信号量机制：1，整型信号量（P，V操作wait(S)=S-1 ,signal(S)=s+1）2，记录型信号量(wait(S) : S.value:=S.value-1;if S.value<0 then block(S.L) signal(S) S.value:=S.value+1;
if S.value<=0 then wakeup(S.L);) /Var a,b,c:semaphore:=0,0,0;begin parbegin
begin S1:signal(a);signal(b);end;;begin wait(a);S2;signal(c);end;
Pruduce an item nextp;wait(empty);wait(mutex);buffer(in):=nextp;
in:=(in+1)mod n;signal(mutex);signal(full);until false;end
Consumer:begin/repeat/wait(full);wait(mutex);nextc:=buffer(out);out:=(out+1)mod
n;signal(mutex);signal(empty);consumer the item in nextc;until false;end
第3章部分习题答案 3.2. 为什么进程在进入临界区之前，应先执行"进入区"代码，在退出临界区后又执行"退出区"代码? 为了实现多个进程对临界资源的互斥访问，必须在临界区前面增加一段用于检查欲访问的临界资源是否正被访问的代码，如果未被访问，该进程便可进入临界区对资源进行访问，并设置正被访问标志，如果正被访问，则本进程不能进入临界区，实现这一功能的代码成为"进入区"代码；在退出临界区后，必须执行"退出区"代码，用于恢复未被访问标志. 3.3 同步机构应遵循哪些基本准则?为什么? a. 空闲让进. b. 忙则等待. c. 有限等待. d. 让权等待. 3.6你认为整型信号量机制和记录型信号量机制，是否完全遵循了同步机构的四条准则? a. 在整型信号量机制中，未遵循"让权等待"的准则. b. 记录型信号量机制完全遵循了同步机构的"空闲让进,忙则等待,有限等待,让权等待"四条准则. 3.9在生产者－消费者问题中，如果缺少了signal(full)或signal(empty),对执行结果会有何影响? 生产者－消费者问题可描述如下: var mutex,empty,full: semaphore:=1,n,0; buffer: array[0,...,n-1] of item; in,out: integer:=0,0; begin parbegin producer: begin repeat . . produce an item in nextp; . . wait(empty); wait(mutex); buffer(in):=nextp; in:=(in+1) mod n; signal(mutex); /* ************** */ signal(full); /* ************** */ until false; end consumer: begin repeat wait(full); wait(mutex); nextc:=buffer(out); out:=(out+1) mod n; signal(mutex); /* ************** */
“探索规律”教学设计五年级用计算器探索规律教学设计（本课选自北师大版义务教育课程标准实验教科书《数学》七年级上册3.6.）教学理念：在传统的教材和课程理念下，数学内容比较枯燥，甚至有些脱离实际，但在新的课程理念下，数学内容充满趣味性，与现实生活联系紧密，本节课的探索规律问题都我们身边，使学生学习到了身边的数学. 教材分析： “探索规律”是“字母表示数”的重要内容.事实上，探索规律往往是对事物进行一般化表示的首要工作，同时也是抽象地分析数学对象的开始，是今后学习方程、函数等内容的基础. 学情分析： 学生的探索意识没有形成，探索习惯还没有养成，探索能力还有待提高. 教学方法： 1.用多媒体创设问题情境，让学生在探索数量关系中体会到这种解决问题的新途径.
2.通过小组讨论，归纳总结，让学生从交流中获益，体会与他人合作解决问题的重要性. 教学目标： 知识与技能：通过对具体问题的研究，学会观察、寻找规律、运用规律，提高探索能力. 过程与方法：通过观察、比较、归纳、验证几个环节学会探索，并在具体问题中加以运用，同时鼓励学生提出自己独到的见解，并与同伴进行交流. 情感与态度：培养探索精神，合作意识，感受数学和现实生活的紧密联系. 教学过程：
一、创设情境 展示3张幻灯片（科学规律、自然规律、发展规律），说明规 律无处不在，规律能够推动社会的进步和发展，导入新课. 二、主题探究 问题一: 观察日历表中的数有什么特点？ 1.任意圈出一横行上相邻的3个数之间有什么关系？任意圈出一横行上3个数之和与中间数有什 么关系？2.这个关系对其他这样的方框成立吗？如果设中间一个为a，则另两个分别为________，3个数之和为________ . （生观察、思考、回答，师点拨、评价.）
图形与数字的变化规律 教材第86页内容。 1.通过观察、拼摆,由图形的变化规律探讨出数字的变化规律。 2.培养学生的观察能力、动手能力及抽象概括能力。 3.激发学生探索数学知识的兴趣。 1.引导学生发现图形数量的变化规律。 2.掌握数字的变化规律。 投影、小棒、学具卡片等。 让学生说一说,怎样找规律,发现规律。 (从图形中去看形状的变化、数量的变化,发现规律) 1.教学例2。 投影出示例2彩图,让学生说一说从图上看到了什么。 仔细观察这些物体,是从什么变化形成规律的。(从数量的变化形成规律) (1)第一组:用碗摆的。 课件显示: 碗的个数是怎样变化的?(碗的个数是2、3、2、3……这样变化的) 观察数字的变化规律。 观察图下面的数字,发现是按2、3、2、3……这样的规律变化的。
板书: (2)第二组:母鸡和小鸡图。 课件显示: (这一组是按1只母鸡、3只小鸡的顺序排列的。从数量上形成了一定的规律，是按1、3、1、3……的规律变化的) 板书: 2.教材第86页“做一做”第1题。 观察这些图形,你也用学具卡片来摆一摆。 学生动手摆图形。 让学生说一说图形的变化规律。 用小棒摆的图形。 (用小棒摆的是按一个正方形、一个三角形这样的规律排列的) 图形是从什么变化形成规律的?(从形状的变化形成规律) 观察发现数字的变化规律。 观察所摆的小棒图。问学生:摆一个正方形和一个三角形分别用几根小棒? (摆1个正方形用4根小棒,摆1个三角形用3根小棒) 板书: 4 3 4 3 4 3 小棒的根数是怎样变化的?(小棒的根数是按4、3、4、3……这样变化的) 1.教材第86“做一做”第2题。 2.练习二十第3题。 3.画一画,填一填。 “?”处应填什么图形?
第1章习题及解答略 第2&6章习题及解答 1.判断正误 (1)凡频谱是离散的信号必然是周期信号。( ×)准周期信号 (2)任何周期信号都由频率不同，但成整倍数比的离散的谐波叠加而成。( ×) (3)周期信号的频谱是离散的，非周期信号的频谱也是离散的。( ×) (4)周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲序列。( √) (5)非周期变化的信号就是随机信号。( ×)准周期信号 (6)非周期信号的幅值谱表示的是其幅值谱密度与时间的函数关系。( ×) (7)信号在时域上波形有所变化，必然引起频谱的相应变化。( ×) (8)各态历经随机过程是平稳随机过程。( √) (9)平稳随机过程的时间平均统计特征等于该过程的集合平均统计特征。( √) (10)非周期信号的频谱都是连续的。( ×) 准周期信号 (11)单位脉冲信号的频谱是无限带宽谱（√） (12)直流信号的频谱是冲击谱（√） 2.选择正确答案填空 (1)描述周期信号的数学工具是(B )。 A.相关函数 B. 傅里叶级数 C. 拉普拉斯变换 D. 傅里叶变换 (2)描述非周期信号的数学工具是( C)。 A.三角函数 B. 拉普拉斯变换 C. 傅里叶变换 D. 傅里叶级数
(3) 将时域信号进行时移，则频域信号将会( D ) A.扩展 B. 压缩 C. 不变 D. 仅有相移 (4) 瞬变信号的傅里叶变换的模的平方的意义为( C ) A.信号的一个频率分量的能量 B. 在f 处的微笑频宽内，频率分量的能量与频宽之比 C. 在f 处单位频宽中所具有的功率 (5) 概率密度函数是在（C ）域，相关函数是在（A ）域，功率谱密度函数是 在（ D ）域描述随机信号。 A.时间 B. 空间 C. 幅值 D. 频率 (6) 白噪声信号的自相关函数是（C ） A.相关函数 B. 奇函数 C. 偶函数 D. 不存在 6.4已知被测模拟量最大输出幅值为±5V ，要求AD 转换输出最大误差不大于5mv ，应选用多少位的AD 转换器？ 解：量化误差5mv=±0.5LSB=125*5.012* 5.0-±=-±n n V FS 解得n=9 6.6 模拟信号DFT ，请问采样时间间隔Δt 、采样点数N 、频率分辨率Δf 三者之间的关系？并回答如下问题： (1) 为什么采样频率Δf 必须至少为被分析信号中最高频率成分的2倍才能避免混淆？ (2) 当采样频率确定后，频谱中应该出现的最高频率是多少？ (3) 频谱中的谱线根数是否与时域中的采样点数相同？对于频谱分析来说有用的谱线根数是多少？
初一数学《探索规律》教学设计 教学课题:《探索规律》 教材：北师大版《数学》 授课时间：45分钟 教材分析：《探索规律》作为本章的最后一节，是学生初步学习数学符号语言后在应用方面的升华。首先要使学生体会到代数式是刻画现实世界的有效数学模型；其次使学生经历探索事物间的数量关系并 用字母和代数式表示的过程，建立初步的符号感，发展抽象思维。 学情分析：①初一学生有比较强烈的自我和自我发展意识，对未知事物有较强烈的好奇心，对“有挑战性”的任务很感兴趣。这使得我们在学习素材的选取与呈现以及学习活动的安排上除了要关注掌握数学 知识之外，更应当注重学生动手实践、探索新知的过程，充分提供学生动手的机会。 ②学生已经会用字母表示数，理解代数式表示的意义，能熟练地去括号、合并同类项，会进行简 单的代数式求值。 ③学生前面接触过简单规律的探索，具备一定的分析问题、解决问题的能力。 教学目标：1、知识与技能 （1）会用代数式表示简单问题中的数量关系，能用合并同类项、去括号等法则验证所探索的规律。 （2）培养学生的观察能力、动手能力、创新能力以及交往协作能力，并提高其分析问题和解决问题 的能力。 2、情感、态度与价值观 认识知识来源于生活，体会数学就在身边，激发学生的探究热情，体验数学活动的探索性及创造性，培养学生实事求是的科学态度。 教学重点：探索实际问题中蕴涵的关系和规律。 教学难点：用字母、运算符号表示一般规律 教学过程与方法：（1）经历探索数量关系，运用符号表示规律，通过验算验证规律的过程。 （2）在解决问题的过程中体验类比、转化等思维方法，培养学生良好的思维品质。 教学过程设计： 第一环节走近生活——从最熟悉的日历开始、引入课题 内容：提供能够吸引学生、且富有相应数学内涵的特殊数字的日历，让学生在身边的数学中领会数学的魅力。 学生活动：观察日历，借助生活经验和已有的数学知识，快速得出隐含的数学规律。（日历中图套色方框中的九个数之和与该方框正中间的数有9倍的关系） 设计意图：以一张生活中非常熟悉的日历开始，使学生体会到现实生活的规律性以及探索数量关系、运用符号表示规律、通过计算验证规律的过程，进一步发展其符号感；让学生经历从特殊到一般再到特殊的认识过程，发展其辩证唯物主义观点。渗透“利用环境学习”的设计思想。 第二环节迈入探究园——自主探究、合作交流 内容：用火柴棒摆三角形来建立模型探索规律。 1、探究活动一：用火柴棒按下图的方式搭三角形进行探究火柴棒的变化规律. 用火柴按下图的方式搭三角形：
人教版小学数学一年级下册《找规律》教学设计 教学目标： 1．基本技能：让学生发现、经历、探究图形简单的排列规律，通过比较，从而理解并掌握找规律的方法，培养学生初步的观察、操作、推理能力。 2．数学思考：在教学过程中，发展合理推理能力，并合理、清晰的阐述自己的观点。 3．解决问题：合作中逐步形成评价与反思的意识。 4．情感态度：培养学生发现和欣赏数学美的意识。 教学重点： 发现图形的排列规律。 教学难点： 体会一组图形重复出现多次就是排列规律。 教具学具准备： 课件、学具、水彩笔、练习卡 教学过程： 一、情景引入，感知规律 师：这节课，老师想带领小朋友们做几节律动，看谁的眼睛亮最先学会，好不好？ 师：那你们能不能也创造一组这样的动作让大家跟着做一做？ （学生思考，自己比划。）
师：好，谁先上来把你创造的动作教给大家，看谁最勇敢。生：摸摸鼻子摸摸耳朵，摸摸鼻子摸摸耳朵……（一生边说边做） 师:真棒！创造了这样特殊的动作让我们大家做，其他小朋友还有没有自己的动作。 师：象这样的一组动作重复做下去就叫做规律。这节课，我们就学习找规律.(板书：找规律) 二、引导探索，认识规律 1.观察场景，探究规律 师：小猪笨笨开了一个水果店，为了开业时就吸引更多的顾客，就把水果店周围装饰了一下。看，漂亮吗？用什么打扮的？（出示课件） 生：有花、彩旗、灯笼。 师：你们还能发现什么？它们是乱摆乱放的吗？ 生：有红旗和黄旗，有红灯笼、紫灯笼、绿灯笼，还有红花和蓝花。 生：它们排列的也有规律。 师：那好，我们就来研究都有怎样的规律。（出示盆花的课件）花是按怎样的规律排列的?把你看到的说给你的同桌听一听。 师：把你的发现告诉大家。 生：红花蓝花红花蓝花。
计算机操作系统典型例题解析之三 【例1】分配到必要的资源并获得处理机时的进程状态是（B ）。A、就绪状态B、执行状态 C、阻塞状态D、新状态 分析：进程有三种基本状态：就绪状态、执行状态和阻塞状态。当进程已分配到除CPU以外的所有必要的资源后，只要能再获得处理机便可立即执行，这时的状态称为就绪状态；处于就绪状态的进程如果获得了处理机，其状态转换为执行状态；进程因发生某种事件（如I/O请求、申请缓冲空间等）而暂停执行时的状态，亦即进程的执行受到阻塞，故称这种状态为阻塞状态；而新状态是指创建了进程但尚未把它插入到就绪队列前的状态。所以本题的答案是B。 【例2】挂起的进程被激活，应该使用（C）原语。 A、Create B、Suspend C、Active D、Wakeup 分析：在不少系统中，进程除了三种基本状态外，又增加了一些新的状态，其中最重要的是挂起状态。“挂起”的实质是使进程不能继续执行，即使挂起后的进程处于就绪状态，它也不能参加对CPU的竞争，进程的挂起调用Suspend（）原语。因此，被挂起的进程处于静止状态，相反，没有挂起的进程则处于活动状态。而且，处于静止状态的进程，只有通过“激活”动作，调用Active（）原语，才能转换成活动状态，调入内存。所以本题的答案是C。 【例3】任何时刻总是让具有最高优先数的进程占用处理器，此时采用的进程调度算法是（D）。A非抢占式的优先数调度算法B、时间片轮转调度算法C、先来先服务调度算法D、抢占式的优先
数调度算法 分析：“让具有最高优先数的进程占用处理器”，我们可以知道，采用的进程调度算法是优先数调度算法，但是我们还要进一步分析是抢占式的还是非抢占式的。“任何时刻总让”，通过这句话我们知道采用的是抢占式的，所以本题的答案是D。 【例4】若P、V操作的信号量S初值为2，当前值为－1，则表示有（B）等待进程。A、0个B、1个C、2个D、3个分析：信号量的初始值表示系统中资源的数目，每次的Wait操作意味着进程请求一个单位的资源，信号量进行减1的操作，当信号量小于0时，表示资源已分配完毕，进程自我阻塞。因此，如果信号量小于0，那么信号量的绝对值就代表当前阻塞进程的个数。所以本题的答案是B。 【例5】发生死锁的必要条件有四个，要预防死锁的发生，可以破坏这四个必要条件，但破坏（A）条件是不太实际的。 A、互斥 B、请求和保 C、不剥夺 D、环路等待 分析：预防死锁是指通过破坏死锁的某个必要条件来防止死锁的发生。四个必要条件中，后三个条件都可以被破坏，而第一个条件，即“互斥”条件，对某些像打印机这样的设备，可通过SPOOLing技术予以破坏，但其他资源，因受它们的固有特性的限制，该条件不仅不能被破坏，反而应加以保证。所以本题的答案是A。 【例6】有m个进程共享同一临界资源，若使用信号量机制实现对临界资源的互斥访问，则信号量值的变化范围是1 至1－m。
《探索规律》教案 教学目标 1、知识与技能：让学生经历探索简单排列规律的过程，体会找规律的方法。 2、过程与方法：培养学生的观察能力和简单的推断能力，激发学生对数学学习的兴趣和创新意识。 3、情感、态度与价值观：在活动中培养学生学和听的习惯，并让学生体会同学之间互相学习是一种非常重要的获知渠道。 教学重难点 让学生体验找规律的过程。 教学准备 教具：圆片12个。 教学过程 一、情景导入 在日常生活中，很多事物的排列都是有规律的，请看（出示挂图）节日里街上挂的彩灯、街道两边插的彩旗，它们的色彩搭配、间隔宽窄都是有规律的。再看（出示挂图）我们家里的饭碗、盘子上的图案的排列也是有规律的。正是这些有规律的事物，美化了人们的生活，给人一种美的享受。在生活中像这样的事物很多，你们想去探索吗？这节课我们继续探索规律。 板书课题：探索规律。 二、初步探索 1、教学例1 看教材49页例题1，先找规律，再说一说。 大家自由发挥。 2、教学例2 在下列横线上填上合适的数、字母或图形，并说明理由。 （1）1，1，2，1，1，2，1，1，2，___，___，___。 （2）A，A，B，A，A，B，A，A，B，___，___，___。 （3），，，，，，，，，___，___，___。 同学们发现了什么规律呢？ 学生：（1）的规律是1，1，2的重复。 学生：（1）、（2）、（3）的规律是一样的。 老师：同学们很厉害，总结的不错哦。
3、教学例3 （1）动手操作，探索发现规律。 （2）出示例3。 教师：同学们，你们看这6个数1，1，2，3，5，8，（）。它们有什么规律排列而成的。学生讨论后交流。你们真能干，找到了这规律。 （3）运用规律。 教师：你们能用找出的规律，推断出后面的数是几吗？。 抽学生说说怎么想的，教师：刚才同学们根据先找出的排列规律，再根据规律推断出未知的数并画填出了数，这就是在运用规律解决问题。 4、教学例4 （1）观察思考，发现规律。 教师：刚才我们探索了图形的排列规律，下面我们探索数字之间的排列规律。 出示例4后提问：例4要我们干什么？怎样才能正确填出数来？学生可能回答：先找规律，然后填数。（补充板书：填数） 教师：请同学们先找找这些数的排列规律，然后把你找到的规律在小组内交流。 教师：同学们在交流中听到了什么？学到了什么？（教师有意请秩序最乱的、交流效果不太好的小组发言）同学们可能会说：我没听清楚，太闹了。我没听到，他的声音太小了。他们抢着说，我听不到。我说的时候，他在玩东西…… 教师：刚才像你们这样的交流行吗？应怎样交流呢？（学生说方法） 教师：同学们的想法很好。在交流过程中要注意：发言的人要控制好音量，既不要影响其他组，又要让本组的同学听得清；其余的同学看着他，认真倾听他的发言，及时纠正和补充。现在我们再交流一次，好吗？ 教师：请一个人介绍你们组发现的规律，其余的人听后作补充。 教师：你们听到了他刚才说的这些规律了吗？还有什么补充的？同学们学知识就要像刚才那样，你向别人学习，别人又向你学习，这是一个互相学习的过程。 （2）运用规律。 刚才同学们通过观察、思考，找到了规律，再通过合作交流，学到了别人找的规律，下面我们就用规律填数。学生填空，然后抽学生说填多少，为什么？ （3）实践应用。 完成第50页课堂活动第2题和第3题。 三、总结 教师：今天，同学们探索了图形和数字的排列规律，你们有什么收获？有什么疑问？学生回答后，教师板书：方法——（1）找规律；（2）画图形（填数）。
探索规律 教学内容：探索规律。 教学目标： 1.能发现给定事物中隐含的简单规律，并作出适当的说明。 2.结合学习活动，培养学生独立思考、主动探索的精神及与同伴积极合作的意识。 教学重点：目标1。 教学难点：目标1。 教具准备：多媒体演示，实物图片等。 教学过程： 一、情境引入 出示例1情景图 师：孩子们，这是小张家的客厅，请你仔细观察这副图中的窗帘、沙发和地毯的花色，你发现了什么规律？ 生：沙发的颜色总是一行深粉色，一行浅粉色，一行深粉色，一行浅粉色。。。。。。 生：窗帘是一行蓝色，一行圆圈，排列真有规律。 生：地毯也是一行深蓝，一行浅蓝。 …… 师：小朋友观察得很仔细，说得也很好。窗帘、沙发和地毯的花色之所以这么漂亮，就是因为它们的花色是有规律排列的。今天我们就一起来探索生活中的一些规律。（板书课题：探索规律） 二、探索新知 （一）学习例2 1.请你继续喊口号。 出示运动会上各方队入场情景图。 师：瞧，运动会上各方队排着整齐的队伍，喊着响亮的口号向我们走来了。你能试着继续喊口号吗？ 抽生喊一喊、全班喊一喊。 师：你们是怎样喊的？有没有什么规律？ 生：每次都是1，2，1， 师：每次都是1，2，1，我们就说他的规律是1，2，1三个数字在重复。 2.出示例2 让学生同桌交流，找一找例2中每一组的规律。 抽生汇报
生：第一组的规律是1、1、2三个数字在重复。 生：第二组的规律是A、A、B三个字母在重复。 生：第三组的规律是三个图形在重复。 师：那（1）（2）（3）的规律都是……，引导学生归纳出三组实际上都是重复。 3.找规律，画一画。 （二）学习例3 1.看动画、想规律。 出示每次增加三个圆画的动画。让学生直观认识理解每次加3的数学模型。 师：通过刚才的动画，你发现了什么规律？ 生：每次加3个圆片、 2.摆一摆，填一填。 出示例3. 观察每一组圆片的个数，你发现了什么规律？ 生：每一组增加3个圆片。 师：下一组应试摆多少个呢？ 课件出示下一组的摆法。 3.找规律填数。 1、 5、 9、 13、、。 16、12、8、4、___ （三）学习例4 1.出示例4 1、1、 2、 3、5、8、_____ 小组内交流 抽生汇报讨论结果，教师课件配合演示规律。 提炼归纳：前两个数相加等于第三个数。 2.说一说，画一画。 数形结合，先引导学生根据图形标出数字，再找规律。最后在本子上按规律画一画。 三、归纳小结 通过这节课的学习，你学到了哪些规律？ （重复、依次增加或减少、前两个数相加的和等于第三个数。） 在数学王国中还有许多有规律的东西，需要我们仔细观察，认真思考才能发现它们。四、课堂练习 练习十1～3题。
《找数列的排列规律》教学设计 金丝峡镇中心小学郭晶 教学内容：教材116页例2、做一做及练习二十三的4、5题。 教学目标： 知识与技能：发现数字简单的变化规律，培养学生观察、操作及归纳推理的能力。 过程与方法：使学生通过观察、猜想、实验、推理等活动发现一列数中数字的简单变化规律。 情感态度与价值观：培养学生发现和欣赏数学美的意识，运用数学去创造美的意识。 教学重点：找数字的排列规律。 教学难点：培养学生观察、操作及归纳推理的能力。 教法与学法 教法：讲解法 学法：小组合作探究法 教学准备：课件小正方形卡片 教学过程： 一、复习导入： 1.复习上节课的图形的排列规律 图形找规律课件出示2个小练习 2.复习一年级的一些数字找规律知识
（1）1，3，5，7，9，11，13 （2）2，4，6，8，10，12，14 （3）1，5，9，13，17，21，25 这些都是前面学习的一些找规律的知识，看来同学们掌握的很棒哦！通过前面的学习，我们知道生活中很多地方都存在着规律，都是有规律可循的，只要我们善于发现，就会感受到规律带给我们的一些美的享受。今天我们接着去发现数字世界带给我们的惊喜！ （一）学习例2（课件出示） 1.先组织学生自己动手摆出例二的图形。 组织学生用小正方形卡片摆一摆：第一堆摆1个，第二堆再加1个，第三堆再加2个，第四堆再加3个，第五堆再加4个，第六堆…… （1）启发引导学生在摆的时候仔细观察看图形有什么变化规律？小组讨论的说一说自己的发现。 （2）找代表汇报他们小组之间的讨论结果。 （3）教师小结: ①上图所形成的这一列数中，数字在逐渐增大。1→２→４
系统软件与软件工程本栏目责任编辑：谢媛媛Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术第6卷第12期(2010年4月)基于Linux 的信号量通信机制研究与实现 袁玉锦，周群 （邯郸学院网络中心，河北邯郸056005） 摘要：该文以信号量通信理论为基础，通过对Linux 信号量相关系统调用的分析，着重讨论了内核级和用户级的信号量通信、同一进程内线程之间的通信、多用户的进程间的通信等问题，并采用ANSI C 编写了信号量通信的具体实例。 关键词：信号量；Linux ；多进程通信；线程通信 中图分类号：TP316文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2010)12-3279-03 1信号量通信理论 操作系统原理中利用信号量来解决多进程互斥访问临界资源的问题，还可来描述多进程之间的前趋关系，即同步问题。 信号量的概念由荷兰学者E.W.Dijkstra 于1965年提出。信号量实际是一个整数，进程(也可以是线程)在信号量上的操作分2种，一种称为P 操作，另一种称为V 操作。P 操作是让信号量的值减1，V 操作是让信号量的值加1。在进行实际的操作之前，进程首先检查信号量的当前值，如果当前值大于0，则可以执行P 操作，否则进程休眠，等待其他进程在该信号量上的V 操作，因为其他进程的V 操作将让信号量的值增加，从而它的P 操作可以成功完成。某信号量在经过某个进程的成功操作之后，其他休眠在该信号量上的进程就有可能成功完成自己的操作，这时系统负责检查休眠进程是否可以完成自己的操作。 在操作系统中，信号量最简单的形式也是最初被提出时定义的形式是一个整数，多个进程可检查并设置信号量的值。这种检查并设置(Test-and-Set)操作是不可中断的，也称为“原子”操作。检查并设置操作的结果是信号量的当前值和设置值相加的结果，该设置值可以是正值，也可以是负值。根据检查并设置操作的结果，进行操作的进程可能会进入休眠状态，而当其他进程完成自己的检查并设置操作后，由系统检查前一个休眠进程是否可以在新信号量值的条件下完成相应的检查并设置操作。这样，通过信号量，就可以协调多个进程的操作，实现多进程之间通信。 操作系统原理中通常把信号、信号量通信称为低级通信，而把管道、消息队列、共享存储区通信称为高级通信。信号量分为有名、无名两种，进程间通信用有名信号量，同一进程内部通信一般用无名信号量。 2Linux 中的信号量 从意义和实现机理上，Unix System V 或Linux 的信号量与以上所述的常规信号量没有什么区别，但System V 提供的信号量机制要复杂得多，并且分为两种不同系统调用类型：一种是用内核级的信号量，有关系统调用在/usr/include/semaphore.h 中包含，一般可用于内核级的进程通信和内核级的线程通信；另一种是用户级信号量，有关系统调用在/usr/include/sys/sem.h 中包含，一般可用于多用户进程之间通信。 2.1内核级的信号量相关系统调用 int sem_init (sem_t *sem ,int pshared ,unsigned int value) 作用:为单个信号量设置初值，第一参数*sem 为指定的信号量对象;第二参数pshared 为共享标志，如值为0表示私有信号量，非0表示可以与其他进程共享的信号量;第三参数value 为要为信号量设置的初值。 相关数据结构如下: struct{struct{long int status ; int spin_lock ;}sem_lock ; int sem_value ; pthread_descr sem_waiting ; }sem_t int sem_wait (sem_t *sem); 作用：对指定的信号量进行P 操作。 Int sem_post (sem_t *sem); 作用：对指定的信号量进行V 操作。 总结：以上是内核级信号量通信常用到的三个系统调用，使用方式较为简单，但主要适用于内核级多线程之间通信，后面将给出多线程通信的具体实例。 收稿日期：2010-02-21 作者简介：袁玉锦（1980-），女，河北曲周人，邯郸学院网络中心，助教，学士，研究方向为计算机网络；周群（1981-），女，河北武安 人，助教，学士，主要研究方向为计算机网络。 ISSN 1009-3044Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术Vol.6,No.12,April 2010,pp.3279-3281E-mail:xsjl@https://www.doczj.com/doc/7e897829.html, https://www.doczj.com/doc/7e897829.html, Tel:+86-551-569096356909643279
《探索规律》 教学目标： 1．结合具体事例，经历探索事物中隐含规律的过程。 2．能发现事物中的规律，并利用发现的规律解决一些简单问题。3．对身边有规律的事物具有好奇心，培养探索规律的兴趣。 教学重难点： 教学重点：能发现事物中的规律，并利用发现的规律解决一些简单问题。 教学难点：探索复杂问题中隐含规律。 教学过程： 一、故事引入： 在上课之前老师先给大家讲一个数学家的故事，他的名字叫做高斯，是德国有名数学家,还是物理学家和天文学家,有着“数学王子”的美称。他从小就特别聪明,有一次上课老师给同学们出了一道数学题，让大家从1开始加2加3一直加到100等于多少？老师刚说完他很快便算出了答案。同学们你们知道他是怎么算出来的吗？指生说一说：把1和100相加等于101，2和99相加等于101，这样就得到50个101，用乘法计算：101×50＝5050。正是因而高斯找到了其中的规律才使复杂的问题变得简单化，今天我们继续来探索规律！揭示课题，板书。 二、探究新知： （一）探索活动1：摆三角形
1、这里有一些图形，请你仔细观察每幅图中三角形的个数和需要的小棒根数来填表。 填完学生汇报结果：第一个三角形用了3根小棒，第二个三角形用了5根小棒，第三个三角形用了7根小棒……. 2、你发现了什么规律？指生说一说。 每组中的小棒根数后一个总比前一个多2根。 师：谁能具体说一说每组中的小棒的根数是2的几倍多几根？ 生：第一个三角形的小棒根数是2的1倍多1根，第二个三角形的小棒根数是2的2倍多1根，第三个三角形的小棒根数是2的3倍多1 根…… 师：按这样的规律继续摆下，第n个图形需要多少根小棒？2n+1 师：谁能用自己的话解释一下“2n+1”表示什么呢？ 学生可能会说：表示任意一个图形的小棒的根数都是图号的2倍加1。n可以表示任何数。 学生只要表述的意思对，就给予肯定，并板书：2n+1。 3、根据字母式子计算，摆第11幅图需要多少根小棒？ (二)探索活动2插彩旗 引入：有了这个关系式，我们就能求出任意一个三角形需要的扣
找规律教学设计 一利用游戏，感知规律 1．同学们，你们喜欢玩游戏吗？好，现在老师就和大家来玩个游戏，名字叫做听口令游戏，看谁听得最认真，准备好了吗？左拍拍，右拍拍，上拍拍，下拍拍，左拍拍，右拍拍，上拍拍，下拍拍，老师下一个口令要说什么，你是怎么知道的？ 2. 像这样按照一定的顺序排列就是一种规律。（板书：“规律”。齐读规律2字）生活中到处都有规律，只要你做个爱观察的孩子，你会发现很多有趣的事情。今天我们一起学习《找规律》。（板书课题：找规律） 二、引导探究，认识规律 1 师：六一儿童节到了,学校要布置会场,欢度节日,我们一起去看看吧 2．课件出示主题图。 师：在联欢会上，说说你看到了什么？ 师：那这些彩灯，彩花，彩旗是乱摆放的吗？同学们观察的真仔细，那我们先来看看彩旗的规律 (1)课件逐步出示彩旗图 师：你发现了吗？谁来说说有什么规律呢？（一直重复红黄红黄），按照这样的规律下一个彩旗是什么颜色呢？ 师：彩花和灯笼又有什么规律呢？我们来看一看 （2）课件分别出示彩花图和灯笼图。（请同学分析）师：还有小朋友们在跳舞，那我们来观察一下，小朋友的队伍是什么样的呢？ （3）课件出示小朋友的图 同学们可真能干，一下子就找到了彩旗、彩花和灯笼排列的规律，像灯笼的一红一黄，小花的一绿一紫，灯笼的一紫一红，小朋友的一男一女，我们都把他们叫做一组，我们在看图形排列的时候，先找到一组是什么，再看看后面是不是一组一组的重复的出现，如果是我们就说是有规律的排列 （4）老师这还有几幅图，我们看看能不能找出规律？（课件展示巩固练习2个） 三、实践操作，创造规律 （1）我们找到了那么多的规律，老师还会创造规律，画出图形（找出一组） （2）同学们想不想试试？再准备好的纸上用彩笔画出有规律的图形 a幻灯展示个别学生作品 b同桌互相欣赏（看看你旁边的小伙伴涂的颜色有规律么）四、联系生活，寻找规律 （1）感受音乐中的规律
试用用信号量机制描述两人下象棋的过程。 两人下象棋的过程可以概括为：一开始只能是“红先黑后”，以后两人要循环轮流走子，直至某一方获胜或双方和棋为
止。? 这是个只有一个生产者和一个消费者的生产者——消费者问题，是个典型的“你等我，我也等你”的问题。红方是总的前趋任务——生产者进程，黑方是总的后继任务——消费者进程，但由于下棋过程必须轮流走子，所以红黑双方的生产者消费者身份会轮流改变。棋盘则是生产者与消费者共享的缓冲。?要求：只描述对弈过程，对棋盘的访问不做描述。二人对弈过程是个纯粹的同步过程 ①所用信号量设臵如下： Ⅰ）同步信号量hei，初值为1，表示黑方已走子,开始时可使红方先行不受阻。 Ⅱ）同步信号量hong，初值为0，表示红方尚未走子，开始时可使黑方先行受阻。 用信号量机制描述的二人下象棋过程如下
有一个阅览室，共有100个座位，读者进入时必须先在一张登记表上登记，该表为每一座位列一表目，包括座号和读者姓名等，读者离开时要消掉登记的信息，试问： （1）为描述读者的动作，应编写几个程序，设臵几个进程？（2）试用P、V操作描述读者进程之间的同步关系。分析：?读者的动作都是一样的：登记进入阅览室，阅读， 撤消登记离开阅览室，因此可写一个程序，设n个进程。 ?读者共享的资源有阅览室的座位和登记表，因此诸 个读者进程之间有两种互斥制约关系，需设2个信号量来实现：? seat：用于实现诸读者对阅览室的空闲座位的互斥 竞争，初值为100； ? mutex：用于实现诸读者对登记表的互斥访问，初值 为1
(1)可写一个程序，设n个进程 (2)读者进程readeri(i=1,2,3,……)描述如下： P（seat）; /*申请空座位*/ P（mutex）; /*申请登记*/ 登记； V（mutex） /*允许其他读者登记*/ 阅读； P（mutex）; /*申请撤消登记*/ 撤消登记； V（mutex）; /*允许其他读者撤消登记*/ V（seat）; /*释放座位，允许他人进入*/
第7单元找规律 第2课时找规律(2) 【教学目标】 1.使学生能够根据图与图、数字与数字之间的关系，概括出规律，并能按规律写数。 2.通过看一看、摆一摆找出图形的变化规律，结合图形的变化规律，发现数字的变化规律；通过观察、计算找出数字的排列规律。 3.培养初步的观察、推理能力及动手操作能力，养成良好的学习习惯。 【教学重难点】 重点:学会找规律填数。 难点:能够根据图与图、数字与数字之间的关系，概括出规律，并能按规律写数。 【教学过程】 一、复习导入 1.填一填。
2.讨论：观察每列图形，图形和数字的变化有什么共同点？ 3.小结：每列的图形和数字都是按一定的规律在重复出现。 4.揭示课题：这节课我们继续学习找规律（出示课题） 二、新课讲授 1.教学例3（1）。 （1）出示图片（1）。 师：请观察这组图形和数的变化，并与练习题相比。有什么新的发现？也可以让学生用学具卡片摆一摆，要求学生一边说一边摆。 生1：摆3个正方形、摆6个正方形、摆9个正方形、摆12个正方形。 生2：通过摆图形，我发现□的个数不断增加。下一个图形总比前一个图形多3个。
师：这行图形的排列还是重复出现吗？与前面图形的排列相同吗？ 生3：不是重复出现的。与前面图形的排列不相同。 师：对！再来看看这些图形下面所对应的数字，这些数字表示的是什么？从这列数字中，你发现了什么？ 生：每个图形下面对应的数字，表示的是拼这个图形所需要的□的个数。这行数字是按3、6、9、12……的顺序排列的。 师：这行数字，相邻的两个数相差几？算一算。 生：6-3=3，9-6=3，12-9=3。 师：通过计算，你发现了什么？ 生：前一个数比后一个数少3，后一个数比前一个数多3，相邻的两个数相差3。 板书： 师：相邻的两数相差3，就是这行数的规律。 师：试着往下填一填，后面的数应怎样排列？ 学生独立填数。 汇报、交流。 板书： （2）出示图片（2）。 出示图片。
6. 算法题（共32个题目） 200348. 在信号量机制中，若P（S）操作是可中断的，则会有什么问题？ 此题答案为：答： P（S）的操作如下： Begin S.Value:= S.Value-1; ① If S.Value<0 Then ② Begin Insert(*,S.L); Block(*) ③ End End. 若P（S）可中断的，例如进程A在执行了语句①之后从CPU上退 下了，假定此时S.Value＝0；这时换另一进程B，B又将S.Value 的值减1使之为－1，在执行语句③时，B被阻塞；然后又换回A执行，由于A的"断点"是语句①之后，当它执行语句②时，由于这时S.Value已经是－1，故进程继续执行而被阻塞。这就出现了错误： 本来A操作P（S）操作后，S.Value＝0，是不应该被阻塞的，现在却被阻塞了。 200350. 何谓临界区？下面给出的两个进程互斥的算法是安全的吗？为什么？
＃define true; # define false; Int flag[2]; flag[1]=flag[2]=false; enter-crtsec(i) int i; { While(flag[1-i]) flag[i]=true; } feave-crtsec(i) Int i; { flag[i]=false; } process I; … Enter-crtsec(i); In critical section; Leave-crtsec(i);
此题答案为：答：一次仅允许一个进程使用的资源称为临界资源，在进程中对临界资源访问的程序段称为临界区。 从概念上讲，系统中各进程在逻辑上是独立的，它们可以按各自的速度向前推进。但由于它们共享某些临界资源，因而产生了临界区问题。对于具有临界区问题的并发进程，它们之间必须互斥，以保证不会同时进入临界区。 这种算法不是安全的。因为，在进入临界区的enter-crtsec（）不是一个原语操作，如果两个进程同时执行完其循环（此前两个flag均为false），则这两个进程可同时进入临界区。 200353. 某车站售票厅，任何时刻最多可容纳20名购票者进入，当售票少于20名购票者时，则厅外的购票者可立即进入，否则需在外面等待。若把一个购票者看作一个进程，请回答下列问题： （1）用P、V操作管理这些并发进程时，应怎样定义信号量？写出信号量的初值以及信号量各种取值的含义。 （2）根据所定义的信号量，把应执行的P、V操作填入下述程序中，以保证进程能够正确地并发执行。 Cobegin PROCESS Pi(i=1,2,…) Begin 进入售票厅； 购票； 退出； End;
实验报告 Unix下C 课程名 称： 读者写者问题 实验项 目： 姓 名： 专 网络工程 业： 网络 班 级： 学 号：
指导老 师： 计算机科学与技术学院 实验教学中心 2013 年12 月22
目录
一、课程设计目的及意义 l.用信号量来实现读者写者问题。 2.理解和运用信号量、PV原语、进程间的同步互斥关系等基本知识。 3.通过研究Linux的线程机制和信号量实现读者写者(Reader-Writer)问题并发控制。 二、课程设计内容 在windows或者linux环境下编写一个控制台应用程序，本次课程设计在操作系统：Linux下，使用的编程语言为C语言。该程序运行时能创建N个线程，其中既有读者线程又有写者线程，它们按照事先设计好的测试数据进行读写操作。用信号量和PV操作实现读者/写者问题。 三、总体设计 读者/写者问题的描述如下： 有一个被许多进程共享的数据区，这个数据区可以是一个文件，或者主存的一块空间，甚至可以是一组处理器寄存器。有一些只读取这个数据区的进程（reader）和一些只往数据区中写数据的进程（writer）。以下假设共享数据区是文件。这些读者和写者对数据区的操作必须满足以下条件：读—读允许；读—写互斥；写—写互斥。这些条件具体来说就是： （1）任意多的读进程可以同时读这个文件； （2）一次只允许一个写进程往文件中写；
程访问文件； （4）写进程执行写操作前，应让已有的写者或读者全部退出。这说明当有读者在读文件时不允许写者写文件。 四、详细设计 读者-写者的读写限制 1）写-写互斥，即不能有两个写者同时进行写操作 2）读-写互斥，即不能同时有一个读者在读，同时却有一个写者在写 3）读读允许，即可以有2个以上的读者同时读 将所有的读者和所有的写者分别放进两个等待队列中，当读允许时就让读者队列释放一个或多个读者，当写允许时，释放第一个写者操作。读者写者问题的定义如下：有一个许多进程共享的数据区，这个数据区可以是一个文件或者主存的一块空间；有一些只读取这个数据区的进程（Reader）和一些只往数据区写数据的进程(Writer)，此外还需要满足以下条件： （1）任意多的读进程可以同时读这个文件； （2）一次只允许一个写进程往文件中写；
小学三年级数学下册《探索规律》教案 探索规律 【教学目标】 1.通过学习，能让学生体验事物内部或事物之间是有规律的。 2.让学生经历探索、发现规律的过程，从而激发他们探索的欲望。 3.培养学生的观察、概括能力，进一步发展他们的演绎推理能力。 【教学重难点】 在探索的过程中，找到事物内部或事物之间的规律，并能抽象和概括规律。 【教具、学具准备】 情景图和例2的课件。 【教学过程】 一、复习旧知，激趣引入 教师：老师想说的第1个数是7，第2个数是14，第3个数是21。（板书：7，14，21）你们知道我想说的第4个数是多少？ 学生：28。 教师：我想说的第5个数是多少？
学生：35。 教师：你们是怎样猜到老师的想法的？ 学生：老师，你报的数有规律，分别是7的1倍、2倍、3倍，我想后面的数一定是7的4倍、5倍 教师：看来，只要找到规律，就能够很快地解决问题，今天这节课就请同学们开动脑筋，一起来发现规律吧。 初步感受到找规律的重要性，有利于激发学生探索的欲望。] 二、引导探索，发现规律 1.教学例1 （1）出示例1的情景图，请学生观察。 教师：你从图中获取了哪些信息？ 学生：两个小朋友在讨论装篮球的问题，小男孩说每8个篮球装一筐，小女孩问男孩16个，24个，32个，40个篮球分别装几筐。 教师：要解决小女孩提出的问题，你们准备怎么办？ 学生1：列除法算式计算。 学生2：把条件和问题列成一张表会更清楚一些。 （2）填表发现规律。 ①教师：老师完全同意你们的想法。书上也给我们列出了表格，我们先来完成书上第76页的表格吧。
②学生独立完成表格后教师提问：观察这个表，你发现了什么？ 学生1：表中第2行的数不变。 学生2：第1行和第3行的数分别一个比一个大。 ③教师：从你们刚才的发现中，你猜测到了什么？ 学生：这3行数的变化肯定有规律。 ④教师：同学们的猜测对不对呢？下面我们以第1列3个数量为标准，你又会有什么发现？ ⑤学生以第1列为标准，举例进行比较。 教师：同学们真了不起！看来，当每筐装的个数不变时，篮球的总个数和 装的筐数这两个量的变化确实有一定的规律。下面，我们根据表格列除法算式，看看你又有 什么新发现？ （3）列式总结规律。 ①教师：谁来列出筐数的除法算式？ 板书：88=1（筐） 168=2（筐） 248=3（筐） 教师：请同学们分小组观察以上除法算式，看看你们又能发 －3－