） ls命令，打印当前目录下的文件（4） cd命令，切换工作目录（5） mv命令，移动文件或目录（6） rm命令，删除文件或目录（7） shutdown命令，关闭计算机（8） reboot命令，重启电脑（9） tar命令，解压命令3. 安装vim编辑器在终端下运行apt-get install y vim即可。安装结束

5、后，输入vim命令，显示如下图就说明安装成功：Figure 1 安装vim后输入vim显示的结果4. 源码安装python3.5.2因为linux内置的python的版本为2.7.5，所以为了程序设计的方便，使用3.5.2版本的。终端下输入python即可进入python交互模式。安装前：Figure 2 内置python运行结果安装步骤：（1） 进入下载目录，tar zxvf Python-3.5.2.tar.gz 解压到当前目录下（2） 进入解压目录，cd Python-3.5.2（3） 验证系统配置，./configure（4） 编译和安装，make & make install（5）

6、建立软链接，在/usr/bin目录下生成python3的软链接文件安装结果：Figure 3 python3安装结果四、 设计思路1. 题目分析：father、mather、son、daughter是四个线程或进程。盘子plate是它们共享的变量，对盘子的操作要互斥。Father和daughter要对apple同步。Mother和son要对orange同步。2. 伪代码：father：while（True）: p（empty） p（mutex） put apple v（mutex） v（apple）mother： p（empty） p（mutex） put orange v（mutex） v（

7、orange）son： p（orange） get orange v（empty）daughter： p（apple） get apple五、 代码实现1. 线程实现（1） 原理threading.py模块提供了对线程的操作。创建线程threading.Thread（target, args）,target是要运行的函数，args是函数所需的参数。创建信号量threading.Semaphore（value）, value是信号量的初始值。acquire（） 信号量-1，当为0时，阻塞当前线程。release（） 信号量+1，大于0，唤醒等待此信号量的一个线程。创建互斥锁，threading.

8、Lock（）, acquire（） 加锁，release（）解锁。（2） 变量定义list类型的 apples_basket 存放所有的苹果定义list类型的 oranges_basket 存放所有的橘子定义list类型的plate当做水果盘，可以放入苹果和橘子定义方法father ,用于将苹果放入水果盘，也就是把apples_basket的一个苹果，放入plate列表中。并打印相关信息。定义方法mather ,用于将苹果放入水果盘，也就是把oranges_basket的一个橘子，放入plate列表中。定义方法son ,用于从水果盘取出一个橘子，也就是把plate的一个橘子，拿出来，并打印相关

9、信息。定义方法daughter ,用于从水果盘取出一个苹果，也就是把plate的一个苹果，拿出来，并打印相关信息。（3） 代码import randomimport threadingimport timeempty = threading.Semaphore（5） # 盘子的容量apple = threading.Semaphore（0） # 同步苹果的信号量orange = threading.Semaphore（0） # 同步橘子的信号量mutex = threading.Event（） # 表示四个进程互斥的访问盘子plate = list（） # 模拟水果盘lock = thread

10、ing.Lock（） # plate互斥锁mutex.set（） # 设置为Truedef father（basket）: global empty, mutex, lock, apple while len（basket） != 0: # 当苹果篮子中没有苹果，则终止 # 1.p（empty） empty.acquire（） # 将容量empty减去1 # 2.p（mutex） mutex.clear（） # mutex设置为False 其它线程将等待 # 3.put apple if lock.acquire（）: temp = basket.pop（） plate.append（temp

11、） # 从苹果篮子里拿出一个苹果放入水果盘 print（-father put an apple（0） into plate.format（temp） current plate = , plate） lock.release（） # 4.v（mutex） mutex.set（） # mutex设置为True， 其它线程可以使用 # 5.v（apple） apple.release（） time.sleep（random.random（）def mother（basket）: global empty, mutex, lock, orange # 当橘子篮子中没有橘子，则终止 # 3.put（

12、orange） plate.append（temp）mother put an orange（0） into plate. # 5.v（orange） orange.release（）def son（count）: for i in range（count）: # 1.p（orange） orange.acquire（） # orange -1 # 3.get orange for fruit in plate: if fruit.startswith（Orange）: temp = fruit plate.remove（fruit） breakson take an orange（0） from plate. # 5.v（empty） empty.release（） # 将empty + 1def daughter（count）: for i in range（count）