1、6.1 進(jìn)程的并發(fā)性 趙憲策16.1.1 與并發(fā)有關(guān)的概念1.進(jìn)程的順序執(zhí)行在單道程序設(shè)計(jì)環(huán)境下，系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)。（1）資源的獨(dú)占性；（2）執(zhí)行的順序性；（3）結(jié)果的可再現(xiàn)性；（4）封閉性。2進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行指兩個(gè)以上的程序在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中運(yùn)行，一個(gè)程序結(jié)束前，另一個(gè)就已經(jīng)開始執(zhí)行，并且次序不是事先確定的。在單道程序設(shè)計(jì)環(huán)境下，一個(gè)程序不能充分利用資源，并發(fā)可充分提高計(jì)算機(jī)各個(gè)資源的利用率。3相關(guān)進(jìn)程和無(wú)關(guān)進(jìn)程相關(guān)進(jìn)程是指進(jìn)程之間在邏輯上具有某種聯(lián)系如：P0在運(yùn)行中創(chuàng)建了兩個(gè)子進(jìn)程P1、P2，P1產(chǎn)生的輸出作為P2的輸入，P1、P2是相關(guān)進(jìn)程無(wú)關(guān)進(jìn)程是指彼此完全獨(dú)立、邏輯上無(wú)任何聯(lián)系的進(jìn)程，但不

2、等于互相不起作用。4進(jìn)程的相互作用直接作用是指進(jìn)程間相互關(guān)系是有意識(shí)安排的，不需要通過(guò)某種中介而發(fā)生相互作用。間接作用是指進(jìn)程間需要某種中介發(fā)生聯(lián)系，是無(wú)意識(shí)安排的，可以發(fā)生在相關(guān)進(jìn)程之間，也可以發(fā)生在無(wú)關(guān)進(jìn)程之間。5 與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤 對(duì)于一組交往的并發(fā)進(jìn)程，執(zhí)行的相對(duì)速度無(wú)法相互控制，各種與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤就可能出現(xiàn)。 與時(shí)間有關(guān)錯(cuò)誤的表現(xiàn)形式：結(jié)果不唯一永遠(yuǎn)等待67實(shí)例：一、A、B兩個(gè)程序共享一個(gè)變量N A: n=n+1 B: 輸出n的值，將n清0 試分析A、B并發(fā)執(zhí)行時(shí)可能出現(xiàn)的情況。二、謄抄程序a 一個(gè)循環(huán)程序順序執(zhí)行的謄抄算法1：輸入：f 輸出：g while (f 不為空） inp

3、ut ; output ; 由這個(gè)程序完成謄抄工作是不會(huì)出錯(cuò)的。78實(shí)例：b 兩個(gè)程序并發(fā)執(zhí)行完成謄抄 設(shè)有一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備（鍵盤），和一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備（顯示器或打印機(jī)），輸入程序負(fù)責(zé)從標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備中讀取一個(gè)字符，送緩沖區(qū)中。輸出程序從緩沖區(qū)中取數(shù)據(jù)，送標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備輸出。f緩沖區(qū)輸入程序輸出程序g89算法：2 cobegin while (不為結(jié)束符）/* 輸入程序段 */ input; /* 從標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備讀入一個(gè)數(shù)據(jù) */ send; /* 將讀入的數(shù)據(jù)送到bufferf */ while(buffer不為空） /* 輸出程序段 */ receive; /* 從bufferf中取數(shù)據(jù) */ out

4、put; /* 送打印機(jī)輸出 */ coend ？存在什么問(wèn)題？910這兩個(gè)程序段并發(fā)執(zhí)行時(shí)可能出現(xiàn)如下情況：1、輸出程序運(yùn)行的速度比輸入程序快時(shí)，有些輸出會(huì)重復(fù)；2、輸入程序執(zhí)行的速度比輸出程序快時(shí)，有些數(shù)據(jù)會(huì)丟失。1011實(shí)例：c 三個(gè)并發(fā)執(zhí)行程序的謄抄f緩沖區(qū)sgetput緩沖區(qū)tcopygget程序負(fù)責(zé)從輸入序列f中讀取字符并送到緩沖區(qū)s中;copy程序把緩沖區(qū)s中的數(shù)據(jù)復(fù)制到緩沖區(qū)t中去;put程序從緩沖區(qū)t中取出數(shù)據(jù)打印。1112假定f系列中有記錄f=(R1,R2,.,Rn)g=()在謄抄完成后：f=()g=(R1,R2,.,Rn)算法中的：copyt=s put put(t,g)

5、 get get(s,f)1213若程序錯(cuò)寫成：while(謄抄未完成） cobegin copy; put; get; coend 初始狀態(tài)： f=(R1,R2,.,Rn) s=0 t=0 g=()首先執(zhí)行g(shù)et(s,f) f=(R2,R3,.,Rn) s=R1,t=0,g=()執(zhí)行copy,put,get f=(R3,R4,.,Rn) s=R2,t=R1,g=(R1)與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤1314然后，copy,put,get三個(gè)程序段并發(fā)執(zhí)行，就有六種組合：1、copy;put;get 導(dǎo)致結(jié)果：g=(R1,R2) 2、copy;get;put 導(dǎo)致結(jié)果：g=(R1,R2) 3、put;copy;get 導(dǎo)致結(jié)果：g=(R1,R1) 4、put;get;copy 導(dǎo)致結(jié)果：g=(R1,R1) 5、get;copy;put 導(dǎo)致結(jié)果：g=(R1,R3) 6、get;put;copy 導(dǎo)致結(jié)果：g=(R1,R1) 這就是與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤：程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)，若共享了公共變量，其執(zhí)行結(jié)果與各并發(fā)程序的相對(duì)速度有關(guān)，即給定相同的初始條件，若不加以控制，也可能得到不同的結(jié)果，此為與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤。