PV操作部分分析思考题.doc

1. 有一阅览室,共有100个座位.读者进入时必须先在一张登记表上登记，该表为每个座位列一表目，包括座号和读者姓名。读者离开时要注销掉登记内容。试用某一种语言（或类语言）和P、V操作描述进程的同步结构。分析读者首先要申请座位，首先要获得登记表以便在上面进行登记；该读者在登记过程中是不允许其他读者进行登记的；因此，需要引入一个初始值为1的信号量mutex以实现读者间对登记表的互斥使用。读者要在登记表上进行登记，前提是登记表上要有空表目；为此需要引入一个信号量S。其初始值为100，表示有空表目100项。读者在完成登记后，放下登记表给其他读者使用，然后在申请到的座位上进行阅读活动。完成阅读后，读者需删除登记表上的内容，在该读者进行删除操作的同时是不允许其他读者进行删除的。读者进程：mutex,s:Semaphore;mutex:=1;s:=100;Process ReaderiBeginwait(s);wait(mutex);； signal(mutex); ;wait(mutex);signal(mutex);signal(s);end2.司机和售票员的同步关系分析在汽车行驶过程中，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。设置两个信号量S1和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。 Var s1,s2:integer:=0,0; Busman: Begin Repeat 关车门 signal(s1) 售票 wait(s2) 开车门 上下乘客 Until false; End End BeginDriver: Begin Repeat wait(s1) 启动车辆 正常行车 到站停车 signal(s2) Until false; End 3.哲学家用餐问题 begin repeat if i mod 2=0 then wait(ci); wait(ci+1 mod 5); eat; signal(ci); signal(ci+1 mod 5) else wait(ci+1 mod 5); wait(ci); eat; signal(ci+1 mod 5); signal(ci); until false end4. 有三个进程PA、PB和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大小。请用P、V操作来保证文件的正确打印。缓冲区1缓冲区2 PA PB PC 读入 复制 打印分析在本题中，进程PA、PB、PC之间的关系为：PA与PB共用一个单缓冲区，而PB又与PC共用一个单缓冲区，其合作方式如图所示。当缓冲区1为空时，进程PA可将一个记录读入其中；若缓冲区1中有数据且缓冲区2为空，则进程PB可将记录从缓冲区1复制到缓冲区2中；若缓冲区2中有数据，进程PC可以打印记录。在其它条件下，相应进程必须等待。事实上这是一个生产者-消费者问题，其中的难点在于PB既是一个生产者又是一个消费者。 应设置四个信号量empty1,empty2,full1,full2，信号量empty1及empty2分别表示缓冲区1及缓冲区2是否为空，其初值为1；信号量full1及full2分别表示缓冲区1及缓冲区2是否有记录可供处理，其初值为0。Var empty1,empty2,full1,full2:integer:=1,1,0,0;Begin PA: Begin; Repeat 从磁盘中读一个记录； Wait（empty1） 将记录存入缓冲区1； signal(full1); until false; end PB:Begin Repeat Wait(full1); 从缓冲区1中取出记录； signal(empty1); wait(empty2); 将记录存入缓冲区2； signal(full2); until false;end PC: Begin; Repeat Wait（full2）; 从缓冲区2中取出记录； signal(empty2); 打印记录； until false; endend5.在南开大学和天津大学之间有一条弯曲的小路，其中从S到T一段路每次只允许一辆自行车通过，但其中有一个小的安全岛M（同时允许两辆自行车停留），可供两辆自行车已从两端进入小路情况下错车使用，如图所示。试设计一个算法使来往的自行车均可顺利通过。M 天津大学KTSL 南开大学分析本题中，应设置5个信号量ST，TS，K，L，M，信号量ST表示是否允许自行车从南开大学去天津大学，其初值为1；信号量TS表示是否允许自行车从天津大学去南开大学，其初值为1；信号量K表示是否允许自行车通过路段S到K，其初值为1；信号量L表示是否允许自行车通过路段T到L，其初值为1；信号量M表示安全岛上还可停放自行车的数目，其初值为2。控制过程描述如下： Var ST,TS,K,L,M:integer:=1,1,1,1,2;Begin Toji 从南开大学到天津大学 Begin RepeatLSTKM wait(ST)； wait(K)； 从S走到K； wait(M); 进入安全岛； signal(K); wait(L); 从L走到T； signal(M); signal(L); signal(ST); until false; end Toxing 从天津大学到南开大学 Begin Repeat wait(TS)；LSTKM wait(L)； 从T走到L； wait(M); 进入安全岛； signal(L); wait(K); 从K走到S； signal(M); signal(K); signal(TS); until false; end end6.读者与写者问题 对写者优先，即一旦有写者到达，后续的读者必须等待，而无论是否有读者在读文件。分析为了解决读者、写者之间同步，应设置两个信号量和一个共享变量：读互斥信号量rmutex，用于使读者互斥地访问共享变量count，其初值为1；写互斥信号量wmutex，用于实现写者与读者的互斥及写者与写者的互斥，其初值为1；共享变量count，用于记录当前正在读文件的读者数目，初值为0。为了提高写者的优先级，增加一个信号量s，用于在写进程到达后封锁后续的读者。int rmutex=1; int wmutex=1;int count=0;int s=1;main( ) cobegin reader( ); writer( ); coend reader( )while(1)wait(s);wait(rmutex);if(count= =0) wait(wmutex);count+;signal(r