并发编程基础 Lecture Notes(四)

本文深入探讨了Monitor机制作为处理临界资源的一种方式,并对比了信号量的不足之处。文章详细介绍了Monitor内部条件变量的作用及其实现过程,通过三个具体案例——有界缓冲区、读者写者问题和理发店问题,展示了Monitor在解决实际并发问题中的应用。

Monitor是另一种处理临界资源的机制。

信号量的缺点:

- 共享的变量对于所有进程来说是全局的,所有没有合理的保护机制,很容易误操作

- 并发代码散乱分布在整个程序中

- 一遇到mutual exclusion就要进行编码

管道的优点:

- 固定的共享变量对进程隐藏

- 通过管道procedure来访问管道

- 一次只允许一个进程在管道内进行操作,因为自动形成了mutual exclusion

- 条件变量可以提供同步


Condition variable c: an object defined inside a monitor which has its own queue of delayed processes

wait(c): add the process to c's queue of blocked processes

signal(c): move the front process from c's queue of blocked processes to a list of ready processes

如果阻塞队列为空的话,singal操作不会产生任何影响。


- Bounded Buffer Monitor

Monitor BBuffer {

buf[1:n]

int front = 1, rear = 1, count = 0;

cond not_full;

cond not_empty;


procedure deposit(item) {

while(count == n) wait(not_full);

put item into buf;

rear = (rear+1) % n;

count++;

signal(not_empty);

}


procedure fetch() {

while(count==0) wait(not_empty);

take item out of buf;

front = (front+1) % n;

count--;

singal(not_full);

}

}

- Readers and Writers

Monitor RWController {

int nr = 0, nw = 0;

cond oktoread;

cond oktowrite;


procedure request_read(){

while(nw > 0) wait(oktoread);

nr++;

}

procedure release_read(){

nr--;

while(nr == 0 && nw == 0) signal(oktowrite);

}

procedure request_write(){

while(nr > 0 && nw > 0) wait(oktowrite);

nw++;

}

procedure release_write(){

nw--;

while(nw == 0)

signal_all(oktoread);

}

}

- The Barber Shop 

Monitor BarberShop {

int chair = 0, barber = 0, open = 0;

cond bfree, chocc, doorop, cleft;


procedure get_cut(){

while(barber == 0) wait(bfree);

wake up the barber;

barber--;

sleep;

chair++;

signal(chocc);

hair cut;

while(open == 0) wait(doorop);

open--;

signal(cleft);

}

procedure get_customer(){

barber++;

signal(bfree);

while(chair == 0) wait(chocc);

chair--;

}

procedure finish_cut() {

open++;

signal(doorop);

while(open > 0) wait(cleft);

}

}

内容概要:本文详细介绍了一种基于Simulink的表贴式永磁同步电机(SPMSM)有限控制集模型预测电流控制(FCS-MPCC)仿真系统。通过构建PMSM数学模型、坐标变换、MPC控制器、SVPWM调制等模块,实现了对电机定子电流的高精度跟踪控制,具备快速动态响应和低稳态误差的特点。文中提供了完整的仿真建模步骤、关键参数设置、核心MATLAB函数代码及仿真结果分析,涵盖转速、电流、转矩和三相电流波形,验证了MPC控制策略在动态性能、稳态精度和抗负载扰动方面的优越性,并提出了参数自整定、加权代价函数、模型预测转矩控制和弱磁扩速等优化方向。; 适合人群:自动化、电气工程及其相关专业本科生、研究生,以及从事电机控制算法研究与仿真的工程技术人员;具备一定的电机原理、自动控制理论和Simulink仿真基础者更佳; 使用场景及目标:①用于永磁同步电机模型预测控制的教学演示、课程设计或毕业设计项目;②作为电机先进控制算法(如MPC、MPTC)的仿真验证平台;③支撑科研中对控制性能优化(如动态响应、抗干扰能力)的研究需求; 阅读建议:建议读者结合Simulink环境动手搭建模型,深入理解各模块间的信号流向与控制逻辑,重点掌握预测模型构建、代价函数设计与开关状态选择机制,并可通过修改电机参数或控制策略进行拓展实验,以增强实践与创新能力。
根据原作 https://pan.quark.cn/s/23d6270309e5 的源码改编 湖北省黄石市2021年中考数学试卷所包含的知识点广泛涉及了中学数学的基础领域,涵盖了实数、科学记数法、分式方程、几何体的三视图、立体几何、概率统计以及代数方程等多个方面。 接下来将对每道试题所关联的知识点进行深入剖析:1. 实数与倒数的定义:该题目旨在检验学生对倒数概念的掌握程度,即一个数a的倒数表达为1/a,因此-7的倒数可表示为-1/7。 2. 科学记数法的运用:科学记数法是一种表示极大或极小数字的方法,其形式为a×10^n,其中1≤|a|<10,n为整数。 此题要求学生运用科学记数法表示一个天文单位的距离,将1.4960亿千米转换为1.4960×10^8千米。 3. 分式方程的求解方法:考察学生解决包含分母的方程的能力,题目要求找出满足方程3/(2x-1)=1的x值,需通过消除分母的方式转化为整式方程进行解答。 4. 三视图的辨认:该题目测试学生对于几何体三视图(主视图、左视图、俯视图)的认识,需要识别出具有两个相同视图而另一个不同的几何体。 5. 立体几何与表面积的计算:题目要求学生计算由直角三角形旋转形成的圆锥的表面积,要求学生对圆锥的底面积和侧面积公式有所了解并加以运用。 6. 统计学的基础概念:题目涉及众数、平均数、极差和中位数的定义,要求学生根据提供的数据信息选择恰当的统计量。 7. 方程的整数解求解:考察学生在实际问题中进行数学建模的能力,通过建立方程来计算在特定条件下帐篷的搭建方案数量。 8. 三角学的实际应用:题目通过在直角三角形中运用三角函数来求解特定线段的长度。 利用正弦定理求解AD的长度是解答该问题的关键。 9. 几何变换的应用:题目要求学生运用三角板的旋转来求解特定点的...
Python基于改进粒子群IPSO与LSTM的短期电力负荷预测研究内容概要:本文围绕“Python基于改进粒子群IPSO与LSTM的短期电力负荷预测研究”展开,提出了一种结合改进粒子群优化算法(IPSO)与长短期记忆网络(LSTM)的混合预测模型。通过IPSO算法优化LSTM网络的关键参数(如学习率、隐层节点数等),有效提升了模型在短期电力负荷预测中的精度与收敛速度。文中详细阐述了IPSO算法的改进策略(如引入自适应惯性权重、变异机制等),增强了全局搜索能力与避免早熟收敛,并利用实际电力负荷数据进行实验验证,结果表明该IPSO-LSTM模型相较于传统LSTM、PSO-LSTM等方法在预测准确性(如MAE、RMSE指标)方面表现更优。研究为电力系统调度、能源管理提供了高精度的负荷预测技术支持。; 适合人群:具备一定Python编程基础、熟悉基本机器学习算法的高校研究生、科研人员及电力系统相关领域的技术人员,尤其适合从事负荷预测、智能优化算法应用研究的专业人士。; 使用场景及目标:①应用于短期电力负荷预测,提升电网调度的精确性与稳定性;②为优化算法(如粒子群算法)与深度学习模型(如LSTM)的融合应用提供实践案例;③可用于学术研究、毕业论文复现或电力企业智能化改造的技术参考。; 阅读建议:建议读者结合文中提到的IPSO与LSTM原理进行理论学习,重点关注参数优化机制的设计思路,并动手复现实验部分,通过对比不同模型的预测结果加深理解。同时可拓展尝试将该方法应用于其他时序预测场景。
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