一、用P、V操作描述前趋关系。
P1、P2、P3、P4、P5、P6为一组合作进程，其前趋图如图2．3所示，试用P、V 操作描述这6个进程的同步。
p23图2．3说明任务启动后P1先执行，当它结束后P2、P3可以开始执行，P2完成后P4、P5可以开始执行，仅当P3、P4、P5都执行完后，P6才能开始执行。
为了确保这一执行顺序，设置5个同步信号量n、摄、f3、f4、g分别表示进程P1、P2、P3、P4、P5是否执行完成，其初值均为0。
这6个进程的同步描述如下：图2．3 描述进程执行先后次序的前趋图int f1=0; /*表示进程P1是否执行完成*／int f2=0; /*表示进程P2是否执行完成*／int f3=0; /*表示进程P3是否执行完成*／int f4=0; /*表示进程P4是否执行完成*／int f5=0; /*表示进程P5是否执行完成*／main(){cobeginP1( );P2( );P3( );P4( );P5( );P6( );coend}P1 ( ){┇v(f1);v(f1)：}P2 ( ){p(f1);┇v(f2);v(f2);)P3 ( ){p(f1);┇v(f3);}P4( ){p(f2);┇v(f4);}P5 ( ){p(f2);┇v(f5);}P6( ){p(f3);p(f4);p(f5);┇}二、生产者-消费者问题p25生产者-消费者问题是最著名的进程同步问题。
它描述了一组生产者向一组消费者提供产品，它们共享一个有界缓冲区，生产者向其中投放产品，消费者从中取得产品。
生产者-消费者问题是许多相互合作进程的一种抽象。
例如，在输入时，输入进程是生产者，计算进程是消费者;在输出时，计算进程是生产者，打印进程是消费者。
因此，该问题具有很大实用价值。
我们把一个长度为n的有界缓冲区(n>0)与一群生产者进程P１、P２、…、Pm和一群消费者进程C１、C２、…、Ck 联系起来，如图2．4所示。
假定这些生产者和消费者是互相等效的。
只要缓冲区未满，生产者就可以把产品送入缓冲区，类似地，只要缓冲区未空，消费者便可以从缓冲区中取走物品并消耗它。
生产者和消费者的同步关系将禁止生产者向满的缓冲区输送产品，也禁止消费者从空的缓冲区中提取物品。
图2．4 生产者-消费者问题为解决这一类生产者-消费者问题，应该设置两个同步信号量，一个说明空缓冲单元的数目，用empty表示，其初值为有界缓冲区的大小n，另一个说明满缓冲单元的数目，用full表示，其初值为0。
在本例中有P１、P２、…、Pm个生产者和C１、C２、…、Ck个消费者，它们在执行生产活动和消费活动中要对有界缓冲区进行操作。
由于有界缓冲区是一个临界资源，必须互斥使用，所以，另外还需设置一个互斥信号量mutex，其初值为1。
生产者-消费者问题的同步描述如下：int full=O; /*满缓冲单元的数目*／int empty=n; /*空缓冲单元的数目*／int mutex=1; /*对有界缓冲区进行操作的互斥信号量*／main(){cobeginproduceri();/*i=1，2，┅，m;j=l，2，┅，k*／consumerj();coend}produceri() /*i=1，2，┅，m*／{while(生产未完成){┇生产一个产品;p(empty);p(mutex);送一个产品到有界缓冲区;v(mutex);v(full);)}consumerj() /*j=1，2，…，k*／{while(还要继续消费){p (full);p(mutex);从有界缓冲区中取产品;v (mutex);v (empty);┇消费一个产品;}}三、在操作系统中，进程是一个具有一定独立功能的程序在某个数据集上的一次＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
A．等待活动B．运行活动C．单独操作D．关联操作答：B四、多道程序环境下，操作系统分配资源以＿＿＿＿＿＿＿为基本单位。
A．程序B．指令C进程D．作业答：C五、对于两个并发进程，设互斥信号量为mutex，若mutex=O，则＿＿＿＿＿。
A.表示没有进程进入临界区B.表示有一个进程进入临界区C.表示有一个进程进入临界区，另一个进程等待进入D.表示有两个进程进入临界区答：B六、两个进程合作完成一个任务。
在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来消息，或者建立某个条件后再向前执行，这种制约性合作关系被称为进程的＿＿＿＿。
A.同步B．互斥 C. 调度D．执行答：A七、为了进行进程协调，进程之间应当具有一定的联系，这种联系通常采用进程间交换数据的方式进行，这种方式称为＿＿＿＿＿＿。
A.进程互斥B．进程同步C进程制约D．进程通信答：D八、在测量控制系统中，数据采集任务把所采集的数据送入一单缓冲区;计算任务从该单缓冲区中取出数据进行计算。
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。
P33[分析及相关知识] 在本题中采集任务与计算任务共用一个单缓冲区．当采集任务采集到一个数据后，只有当缓冲区为空时才能将数据送入缓冲区中存放，否则应等待缓冲区腾空;当缓冲区中有数据时，计算任务才能从缓冲区中取出数据进行计算，否则也应等待。
本题实际上是一个生产者—消费者问题。
将生产者—消费者问题抽象出来，以另外一种形式描述是一种常见的试题形式．只要对生产者—消费者问题有了深入的理解，就不难解决此类试题。
解;在本题中，应设置两个信号量Sf,Se，信号量Sf表示缓冲区中是否有可供打印的计算结果，其初值为0;信号量Se用于表示缓冲区有无空位置存放新的信息，其初值为1。
本题的同步描述如下：int Se=l;int Sf=0;main(){cobeginget();compute();coend}get(){while (采集工作未完成){采集一个数据：p(Se);将数据送入缓冲区中;v(Sf);}}compute(){while(计算工作未完成){p(Sf);从缓冲区中取出数据;v(Se);进行数据计算;}}九、图2．7给出了四个进程合作完成某一任务的前趋图，试说明这四个进程间的同步关系，并用P、V操作描述它。
P35图2．7 四个合作进程的前趋图解：图2．7说明任务启动后S1先执行。
当S1结束后，S2、S3可以开始执行。
S2、S3完成后，S4才能开始执行。
为了确保这一执行顺序，设三个同步信号量b2、b3、b4分别表示进程S2、S3、S4是否可以开始执行，其初值均为0。
这四个进程的同步描述如下：int b2=0; /*表示进程S2是否可以开始执行*／int b3=0; /*表示进程S3是否可以开始执行*／int b4=0; /*表示进程S4是否可以开始执行*／main(){cobeginS1 ( );S2 ( );S3 ( );S4 ( );coend}S1 ( ){┇v(b2);v(b3);}S2 ( ){p(b2);┇v(b4);}S3 ( ){p(b3)：┇v(b4);}S4 ( ){p(b4);p(b4); /*因在S2及S3完成时均对b4做了v操作，因此这里要用两个p操作*／┇}十、桌上有一空盘，允许存放一只水果。
爸爸可向盘中放苹果，也可向盘中放桔子，儿子专等吃盘中的桔子，女儿专等吃盘中的苹果。
规定当盘空时一次只能放一只水果供吃者取用，请用P、V原语实现爸爸、儿子、女儿三个并发进程的同步。
P37[分析及相关知识] 在本题中，爸爸、儿子、女儿共用一个盘子，且盘中一次只能放一个水果．当盘子为空时，爸爸可将一个水果放入果盘中。
若放入果盘中的是桔子，则允许儿子吃，女儿必须等待;若放入果盘中的是苹果，则允许女儿吃，儿子必须等待。
本题实际上是生产者—消费者问题的一种变形。
这里，生产者放入缓冲区的产品有两类，消费者也有两类，每类消费者只消费其中固定的一类产品。
解：在本题中，应设置三个信号量S、So、Sa，信号量S 表示盘子是否为空，其初值为1;信号量So表示盘中是否有桔子，其初值为0;信号量Sa表示盘中是否有苹果，其初值为0。
同步描述如下：int S=1;int Sa=O：int So=O：main( ){cobeginfather();son();daughter()：coend}father(){while (1){p(S);将水果放入盘中;if(放入的是桔子) v(So)：else v(Sa);})son( ){while(1){p(So);从盘中取出桔子;v(S);吃桔子;}}dau[shter(){while(1){p(Sa);从盘中取出苹果;v(S)：吃苹果;}}答十一、(华中理工大学1999年试题)设公共汽车上，司机和售票员的活动分别是：p41司机的活动：启动车辆：正常行车;到站停车;售票员的活动：关车门;售票：开车门;在汽车不断地到站、停车、行驶过程中，这两个活动有什么同步关系?用信号量和P、V操作实现它们的同步。
解;在汽车行驶过程中，司机活动与售票员活动之间的同步关系为：售票员关车门后，向司机发开车信号，司机接到开车信号后启动车辆，在汽车正常行驶过程中售票员售票，到站时司机停车，售票员在车停后开车门让乘客上下车。
因此司机启动车辆的动作必须与售票员关车门的动作取得同步;售票员开车门的动作也必须与司机停车取得同步。
在本题中，应设置两个信号量：s1、s2，s1表示是否允许司机启动汽车，其初值为0; s2表示是否允许售票员开门，其初值为0。
用P、V原语描述如下：int s1=O;int s2=O;main(){cobegindriver();busman();coend}driver(){while(1){p(s1);启动车辆;正常行车;到站停车;v(s2);}}busman(){while(1){关车门;v(s1);售票;p(s2);开车门;上下乘客;}}用P、V操作来控制现实生活中的操作流程是一类常见的试题。
这类试题要求解题者能将生活中的控制流程用形式化的方式表达出来。
十二、设有一个发送者进程和一个接收者进程，其流程图如图2．10所示。
s是用于实现进程同步的信号量，mutex是用于实现进程互斥的信号量。
试问流程图中的A、B、C、D 四框中应填写什么?假定缓冲区有无限多个，s和mutex的初值应为多少? p42[分析及相关知识] 由图2．10可以看出，发送者进程与接收者进程之间的同步关系是：发送者进程生成的信息送入消息链中，接收者进程从消息链中接收信息;由于发送者进程产生一个消息并链入消息链后用V操作增加消息计数并唤醒接收者进程，这表示发送者进程和接收者进程是通过信号量s实现同步的，因此接收者进程应该在取信息之前先使用一个P操作来查看消息链上是否有消息，若无消．息则阻塞自己;另外，发送者和接收者对消息链的访问应使用信号量进行互斥，即在访问前使用P操作，在访问后使用V操作。
