进程同步经典习题
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一、选择题1、我们把在一段时间内,只允许一个进程访问的资源,称为临界资源,因此,我们可以得出下列论述,请选择一条正确的论述。
A 、对临界资源是不能实现资源共享的B 、对临界资源,应采取互斥访问方式,来实现共享C 、为临界资源配上相应的设备控制块后,便能被共享D 、对临界资源应采取同时访问方式,来实现共享2、在多进程的系统中,为了保证公共变量的完整性,各进程应互斥进入临界区。
所谓临界区是指_______。
A 、一个缓冲区B 、一段数据区C 、同步机制D 、一段程序3、在操作系统中,信号量表示资源实体,信号量表示资源实体,是一个与队列有关的是一个与队列有关的_________变量,其值仅能用P 、V 操作来改变。
A 、实体B 、整形C 、布尔型D 、记录型4、用P 、V 操作可以解决_______互斥问题。
A 、某些B 、一个C 、一切D 、大多数5、对于记录型信号量,在执行一次P 操作时,信号量值应当_____A__A_(3)___;当其值为______B_B_(4)__时,进程应阻塞。
在执行V 操作时,信号量的值应当______C C (2)___;当其值为____D_D_(3)__时,应唤醒阻塞队列中的进程。
A 、C :(1)不变;(2)加1;(3)减1;(4)加指定数值;(5)减指定数值B 、D :(1)大于0;(2)大于等于0;(3)小于等于0;(4)小于0 6、对于两个并发进程,其互斥信号量为mutex ;若mutex=0,则表明_______。
A 、没有进程进入临界区B 、有一个进程进入临界区但没进程处于阻塞状态C 、一个进程进入临界区而另一个进程正处于等待进入临界区状态D 、有两个进程进入临界区7、设有5个进程共享一个互斥段,如果允许有3个进程同时进入互斥段,则所采用的互斥信号量的初值应是__________。
A 、5 B 、3 C 、1 D 、0 8、N 个进程共享某一临界资源,则互斥信号量的取值范围为_________。
第二章进程同步一、选择最合适的答案1. 用P、V操作管理临界区时,信号量的初值一般应定义为( C )。
A.–1B.0C.1D.任意值2. 有m个进程共享同一临界资源,若使用信号量机制实现对一临界资源的互斥访问,则信号量的变化范围是( A )。
A.1至–(m-1)B.1至m-1C.1至–mD.1至m3. 在下面的叙述中,正确的是(C )。
A.临界资源是非共享资源B.临界资源是任意共享资源C.临界资源是互斥共享资源D.临界资源是同时共享资源4. 对进程间互斥地使用临界资源,进程可以(D )A.互斥地进入临界区B.互斥地进入各自的临界区C.互斥地进入同一临界区D.互斥地进入各自的同类资源的临界区5. 设两个进程共用一个临界资源的互斥信号量mutex,当mutex=1时表示(B )。
A.一个进程进入了临界区,另一个进程等待B.没有一个进程进入临界区C.两个进程都进入了临界区D.两个进程都在等待6. 设两个进程共用一个临界资源的互斥信号量mutex,当mutex=-1时表示(A )。
A.一个进程进入了临界区,另一个进程等待B.没有一个进程进入临界区C.两个进程都进入了临界区D.两个进程都在等待7.当一进程因在记录型信号量S上执行P(S)操作而被阻塞后,S的值为(B )。
A.>0B.<0C.≥0D.≤08.当一进程因在记录型信号量S上执行V(S)操作而导致唤醒另一进程后,S的值为( D )。
A.>0B.<0C.≥0D.≤09.如果信号量的当前值为-4,则表示系统中在该信号量上有(A )个进程等待。
A.4B.3C.5D.010.若有4个进程共享同一程序段,而且每次最多允许3个进程进入该程序段,则信号量的变化范围是( B )。
A. 3,2,1,0B. 3,2,1,0,-1C. 4,3,2,1,0D. 2,1,0,-1,-211.若信号S的初值为2,当前值为-1,则表示有( B )个等待进程?A.0B.1C.2D.312.如果有三个进程共享同一互斥段,而且每次最多允许两个进程进入该互斥段,则信号量的初值应设置为( C )。
进程同步经典习题1.某车站售票厅,任何时刻最多可容纳20名购票者进入,当售票厅中少于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,请用PV操作实现管理。
解:定义一个信号量S,初值为20parbeginprocess pl(l=1,2,……)beginwait(S);进入售票厅;购票;退出;signal(S)end2.桌上有一空盘,允许存放一个水果,爸爸可向盘内放苹果,妈妈可向盘内放桔子,儿子专等吃盘内的桔子,女儿专等吃盘中的苹果,请用P、V 操作实现爸爸、妈妈、儿子、女儿四个并发进程的同步与互斥。
int S=1;int Sa=0;int Sb=0;main(){cobeginfather();mather();son();daughter();coend}father() mather(){while(1) { while(1){p(S); {p(S) ;将一个苹果放入盘中将一个桔子放入盘中V(Sa);} V(Sb);}} }son() daughter(){ while(1) { while(1){p(Sb); { p(Sa);从盘中取出桔子从盘中取出苹果V(S);吃桔子;} V(S);吃苹果;}}3.生产围棋的工人不小心把相等数量的黑子和白子混装在一个盒子里,现在要用自动分拣系统把黑子和白子分开,该系统由两个并发执行的进程PA和PB组成,系统功能如下:(1)PA专拣黑子,PB专拣白子;(2)每个进程每次只拣一个子,当一个进程拣子时,不允许另一个进程去拣子;(3)当一个进程拣一个子(黑或白)后,必须让另一个进程去拣一个子(白或黑)请回答:①这两个并发进程之间的关系是同步还是互斥②写出PV操作管理时应定义的信号量及其初值。
③根据定义的信号量,写出用PV操作管理两个并发进程的程序答:①两个进程之间是同步关系②定义两个信号量S1和S2,初值为1和0③process PA process PAbegin beginrepeat repeatwait(S1) wait(S2)拣黑子拣白子signal(S2) signal(S1)until false until falseend end4.有一阅览室,读者进入时必须先在一张登记表上登记,该表为每一座位列出一个表目,包括座号、姓名,读者离开时要注销登记信息;假若阅览室共有100个座位。
进程同步练习题(总9页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--进程同步练习题1.第二类读者写者问题,信号量解决方法2.复印室里有一个操作员为顾客复印资料,有5把椅子供顾客休息等待复印。
如果没有顾客,则操作员休息。
当顾客来到复印室时,如果有空椅子则坐下来,并唤醒复印操作员;如果没有空椅子则必须离开复印室。
3.如果有三个进程R、W1、W2共享一个缓冲器B,而B中每次只能存放一个数。
当缓冲器中无数时,进程R可以将从输入设备上读入的数存放到缓冲器中。
若存放到缓冲器中的是奇数,则允许进程W1将其取出打印;若存放到缓冲器中的是偶数,则允许进程W2将其取出打印。
同时规定:进程R必须等缓冲区中的数被取出打印后才能再存放一个数;进程W1或W2对每次存入缓冲器的数只能打印一次;W1和W2都不能从空缓冲中取数。
写出这三个并发进程能正确工作的程序。
4.现有四个进程R1、R2、W1、W2,它们共享可以存放一个数的缓冲器B。
进程R1每次把来自键盘的一个数存入缓冲器B中,供进程W1打印输出;进程R2每次从磁盘上读一个数存放到缓冲器B中,供进程W2打印输出。
为防止数据的丢失和重复打印,问怎样用信号量操作来协调这四个进程的并发执行。
5.有一个仓库,可以存放A和B两种产品,但要求:(1)每次只能存入一种产品(A或B);(2)-N<A产品数量-B产品数量<M。
其中,N和M是正整数。
试用同步算法描述产品A与产品B的入库过程。
6.设有两个生产者进程A、B和一个销售者进程C,他们共享一个无限大的仓库,生产者每次循环生产一个产品,然后入库供销售;销售者每次循环从仓库中取出一个产品进行销售。
如果不允许同时入库,也不允许边入库边出库;而且要求生产和消费A产品和B产品的件数都满足以下关系:-n≤A的件数-B的件数≤m,其中n、m是正整数。
1. 第二类读者写者问题,信号量解决方法答:为了使写者优先,可在原来的读优先算法的基础上增加一个互斥信号量s,初值为1,使得当至少有一个写者准备访问共享对象时,它可以使后续的读者进程等待完成;整型变量writecount,初值为0,用来对写者进行计数;互斥信号量mutex,初值为1,用来实现多个读者对写者writecount进行互斥访问。
(一)图书馆有100个座位,每位进入图书馆的读者要在登记表上登记,退出时要在登记表上注销。
要几个程序?有多少个进程?(答:一个程序;为每个读者设一个进程)(1)当图书馆中没有座位时,后到的读者在图书馆为等待(阻塞)(2)当图书馆中没有座位时,后到的读者不等待,立即回家。
解(1 )设信号量:S=100; MUTEX=1 P(S)P(MUTEX)登记V(MUTEX)阅读P(MUTEX)注销V(MUTEX)V(S) 解(2)设整型变量COUNT=100; 信号量:MUTEX=1;P(MUTEX);IF (COUNT==0){ V(MUTEX);RETURN;}COUNT=COUNT-1;登记V(MUTEX);阅读P(MUTEX);COUNT=COUNT+1;V(MUTEX); RETURN;(二)一家四人父、母、儿子、女儿围桌而坐;桌上有一个水果盘;(1)当水果盘空时,父亲可以放香蕉或者母亲可以放苹果,但盘中已有水果时,就不能放,父母等待。
当盘中有香蕉时,女儿可吃香蕉,否则,女儿等待;当盘中有苹果时,儿子可吃,否则,儿子等待。
解设信号量:SE=1 (空盘子);SA=0 (放了苹果的盘子);SB=0 (放了香蕉的盘子)父亲REPEAT剥香蕉P(SE)放香蕉V(SB)UNTIL FALSE 母亲REPEAT削苹果P(SE)放苹果V(SA) UNTIL FALSE儿子P(SA) 拿苹果V(SE) 吃苹果女儿P(SB) 拿香蕉V(SE) 吃香蕉(2)解:再增加两个信号量:SF=0, SM=0父亲REPEATP(SF)剥香蕉P(SE)放香蕉V(SB)UNTIL FALSE 母亲REPEATP(SM)削苹果P(SE)放苹果V(SA) UNTIL FALSE儿子V(SM) P(SA) 拿苹果V(SE) 吃苹果女儿V(SF) P(SB) 拿香蕉V(SE) 吃香蕉(三)有一个超市,最多可容纳N个人进入购物,当N个顾客满员时,后到的顾客在超市外等待;超市中只有一个收银员。
1、理发店理有一位理发师、一把理发椅和n 把供等候理发的顾客坐的椅子,如果没有顾客,理发师便在理发椅上睡觉。
一个顾客到来时,它必须叫醒理发师。
如果理发师正在理发时又有顾客来到,则如果有空椅子可坐,就坐下来等待,否则就离开。
2、苹果桔子问题桌上有一只盘子,每次只能放入一只水果;爸爸专向盘子中放苹果(apple),妈妈专向盘子中放桔于(orange),一个儿子专等吃盘子中的桔子,一个女儿专等吃盘子里的苹果。
使用记录型信号量解决苹果桔子问题。
3、一座山有一个隧道,规定每次允许一列火车过隧道,现在南方北方都有车要过隧道。
如果把每个过隧道火车都看作一个进程,为保证安全,请用wait和signal原语操作实现正确管理。
var waiting : integer; /*等候理发的顾客数*/ CHAIRS:integer; /*为顾客准备的椅子数*/ customers, barbers,mutex : semaphore;customers := 0; barbers := 0; waiting := 0; mutex := 1;Procedure barber;beginwhile(TRUE); /*理完一人,还有顾客吗?*/P(cutomers); /*若无顾客,理发师睡眠*/P(mutex); /*进程互斥*/waiting := waiting – 1; /* */V(barbers); /*理发师去为一个顾客理发*等候顾客数少一个/V(mutex); /*开放临界区*/cut-hair( ); /*正在理发*/end;procedure customerbeginP(mutex); /*进程互斥*/if waiting<CHAIRS begin /*看看有没有空椅子*/waiting := waiting+1; /* 等候顾客数加1*/V(customers); /*必要的话唤醒理发师*/V(mutex); /*开放临界区*/P(barbers); /*无理发师, 顾客坐着养神*/get-haircut( ); /*一个顾客坐下等理发*/endV(mutex); /*人满了,走吧!*/end;varplate : integer;sp:semaphore;/* 盘子里可以放几个水果*/sg1:semaphore; /* 盘子里有桔子*/sg2:semaphore; /* 盘子里有苹果*/sp := 1; /* 盘子里允许放一个水果*/Sg1, := 0; /* 盘子里没有桔子*/sg2 := 0; /* 盘子里没有苹果*/cobeginprocess fatherbeginL1:削一个苹果;P(sp);把苹果放入plate;V(sg2);goto L1;end;process mother beginL2:剥一个桔子;P(sp);把桔子放入plate;V(sg1);goto L2;end;process sonbeginL3: P(sg1);从plate中取桔子;V(sp);吃桔子;goto L3;end;process daughter beginL4: P(sg2);从plate中取苹果;V(sp);吃苹果;goto L4;end;coend设信号量s表示隧道的互斥信号量,初始值为1。
2003.试题一.4.关于临界区问题(critical section problem)是一个算法(假设只有进程P0和P1可能进入该临界区),如下(i为0或1),该算法_____A、不能保证进程互斥进入临界区,且会出现“饥饿”(Starvation)B、不能保证进程互斥进入临界区,但不会出现“饥饿”C、保证进程能互斥进入临界区,但会出现“饥饿”D、保证进程互斥进入临界区,不会出现“饥饿”reapeatretry: if(turn≠-1) turn:=i;if(turn≠i) go to retry;turn:=-1;critical Section(临界区)turn=0;remainder Section(其他区域)until false;解:应该选A。
首先考虑不能保持互斥:P0令turn=0,然后P1执行retry发现turn≠-1,所以P1令turn=1;然后或者P0或者P1先后令turn=-1,然后都进入临界区。
如果某个进程P0(或P1)从临界区出来(这时turn=0)又要进入,则令turn=i,则它又能进入,重复该过程则可能导致另外的一个进程饥饿。
2004.试题5.假设缓冲区buf1和缓冲区buf2无限大,进程p1向buf1写数据,进程p2向buf2写数据,要求buf1数据个数和buf2数据个数的差保持在(m,n)之间(m<n,m,n都是正数).分析:题中没有给出两个进程执行顺序之间的制约关系,只给出了一个数量上的制约关系,即m<=|buf1数据个数-buf2数据个数|<=n.不需要考虑缓冲区的大小,只需要考虑两个进程的同步和互斥.p2向buf2写数据比p1向buf1写数据的次数最少不超过m次,最多不能超过n次,反之也成立.所以是一个生产者和消费者问题。
将等式展开得:(1)m<=(buf1数据个数-buf2数据个数)<=n; (2)m<=(buf2数据个数-buf1数据个数)<=n;由于m,n都是正数,等式只有一个成立,不妨设(1)成立.在进程p1和p2都没有运行时,两个缓冲区数据个数之差为0,因此,p1必须先运行,向buf1至少写m+1个数据后再唤醒p2运行.信号量s1表示p1一次写入的最大量,初值为n(这时buf2数据个数为0),s2表示p2一次写入的最大量,初值为-m(这时buf1数据个数为0).beginvar mutex1=1,mutex2=1,s1=n,s2=-m:semaphore;cobeginprocess p1beginrepeatget data;p(s1);p(mutex1);写数据到buf1;v(mutex1);v(s2);endprocess p2beginrepeat;get data;p(s2);p(mutex2);//两个进程的互斥信号量应该用同一个mutex即可写数据到buf2;v(mutex2);v(s1);endcoendend注:p1和p2每次执行时需要进行一些额外的操作.对于p2来说,它首先必须在自己的缓冲区buf2中写入至少m个数据,此后p1和p2的同步可简单通过两个信号量来控制.题目的一个变形是要求:-m<=(buf2数据个数-buf1数据个数)<=n;那么信号量的初值就变成m 和n,若只有p1向buf1放入数据而p2不放入数据到buf2中,则p1最多可放m次.因此,设置信号量s1,初值为m,此外,每当p2放入一个数据到buf2中时,则使信号量s1增1,即p1增加一次放入数据到buf1的机会.反之,若只有p2向buf2放入数据而p1不放入数据到buf1中,则p2最多可放次.因此,设置信号量s2,初值为n,此外,每当p1放入一个数据到buf1中时,则使信号量s2增1,即p2增加一次放入数据到buf1的机会.三、某车站售票厅,任何时刻最多可容纳20名购票者进入,当售票厅中少于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。
1、测量控制系统中的数据采集任务把所采集的数据送一单缓冲区;计算任务则从该缓冲区中取出数据并进行计算。
试写出利用信号量机制实现两者共享单缓冲区的同步算法。
Var Sempty,Sfull: semaphore:= 1,0BeginParbeginCollection:beginrepeat采集一个数据;wait(Sempty);数据放入缓冲区;signal(Sfull);untill false;end;Compute:beginrepeatwait(Sfull);从缓冲区取出数据;signal(Sempty);计算;` until false;end;ParendEnd2、有一阅览室,共有100个座位。
读者进入时必须先在一种登记表上登记,该表为每一座位列一个表目,包括座号和读者姓名。
读者离开时要注销掉登记内容。
试用wait和signal原语描述读者进程的同步问题。
var mutex, readcount :semaphore := 1,100; BeginParbeginProcess Reader:beginrepeatwait(readcount);wait(mutex);<填入座号和姓名完成登记>;signal(mutex);<阅读>wait(mutex)<删除登记表中的相关表项,完成注销>signal(mutex);signal(readcount);until false;end;parend;End;1)、桌上有一空盘,只允许放一个水果,爸爸专向盘中放苹果,妈妈专向盘中放桔子;女儿专吃盘中的苹果,儿子专吃盘中的桔子;试用wait 和signal原语实现爸爸、妈妈、女儿、儿子之间的同步问题。
var Sempty, Sapple, Sorange,: semaphore:= 1,0,0; beginparbeginFather: beginrepeatwait(Sempty);<put apple in tray>;signal(Sapple);until false;end;Mother: beginrepeatwait(Sempty);<put orange in tray>;signal(Sorange);until false;end;Son: beginrepeatwait(Sorange);<take orange>;signal(Sempty);until false;end;Daughter: beginrepeatwait(Sapple);<take apple>;signal(Sempty);until false;end;parend;end;1、在4×100米接力赛中,4个运动员之间存在如下关系,运动员1跑到终点把接力棒交给运动员2;运动员2一开始处于等待状态,在接到运动员1传来的接力棒后才能往前跑,他跑完100米后交给运动员3,运动员3也只有在接到运动员2传来的棒后才能跑,他跑完100米后交给运动员4,运动员4接到棒后跑完全程。
例1:医生进程Doctor,化验进程Lab共同完成病人的诊治工作,医生开化验单,化验进程进行化验,医生根据化验结果进行诊断。
请用记录型信号量和P、V 操作实现两进程的同步。
例2 吃水果问题
例3、某集装箱仓库共有100个仓位,用同一辆吊车负责集装箱的吊进和吊出。
现有一批集装箱运来进仓,另有货主不断前来提货(按仓位顺序进出),设进仓用过程PUTIN表示,出仓用过程GETOUT表示,请用P、V操作协调上述工作。
例4、有一独木桥,每次只允许一人过桥,现在桥的南北两端随时有人要过桥(PASS),为保证安全,请用P、V操作解决如下问题:
1)只要桥上无人则允许任一方的一人过桥,桥上有人则等待。
2)两边的人交替过桥。
即某一方一人过桥后要让另一方的一个人过桥,桥上
有人则等待。
例5、有三个进程PA、PB、PC合作解决文件打印问题:PA将文件记录从磁盘读入主存的缓冲区1,每执行一次读一个记录;PB将缓冲区1的内容复制到缓冲区2,每执行一次复制一个记录;PC将缓冲区2的内容打印出来,每执行一次打印一个记录。
缓冲区的大小等于一个记录的大小。
请用P、V操作协调三个进程的工作。
例6 少林寺问题。
进程同步习题一
1、四个进程P0,P1,P2,P3和四个信箱M0,M1,M2,M3进程间借助相邻的信箱传递消息:Pi 每次从Mi 中取出一条消息,经加工送入Mi+1 (mod 4)中。
其中M0,M1,M2,M3分别设有3,3,2,2个格子,每个格子放一条消息,初始时,M0装满了三条消息,其余为空。
写出使用信号量实现进程(i=0,1,2,3)同步的算法。
2. 有一阅览室,读者进入时必须先在一张登记表上登记。
该表中每个表项代表阅览室中的一个座位。
读者离开时要消掉其登记信息。
阅览室共有50 个座位。
登记表每次仅允许一位读者进行登记或注销。
读者登记时,如果座位已满,他在阅览室外等待,直至有空位再登记进入。
试用伪代码和信号量,描述读者行为。
3. 汽车司机与售票员之间必须协同工作,一方面,只有售票员把车门关好了司机才能开车,因此,售票员关好车门应通知司机开车。
另一方面,只有当司机已经停下,售票员才能开门上下客,故司机停车后应通知售票员。
假定某辆公共汽车上有两名售票员与一名司机,汽车当前正在始发站停车上客,试设必要的信号灯及赋初值,写出他们的同步过程。
1. 若有一个文件F ,供进程共享。
现把进程分成A 、B 两组,规定同组的进程可以同时读文件F ,但当有A 组(或B 组)的进程在读文件F 时不允许B 组(或A 组)的进程读文件F 。
现定义两个计数器C1和C2分别记录A 组和B 组中读文件F 的进程数。
当用P 、V 操作进行管理时需要三个信号量Sl Sl、、S2和SAB 才能保证正确的并发执行。
程序结构如下:Begin Sl ,S2S2,,SAB SAB::semaphore semaphore;;C1C1,,C2C2::integer integer;;S1:=1;S2:=1 ;SAB SAB::=1;C1=1;C1::=0=0;;C2C2::=0=0;;cobeginprocess Ai(i=1,2,…,…) )begin((1));C1:=C1十1;if Cl=1 then((2));((3));read file F((4))C1:=C1—1;if Cl=0 then((5))((6));end ;process Bj(j=1,2,…,…) )begin((7));C2:=C2十1;if C2=1 then((8));((9));read file F ;((10));C2:=C2=C2——1;if C2=0 then((11));((12)); end ;coend ;end ;回答:1.说明信号量S1,S2,SAB 的作用的作用2. 在上述程序的括号内填入适当的P 、V 操作,完善该程序。
操作,完善该程序。
2.一座山上有一个隧道,规定每次只允许一列火车过隧道,现在南方北方都有车要过隧道,如果把每个过隧道者看作一个进程,为保证安全.请用PV 操作实现正确管理。
理。
3.桌上有一个空盒,盒内只允许放一个水果,甲可向盒内放苹果,乙可向盒内放桔子。
丙专等吃盒中的苹果,丁专等吃盒中的桔子,若盒内已有水果,放者必须等待,若盒内没有自己要吃的水果,吃者必需等待,请回答下列问题:(1)(1)请给出四个之间的同步互斥关系。
补充题1:有三个进程p1、p2、p3协作解决文件打印问题:系统有两个环形缓冲池,每个缓冲池有n个缓冲区;p1每次将1条记录从磁盘读入缓冲池1,p2每次将1条记录从缓冲池1复制到缓冲池2,p3每次从缓冲池2取出1条记录打印输出。
请用信号量机制实现这三个进程的同步。
信号量提示:full1、empty1、mutex1、in1、out1;full2、empty2、mutex2、in2、out2。
答:方法1,记录型信号量机制:var mutex1、mutex2、empty1、empty2、full1、full2:semaphore:=1,1,n,n,0,0;buffer1:array[0,…,n-1] of item;buffer2:array[0,…,n-1] of item;int1,out1,int2,out2:integer:=0,0,0,0;p1进程:beginrepeat……从磁盘读入一条记录到nextp;……Wait(empty1);Wait(mutex1);Buffer1(int1):=nextp;In1: =(int1+1) mod n;Signal(mutex1);Signal(full1);Until false;EndP2进程:BeginRepeatWait(full1);Wait(mutex1);Nextc:=buffer1(out1);Out1:=(out1+1) mod n;Signal(mutex1);Signal(empty1);从buffer1取出1条记录;Until false;……repeat……Wait(empty2);Wait(mutex2);Buffer2(int2):=nextp;In2: =(int2+1) mod n;Signal(mutex2);Signal(full2);把记录放入buffer2中;Until false;EndP3进程:BeginRepeatWait(full2);Wait(mutex2);Nextc:=buffer2(out2);Out2:=(out2+1) mod n;Signal(mutex2);Signal(empty2);从buffer2取出1条记录打印;Until false;End方法2,AND型信号量机制var mutex1、mutex2、empty1、empty2、full1、full2:semaphore:=1,1,n,n,0,0;buffer1:array[0,…,n-1] of item;buffer2:array[0,…,n-1] of item;int1,out1,int2,out1,out2,:integer:=0,0,0,0;p1进程:beginrepeat……从磁盘读入一条记录到nextp;……SWait(empty1,mutex1);Buffer1(int1):=nextp;In1: =(int1+1) mod n;SSignal(mutex1,full1);Until false;EndP2进程:BeginRepeatSWait(full1,mutex1);Nextc:=buffer1(out1);Out1:=(out1+1) mod n;SSignal(mutex1,empty1);从buffer1取出1条记录;Until false;…………SWait(empty2,mutex2);Buffer2(int2):=nextp;In2: =(int2+1) mod n;SSignal(mutex2 ,full2);把记录放入buffer2中;Until false;EndP3进程:BeginRepeatSWait(full2,mutex2);Nextc:=buffer2(out2);Out2:=(out2+1) mod n;SSignal(mutex2,empty2);从buffer2取出1条记录打印;Until false;End补充题2:上题中如果两个缓冲池都是单缓冲区,则如何简化各进程的描述?提示:单缓冲区,故上题中的mutex、in、out均不需要。
1.某车站售票厅,任何时刻最多可容纳20名购票者进入,当售票厅中少于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,请用PV操作实现管理。
解:定义一个信号量S,初值为20
parbegin
process pl(l=1,2,……)
begin
wait(S);
进入售票厅;
购票;
退出;
signal(S)
end
2.桌上有一空盘,允许存放一个水果,爸爸可向盘内放苹果,妈妈可向盘内放桔子,儿子专等吃盘内的桔子,女儿专等吃盘中的苹果,请用P、V 操作实现爸爸、妈妈、儿子、女儿四个并发进程的同步与互斥。
int S=1;int Sa=0;int Sb=0;
main()
{cobegin
father();
mather();
son();
daughter();
coend}
father() mather()
{while(1) { while(1)
{p(S); {p(S) ;
将一个苹果放入盘中将一个桔子放入盘中
V(Sa);} V(Sb);}
} }
son() daughter()
{ while(1) { while(1)
{p(Sb); { p(Sa);
从盘中取出桔子从盘中取出苹果
V(S);吃桔子;} V(S);吃苹果;}
}
3.生产围棋的工人不小心把相等数量的黑子和白子混装在一个盒子里,现在要用自动分拣系统把黑子和白子分开,该系统由两个并发执行的进程PA和PB组成,系统功能如下:
(1)PA专拣黑子,PB专拣白子;
(2)每个进程每次只拣一个子,当一个进程拣子时,不允许另一个进程去拣子;
(3)当一个进程拣一个子(黑或白)后,必须让另一个进程去拣一个子(白或黑)
请回答:①这两个并发进程之间的关系是同步还是互斥
②写出PV操作管理时应定义的信号量及其初值。
③根据定义的信号量,写出用PV操作管理两个并发进程的程序
答:①两个进程之间是同步关系
②定义两个信号量S1和S2,初值为1和0
③process PA process PA
begin begin
repeat repeat
wait(S1) wait(S2)
拣黑子拣白子
signal(S2) signal(S1)
until false until false
end end
4.有一阅览室,读者进入时必须先在一张登记表上登记,该表为每一座位列出一个表目,包括座号、姓名,读者离开时要注销登记信息;假若阅览室共有100个座位。
试用信号量和PV操作来实现用户进程的同步算法。
解:设置如下3个信号量
seat:表示阅览室中空座位数,其初值为100.
readers:记录阅览室中的读者数,其初值为0.
mutex:互斥信号量(对于读者而言,阅览室是一个临界资源,任何时刻最多只有一位读者填写登记表或撤销登记表),初值为1.
对应的算法描述如下:
semaphore seats=100;
semaphore readers=0;
semaphore mutex=1;
main()
{
cobegin
{
读者进入阅览室进程readerini(i=1,2,…,n)
while(true)
{
p(seats); //递减空座位数
p(mutex);
填写登记表
进入阅览室;
v(mutex); //允许其他读者访问阅览室
v(readers); //递增读者数
}
读者离开阅览室进程readerouti (i=1,2, …,n)
while(true)
{
p(readers);
p(mutex);
撤销登记;
离开阅览室;
v(mutex);
v(seats);
}
}
coend
}
解法二:
解:var name:array[1..100]of A
A=record
number:integer;
name:string;
end
for i:=1 to 100 do
{A[i].number:=i;A[i].name:=null;}
mutex,seatcount:semaphore;
mutex:=1;seacount:=100;
cobegin
process readeri(var readername:string)(i=1,2…)
begin
p(seatcount);
p(mutex);
for i:=1 to 100 do i++
if A[i].name=null then A[i].name:= readername;
reader get the seat number=i;
v(mutex);
进入阅览室座位号i,坐下读书;
p(mutex);
A[i].name:=null;
V(mutex);
V(seatcount);
离开阅览室;
end
coend
5.三个进程P1、P2、P3互斥使用一个包含N(N>0)个单元的缓冲区。
P1每次用produce()生成一个正整数并用put()送入缓冲区某一空单元中;P2每次用getodd()从缓冲区中取出一个奇数并用countodd()统计奇数个数;P3每次用geteven()从缓冲区中取出一个偶数并用counteven()统计偶数个数。
请用信号量机制实现这三个进程的同步与互斥活动,并说明所定义信号量的含义。
要求用伪代码描述。
[2009
年全国考研试题]
解:缓冲区是一互斥信号量,因此设互斥信号量mutex
P1、P2因为奇数的设置与取用而同步,设同步信号量odd;P1、P3因为偶数的设置与取用而同步,设同步信号量even;P1、P2、P3因为共享缓冲区,设同步信号量empty。
semaphore mutex=1; //缓冲区互斥信号量
semaphore odd=0, even=0 ; //奇数、偶数进程的同步信号量
semaphore empty=N ; //空缓冲区单元个数信号量
main( )
cobegin{
process P1
while(true){
number=produce();
p(empty); //递减空缓冲区的单元个数
p(mutex); //互斥访问缓冲区
put( );
v(mutex); //恢复访问缓冲区
if number%2==0 v(even); //为偶数允许取偶数
else v(odd); //为奇数允许取奇数
}
process P2 process P3
while(true){ while(true){
p(odd); //互斥奇数p(even);
p(mutex); //互斥访问缓冲区p(mutex);
getodd( ); getevend( );
v(mutex); //恢复访问缓冲区v(mutex);
v(empty); //递增空缓冲区的单元个数v(empty);
countodd(); } counteven();}
}
coend。