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课设任务

设计内容：

1.创建进程：手动创建几个进程，或者随即创建几个进程，都在界面上完成；要求包括进程的名称（不能重复）、执行时间和申请资源的等待时间等。在此同时刻可能有多个进行在内存申请某资源。 假设创建5个进程

2.类临界资源的管理，包括申请以及分配等。分别通过信号量实现或者管程实现。

3.银行家算法，判断是否可以进行资源的分配。

设计要求：

调用相关的Linux系统内核函数

要求在屏幕上输出各进程的创建信息，资源的分配信息，进行执行信息，进行动态申请资源信息等。..

课设准备：

1、为什么要进行进程信号量互斥申请？

在多道环境下，计算机系统中存在多个进程，这些进程并非相互隔绝，一方面，他们相互协作以达到运行作业所预期的目的，另一方面他们又相互竞争使用有限的资源，既协作又竞争，这两个要素都意味着进程之间需要某种形式的通信，这主要表现为同步和互斥两个方面。

同步指的是有写作关系的进程之间要不断地调整他们的相对速度，比如说AB进程，A产生数据，B计算结果，AB公用一个缓存区。缓存区为空时，B不能运行，等待A向缓存区传递数据后B才能运行，缓存区满时，A不能运行，等待B取走数据后，A才能运行。此时AB为直接制约（即同步）关系。

互斥指多个进程之间要互斥地共享某一资源，也就是说，如果一个进程已经开始使用某个资源且未使用完毕，则别的进程不得使用，若另一个进程想使用则必须等待。

2、那么多个进程如何互斥地共享某一资源（为什么引入进程临界资源）？

假定某一游乐场，用一个计数器count表示在场人数，进入一人时，进程PIN实现计数+1，出去一人时，进程POUT实现计数器-1，由于入场与退场是随机的，因此进程PIN和POUT是并发的，程序如下：

如果两个进程执行中，由于某种原因使进程PIN打断，且进程调度使他们呈下面次序：

按这样的次序执行后，count的最终值不能保持为n，而变成n+1，如果进程被打断的情况如下：

于是，两个进程执行完后，count的最终值为n-1，也就是说两个进程的执行次序对结果是有影响的，就这个例子来说，导致错误的原因有两个：一是共享了变离，二是同时使用了这个变量，也就是说，在一个进程开始使用且尚未结束使用的期间，另一个进程也开始使用了，这种错误通常也叫做“与时间有关的错误”；

为了避免这种错误，理论上有两种办法：一是取消变量、表格等的共享；二是允许共享，但要互斥地使用；前者当前还不可行，而如何互斥的使用这些资源就引入了临界资源和临界区的概念。（这里不进行更多解释）

3、那么，信号量如何实现互斥量申请呢？

一种方法是实施临界区互斥的锁操作法（自行百度），重要的是后面一种方法，P，V操作，需要引入信号量的概念。

信号量是1965年由荷兰人Dijkstra提出的一种卓有成效的进程间同步及互斥工具，有时也叫信号灯，本质上是一个计数器，用于多进程对共享数据对象的读取，它和管道有所不同，它不以传送数据为主要目的，它主要是用来保护共享资源（信号量也属于临界资源），使得资源在一个时刻只有一个进程独享。是一个记录行数据结构，定义如下：

struct Semaphore {    int value;    //信号量的值    int *ptr-of-semque;    //指向队列的指针}S;

信号量的一般结构以及PCB队列如图： 

创建或打开信号量以及PV操作：

4、所要求的利用linux内核函数又是什么，这些函数又怎么用？

参考链接：

目前还未找到完整的内核函数介绍的链接，本次课设以这两个链接为参考

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