进程同步与通信

进程同步与通信 复习一 1 两个并发进程的程序如下 beginN integer N 3 cobeginprocessAbeginL1 N N 5gotoL1end processBbeginL2 print N N 0 gotoL2endcoend 若processA先执行三个循环后 processA和processB又并发执行了一个循环 写出可能出现的打印值 正确的打印值是多少 请用PV操作进行管理 使它们并发执行时不出现与时间有关的错误 A B并发执行一个循环 则有可能打印出23或18 若希望A B交替执行 则正确打印结果应该是8 5 5 5 beginN integer N 3s semaphore s 1cobeginprocessAbeginL1 P S N N 5 V S gotoL1endl processBbeginL2 P S print N N 0 V S gotoL2end coend end 2 a b两点之间是一段东西向的单行车道 现要设计一个管理系统 管理规则如下 ab之间有车辆在行驶时同方向的车可以同时驶入ab段 但另一方向的车必须在ab段外等待 当ab之间没有车辆行驶时 到达a点 或b点 的车辆可以进入ab段 但不能从a点或b点同时驶入 当某方向在ab段行驶的车辆驶出了ab段且暂无车辆进入ab段时 应该让另一方向等的车辆进入ab段行驶 请用pv操作作为工具 对ab段实现正确管理以保证行驶安全 解 本题类似于读者和写者的问题 相当于两组读者使用同一个共享文件的互斥问题 对于a b两端的共享车辆计数器ca和cb分别设两个信号量sa和sb 对共享资源ab段设一个信号量sab 所设计的程序段如下 beginsab sa sb semaphore ca cb integer ca 0 cb 0 sab 1 sa 1 sb 1 cobeginprocessAi i 1 2 beginp sa ca ca 1 ifca 1thenp sab v sa 车辆从a端驶入ab段 p sa ca ca 1 ifca 0thenbegin 等待车辆驶出ab段 v sab end v sa end processBi i 1 2 beginp sb cb cb 1 ifcb 1thenp sab v sb 车辆从b端驶入ab段 p sb cb cb 1 ifcb 0thenbegin 等待车辆驶出ab段 v sab end v sb end coendlendl 3 今有3个并发进程R M P 它们共享一个缓冲器B 进程R负责从输入设备读信息 每读出一个记录后把它存放到缓冲器B中 进程M在缓冲器B中加工进程R存入记录 进程P把加工后的记录打印输出 缓冲器B中每次只能存放一个记录 当记录被加工输出后 缓冲器B中又可存放一个新记录 请用PV操作为同步机制写出它们并发执行时能正确工作的程序 解 此题类似与生产者和消费者问题 设立3个信号量 sr表示是否可以把读入的记录存入缓冲器 初值为1 sm表示缓冲器中是否有记录需要加工 初值为0 sp表示缓冲器是否有已加工好的记录需要打印 初值为0 beginbuffer 记录类型 sr sm sp semaphore sr 1 sm 0 sp 0 cobeginprocessRbeginL1 readarecord p sr buffer record v sm gotoL1end processMbeginL2 p sm 从缓冲器中取走记录 加工记录 加工后存入缓冲器 v sp gotoL2end processPbeginL3 p sp 从缓冲器中取走记录 打印记录 v sr gotoL3end coend end 4 假设有一个成品仓库 总共能存放8太成品 生产者进程生产产品放入仓库 消费者进程从仓库中取出成品消费 为了防止积压 仓库满的时候就停止生产 由于仓库搬运设备只有一套 故成品存入和取出只能分别进行 使用PV操作来实现该方案 beginmutex full empty semaphore mutex 1 empty 8 full 0 cobeginpricessproducerbegin生产一个产品 p empty p mutex 将产品存入仓库 v mutex v full end processconsumerbeginp full p mutex 将产品从仓库取出 v mutex v empty 消费产品 end coend end 5 一条小河上有一座独木桥 规定每次只允许一个过桥 现河东和河西都有相等的人数在等待过桥 为了使两边的人都同样的过桥机会 规定某边的一个人过桥后要让另一边的一个人过桥 即两边的人交替过桥 如果把每个过桥者看成一个进程 为保证安全 可用pv操作来管理 1 写出应定义的信号量及其初值 2 假定开始时让河东的一个人下过桥 然后交替过桥 1 定义两个信号量s1和s2 是初值为1 s2的初值为0 2 假定开始时让河东的一个先过桥 则用pv操作管理时的程序应如下 processE Wbegin p s1 过桥 v s2 endl processW Ebegin p s2 过桥 v s1 end 6 生产围棋的工人不小心把相等数量的黑子和白字混装在一个箱子 现要用自动分拣系统把黑子和白字分开 该系统由两个并发进程A和B组成 系统的功能如下 进程A专拣黑子 进程B专拣白子 每个进程只拣一粒子 当一个进程在拣子时 不允许另一个进程去拣子 当一个进程拣了一粒子后必须让另一个进程拣一粒子 请回答 1 这两个并发进程之间的关系是同步还是互斥 2 写出用PV操作管理时应定义的信号量及其初值 假定让进程A先拣子 请回答 1 这两个并发进程之间的关系是同步还是互斥 2 写出用PV操作管理时应定义的信号量及其初值 假定让进程A先拣子 1 两个并发进程之间的关系是同步关系 2 应定义两个信号量s1和s2 分别表示两个不同的消息 允许拣黑子 和 允许拣白子 假定让进程A先拣黑子 则S1的初值为1 s2的初值应为0 3 进程A 进程B能正确并发执行的程序应如下 cobeginprocessAbeginL1 p s1 拣一粒黑子 v s2 gotoL1end processBbeginL2 p s2 拣一粒白子 v s1 gotoL2endl coend 7 四个进程合作完成一任务的前驱图 试说明这四个进程间的同步关系 并以PV操作描述它们 解 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 b2 b3 b4 semaphore b2 0 b3 0 b4 0 Cobeginprocesss1begin v b2 v b3 end processs2beginp s2 v b4 end processs3beginp b3 v b4 end processs4beginp b4 p b4 end 8 在测量控制系统中 数据采集任务把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 解 应设置两个信号量sf se 信号量sf表示缓冲区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 se sf semaphore se 1 sf 0 cobeginprocessgetbeginL1 采集一个数据 p se 将数据送入缓冲区中 v sf gotoL1 end pricesscomputerbeginL2 p sf 从缓冲去中取出数据 v se 进行数据计算 gotoL2 end coend 9 1 写出P V操作的定义 2 有3个进程PA PB和PC写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 缓冲区的大小和一个记录大小一样 请用P V操作来保证文件的正确打印 9 假