进程同步典型例题（操作系统）

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进程同步练习题

1.在公共汽车上，司机和售票员的工作流程如下图。为保证乘客的安全，司机和售票员应密切协同协调工作。请用信号量来实现司机与售票员之间的同步。

司机售票员启动车辆关车门正常行车售票到站停车开车门

图司机和售票员工作流程图

①约束：怎么密切协同协调工作才能保证安全呢？

a)关车门之后再启动车辆；利用前驱图解释b)到站停车之后再开车门；②根据约束定义信号量；

关车门和启动车辆需要一个信号量进行同步S1；到站停车和开车门之间需要一个信号量进行同步S2；③建立几个进程呢？

a)为司机建立一个进程Driver；b)为售票员建立一个进程Conductor；Driver：Repeat

启动车辆；

正常行驶；

到站停车；Untilfalse;

Conductor：Repeat

关车门；售票；开车门；Untilfalse;

④参与同步关系：

Vars1,s2:semorphore=0,0;

Driver：Repeat

Wait(s1);启动车辆；

正常行驶；

到站停车；Signal(s2)Untilfalse;

Conductor：Repeat

关车门；

Signal(s1);

售票；Wait(s2)开车门；Untilfalse;main(){

Driver();Conductor();}

2.桌子上有一只盘子，盘子中只能放一只水果。爸爸专向盘子中放苹果，妈妈专向盘子中放橘子，一个儿子专等吃盘子中的橘子，一个女儿专等吃盘子中的苹果。用PV操作实现他们之间的同步机制。分析：①约束：

a)爸爸和妈妈竞争盘子，往盘子放水果，爸爸在放时，妈妈等待，或者相反；b)爸爸和女儿要同步，即爸爸放完苹果之后通知女儿来吃；同时女儿吃完之后要通知盘

子可用；

c)妈妈和儿子要同步，即妈妈放完橘子之后通知儿子来吃；同时儿子吃完之后要通知盘

子可用；

②经上述分析可知：

需要3个信号量：S1表示临界资源盘子，初值1；爸爸和女儿需要一个信号量进行同步S2=0妈妈和儿子需要一个信号量进行同步S3=0;③建立进程？

爸爸：妈妈：女儿：儿子：Repeatrepeatrepeatrepeat

取一个苹果；取一个橘子；从盘子取一个苹果；从盘子取一个橘子；放入盘子；放入盘子吃苹果；吃橘子；Untilfalse;Untilfalse;Untilfalse;Untilfalse;④参与同步关系。

爸爸：妈妈：女儿：儿子：Repeatrepeatrepeatrepeatwait(S2);wait(S3);

取一个苹果；取一个橘子；从盘子取一个苹果；从盘子取一个橘子；Wait(S1);Wait(S1);signal(S1);signal(S1);放入盘子；放入盘子吃苹果；吃橘子；Signal(S2);Signal(S3);

Untilfalse;Untilfalse;Untilfalse;Untilfalse;

3.a，b两点之间是一段东西向的单行车道，现要设计一个自动管理系统，管理规则如下：（1）当ab之间有车辆在行驶时同方向的车可以同时驶入ab段，但另一方向的车必需在ab段外等待；

（2）当ab之间无车辆在行驶时，到达a点（或b点）的车辆可以进入ab段，但不能从a点和b点同时驶入；

（3）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，应让另一方向等待的车辆进入ab段行驶。

请用信号量为工具，对ab段实现正确管理以保证行驶安全。分析：①约束：

a)ab两点的单行车道是一种临界资源；两端的车辆对该资源进行竞争；b)同步关系：（1），（3）；②经上述分析可知：

首先，设置互斥信号量Sab=1，用于a、b点的车辆互斥进入ab段；

然后，分别设置共享变量ab=0用于记录当前ab段上由a点进入的车辆数量；共享变量ba=0用于记录当前ab=段上由b点进入车辆的数量；

最终，设置互斥信号量S1=1用于ab段的车辆互斥访问共享变量ab；设置互斥信号量S2=1用于ba段的车辆互斥访问共享变量ba③建立进程？

semaphoreS1=1,S2=1,Sab=1;intab=ba=0;

Pab：pba：RepeatrepeatWait(S1)Wait(s2)

abcount=abcount+1;bacount=bacount+1;ifabcount==1thenwait(sab)ifbacount==1thenwait(sab)signal(S1)signal(s2)进入车道行驶；进入车道行驶；Wait(s1)Wait(s2)abcount=abcount-1;bacount=bacount-1;

ifabcount==0thensignal(sab)ifbacount==0thensignal(sab)signal(s1)signal(s2);untilfalse;untilfalse;

main(){

Pab();Pba();}

5．一条河上架设了由若干个桥墩组成的一座桥。若一个桥墩只能站一个人，过河的人只能沿着桥向前走而不能向后退。过河时，只要对岸无人过，就可以过。但不允许河对岸的两个人同时过，以防止出现死锁。请给出两个方向的人顺利过河的同步算法。分析：①约束：

a)桥属于临界资源，两岸的人对该资源进行竞争；

b)桥上的人数是有限制的，设这个桥由N个桥墩构成，桥上同时只能有N个人过桥，

其它人要进行等待。相当于共享资源数。

②设置信号量

信号量s：互斥使用桥，初值为1变量count1：方向1上过河人计数器变量count2：方向2上过河人计数器

信号量scount1：对方向1上过河人计数器count1的互斥使用，初值为1信号量scount2：对方向2上过河人计数器count2的互斥使用，初值为1信号量scount：代表桥上过河人的计数信号量，初值为桥墩个数N③建立进程

Semaphores,scount1,scount2,scount;intcount1,count2;

s=1;scount1=1;scount2=1;scount=N;count1=0;count2=0;

voiddirect1(inti){

wait(scount1);count1++;if(count1==1)wait(s);signal(scount1);

wait(scount);上桥，过桥，下桥；signal(scount);

wait(scount1);count1--;if(count1==0)signal(s);signal(scount1);}

voiddirect2(inti){

wait(