信号量在生产者-消费者及其变形问题中的应用
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ｏ ｄ［
Ｐ ｆＵ； （ ） ｕ
例 ２ （０ ９年考研 真 题 ） ：２ ０ 三个 进 程 Ｐ 、２ Ｐ １Ｐ 、 ３互 斥 使用 一 个包 含 Ｎ （ ＞ ）个 单 元 的缓 冲 区 。Ｐ 每 次 刚 Ｎ０ ｌ ｐｏ ｕ ｅ ） 成 一个 正 整数 并 用 ｐ ｔ ） 入 缓 冲 区某 一 ｒｄ ｃ （ 生 ｕ （送 空单 元 中 ； ２每 次用 ｇｔ ｄ ） 该 缓 冲 区 中取 出一 个 Ｐ ｅｏ （ 从 ｄ 奇数 并 用 ｃｕ ｔ ｄ ） ｏ ｎｏ （ 统计 奇 数个 数 ； ３每 次用 ｇｔ ｅ ｄ Ｐ ｅｅ ｎ ｖ （ 从 该 缓 冲 区 中取 出一 个 偶 数 并 用 ｃ ｕ ｔｖｎ ） 计 ） ｏ ｎｅ ｅ （ 统
从 缓 冲 区 ２中取 ｍ 记 录 ：
Ｖｅ ｔ ） （ ｙ ； ｍｐ ２
Ｐｅ ｐｙ （ｍ ｔ） ； Ｐｎｕｅ）／ 入 缓 冲 区 （ｌｔ ；进 ｘ／ 向共 享 缓 冲 区写 人 数 据 ：
Ｖｍｕｅ） （ ｔ ； ｘ Ｖｆｌ；退 ｍ 缓 冲区 （ １／ ｕ ）／
】ｈｌ １； ｗ ｉ （） ｅ 消 费 者 进 程 ｃｎｕ ｒ （ ｌ２…ｎ） ｏｓｍｅ ｊ ，， ｊ＝
消 费数 据 ：
一
Ｖｍｕｅ） （ ｔｘ； Ｖｅ ｔ ； 出 缓 冲 区 （ｍｐｙ／机 制 实现 这 三个 进程 的 同步 与 互斥 活 动 ， 说 明所定 义 的信号 量 的含义 。 并 分 析 ：此 题 是典 型 的 生产者 一 费 者 变形 问题 ， 消 三 个 进 程 共享 一个 Ｎ个 单元 的缓 冲 区 ． １ 数 据 到缓 冲 Ｐ 送
Ｐｍ ｔｘ； 入 缓 冲 区 （ ｕｅ）／进 ／
从共享缓冲区读ｍ数据 ：
单元 ， 当于 是生 产者 ； ２ Ｐ 相 Ｐ 、 ３分 别 从缓 冲单元 中取 数 据 ． 当于 是消 费者 ； 相 定义 信号 量 Ｓ １控 制 Ｐ １与 Ｐ ２之 】ｈｌ（ ； ｗ ｉ １ ｅ） 问 的 同步 ：２控制 Ｐ Ｓ １与 Ｐ ３之 问 的 同步 ，初 值均 为 ０ ３３生 产者与 消 费者 问题 变形 问题 分 析 ． ；ｍｐｙ控 制 生 产者 与 消 费者 之 间 的 同步 ，初 值 为 Ｎ； ｅ ｔ 例 １ 三个 进程 Ｐ ，２ Ｐ ： ｌＰ ， ３协作 解 决文 件打 印 问题 ， ｍ ｔｘ控制 进 程 间互斥 使 用缓 冲 区 ．初值 为 １ ｕｅ 。用 Ｐ Ｖ Ｐ 将 文 件记 录从 磁盘读 入 内存 的缓 冲 区 １ １ ．每 执行 一 操作 描 述进 程 活动 如下 ： 次 读一 个记 录 ：２将 缓 冲 区 １的 内容取 出放 到缓 冲区 Ｐ Ｐ ｌ进 程 ： ２中 ：３将缓 冲区 ２的 内容 打印 出来 ， 执行 一 次打 印 Ｐ 每 Ｘ ｐｏ ｕ ｅ ； ＝ ｒｄ ｃ０ Ｐｅ ｔ） （ ｙ； ｍｐ 个 记 录 。缓冲 区 的大小 和一 个记 录 大小 一样 。用 Ｐ 、 Ｐｍｕｅ） （ ｔ ； ｘ Ｖ 操作 来保 证 文件 的 正确 打 印 。三个 进 程 工作 过程 如
一
计 算必 须等 待输 入进程 输入 的数 据 ．输 出进 程要 输 出 号量 ： 数 据必 须等 待计 算 进程 计算 完数 据 同步 信 号量 ｅ ｐｖ表 示 空 缓 冲 单元 个 数 ，初 值为 Ｉｔ ｎ 互 斥 是 指一 组 并 发 进 程 中 的一 个 或 多 个 程 序段 ． 冈共 享 某共 有 资源 而 导致 它们 必须 以一 个 不允 许 交 叉 ｋ； 执行 的单 位执 行 。 斥关 系亦称 间 接制约 关 系 ， 互 即进 程 同步信 号量 ｆｌ表示 满 缓 冲单元 个 数 ， 值 为 ０ ｕｌ 初 ： 互 斥信 号量 ｍｕｅ 示互 斥使 州 的 整个缓 冲池 ． ｔ ｘ表 初 在逻 辑 上本 来 完 全独 立 ． 毫无 关 系 ． 只是 由于竞 争 同一
一
１信 号 量 机 制 和 Ｐ 操 作 含 义 ． Ｖ
２ 进程 同步 互斥 含义 ．
同 步 指 两个 或 多个 进 程 为 了合 作 完 成 同一 任 务 ． 在 执 行 速 度或 某 个 确 定 的 时序 点上 必 须 相互 协调 ． 即 个进 程依 赖 于另 一个 进程 发送 的消息 ．进 程 之 间体 现 了一 种相 互合 作 的关 系 ．同 步关 系亦 称直 接制 约 关 系． 如输 入 进 程 、 算 进 程 和输 出进 程 ， 计 计算 进 程 要 想
度为 ｋ的有 界缓 冲 区 （ ＞ ） 生 产者 向其 中存 放 产 品 ， ｋ０ ． 消费 者从其 中取得 产 品 ． 求 ： 产者 不应 覆 盖一 个满 要 生 的缓 冲 区 ： 消费者 不应 使用 一个 空 的缓 冲 区 ； 生产 者 消 费者 必须按 一种互 斥 的方 式访 问缓 冲 区 分 析 ： 冲池 为满 时 ， 产 者 等 待 消 费者 取 产 品 ， 缓 生 缓 冲池为空 时 ． 消费者 等 待生产 者 存放 产 品。 记 录型 朋 信号 量机 制解 决生产 者 和消 费者 问 题 ．可设 置 ｉ个 信
１２ ７
福 建 电
脑
信 号 量 在 生产 者 一 费者 及 其 变 形 问题 中的应 用 消
李 洁 ．张 瑜 慧
（宿 迁 学院 计 算机 科 学 系 江 苏 宿迁 ２ ３ ０ ２ ８ ０）
【 摘 要 】 生产 者一消费者 问题是操 作 系统 中进 程 同步互斥 的经典 ｌ 。 其 之上 的 变形 问题在 实 际 ： ＇ 在 ｑ题
２１ ０ ２年第 ２期 值为 １ ：
福
建 电
脑
Ｖ（ ｌ ） ｆｌ ｕ２ Ｉ ７ ３进 程：
ｉ儿＿ ； ｕ ２ Ｊ
１３ ７
用Ｐ ｖ操 作描 述 生产 者和 消费 者进 程 活动 如下 ：
生 产 者进 程 ｐｏ ｕｅ ｌ ， ｍ ｒｄ ｃｒ （ ， … ） ｊ ２ ｄ［ ｏ 生产产品 ：
Ｐｌ 程 ： 进
Ｖ ｍ ｔｘ； （ ｎｅ）
Ｐ ２进 程 ：
应 用 中非 常广 泛 ， 用信 号 量机制描 述 此类 问题 ， 并给 出相 应的 解决方 法。
【 关键 词 】 同步 ； ： 互斥 ； 信号 量 ；Ｖ操 作 ； Ｐ 生产 者一消 费者
个 物理 资源 而互相 制约 。 如系 统 中只有 一 台打印 机 ． 例 １６ ９ ５年 ．荷 兰学 者 Ｄｊｓ ａ 出 了利 用 信 号 量 机 有 两个 进程都 要使用 ，则 只能 是一个 进 程用 完 打印 机 ｉ ｔ 提 ｋｒ 制 解决进 程 同步 问题 ．信 号量 正式 成为 有效 的进 程 同 之后 ， 一个 进 程 才 能使 川 。 另 否则 ． 两 个 进程 同时 刚 若 步 工具 ．现 在信 号量 机制 被广 泛 的用 于单处 理机 和多 台打印机 ． 则结 果交 织在 一起 ． 法保 证 结果 的正 确 无 处 理机 系统 以及计 算 机 网络 中 信 号量 是一 个 确定 的 性 。 种互 斥关 系不 同于 同步关 系 ． 这 它们 的运行 不具 有 二 元 组（，）其 中 Ｔ是 个初 始 状 态 为 空 的等 待 队列 ， 时间 次序 的特征 ． 先 向系统提 出 申请 ． 就先 占有 资 ＳＴ ， Ｓ 谁 谁 是 一个 具有 非 负 初值 的 整 型变量 当 Ｓ ＞ １０时 ． 示 系 源执行 。 表 统 中某 类 可 用 资源 的 数 目， Ｓ ０时． 绝对 值 表 示 等 当 ＜ 其 ３信 号 量 机 制 在 进 程 同步 互 斥 中 的应 用 ． 待使 用某 类 资源 的进 程 的个数 信 号量 Ｓ的值 只 能 由 ３１ 决步骤 ．解 定 义在信 号 量上 的 Ｐ原语 和 ｖ原 语来 改变 用信 号量机 制描 述进 程 同步互 斥基本 步骤 为 ： Ｐ原 语 操作 的动 作是 ： （） １ 分析 进程 问 的 同步 互斥 关 系 ； 据实 际 问题 分 根 （） １ Ｓ减 ｌ ； 析包 含 的进 程 间 的关 系 ， 同步还 是 互 斥 ． 是兼 有 ． 是 还 （ ） Ｓ减 ｌ ２若 后仍 大于或等 于零 ． 则进程继 续执行 ； 分别 列 出进 程 的制 约关 系 （ ） Ｓ减 １ 小 于零 ， 该进 程 被 阻塞 后进 入与 ３若 后 则 （） ２ 设相 应 同步 互 斥信 号 量 ． 并说 明 含义 和 设定 初 该信号相 对 应 的队列 中 ． 后转 进程调 度 。 然 值： 根据分 析 出的进程 同步互 斥关 系 ， 别设定 相 应 的 分 ｖ原语 操 作 的动作 是 ： 信号 量 ． 同步信 号量 和互斥 信 号 量分 别是 哪些 ． 自的 各 （） １ Ｓ加 １ ； 含 义是什 么 ． 初值 是多 少 （ ） 相加 结果 大 于零 ， 进程 继续 执行 ： ２若 则 （ ） Ｐ Ｖ操作 来描 述进 程 的活动 根据 进程 相应 ３用 、 （ ） 相 加 结果 小 于或 等 于零 。 从该 信 号 的 等待 程 序算 法或 流 程控 制 ． Ｐ、 ３若 则 用 Ｖ操 作 和设 定 的信 号量 机 队列 中唤醒 一等 待进 程 ．然后 再 返 回原 进 程继 续 执行 制来 描述 各进程 的活 动 或 转进 程调 度 ３２信号 量机 制描述 生 产者一 费者 问题 ． 消 通 常， Ｐ操 作 意 味 着请 求 一 个 资 源 ． Ｖ操 作 意 味着 生 产者 与 消费 者 问题 是 经 典 的 同步 问题 ．其 中包 释 放一个 资 源 。在 一定 条件 下 ， 作代 表挂 起进 程操 括 了 同步与互斥 ．很 多 进程 之 问 的联 系问题 都 是在 此 Ｐ操 作 ． ｖ操 作 代表 唤醒 被挂起 进 程 的操 作 Ｐ 而 ｖ操 作对 问题 上进 行演 变和扩 展 ．因此 是操 作 系统 课程 中 的核 于 每一个 进 程来 说 ． 只能进 行一 次 ． 都 而且 必须 成 对使 心算 法 生产 者与 消费 者 问题 捕述 如下 ：生产 者进 程 Ｐ 、２ … 、ｍ， １Ｐ 、 Ｐ 消费 者 进 程 Ｃ 、 ２ … 、ｎ共享 一 个 长 １Ｃ 、 Ｃ 州． Ｐ 在 Ｖ原语 执行 期 问不允许 有 中断 的发 生
下 图所示
．
Ｐ ｔ； ｕＯ
Ｉ ｘ ＝ Ｏ ｆ（ ％２ ＝ ）
！ 。
２Ｉ竺
Ｖ（ ） ｓ； ２
ｅｓ ｌｅ
Ｖ（ ） ｓ； １
分析 ： 此题 中有 两 个 缓 冲 区 ， 个 进 程 ， 于 缓 冲 三 对 区 １ 说 ． １ 文件 记 录读 入 其 中 。 当于是 生 产者 ， 来 Ｐ 将 相 Ｐ ２将 记 录 从缓 冲 区 ｌ中取 出 ． 当于 是 消 费者 ： 于 相 对 缓 冲 区 ２来 说 ，２将 数 据存 入 其 中 ． 当于是 生 产者 ， Ｐ 相 Ｐ ３将 数据 从 缓 冲 区 ２取 出 ． 当 于是 消 费者 ： 点 在 相 难 于Ｐ ２进程 既是 一个 生产 者 又是 ～个 消 费者 ． 可设 四个 信号 量分 别表 示两 类缓 冲区 的状 态 ： 信号 量 ｅ ｐｙ ， 示缓 冲 区 １ ｍ ｔｌ 表 是否 为空 ， 值为 １ 初 ； 信号 量 ｅ ｐｙ ， ｍ ｔ 表示缓 冲 区 ２是 否为空 ， 值为 １ ２ 初 ； 信 号量 ｆｌ ． 示缓 冲 区 １ 否 有记 录 可供 处理 ． ｕｌ 表 １ 是 初值为 １ ： 信 号量 ｆｌ ． 示缓 冲 区 ２是 否有 记 录可 供 处理 ． ｕｌ 表 ２ 初 值 为 １ ： 用Ｐ Ｖ操 作 描述 进程 活 动如 下 ：
Ｐ ｆＵ； （ ） ｕ
例 ２ （０ ９年考研 真 题 ） ：２ ０ 三个 进 程 Ｐ 、２ Ｐ １Ｐ 、 ３互 斥 使用 一 个包 含 Ｎ （ ＞ ）个 单 元 的缓 冲 区 。Ｐ 每 次 刚 Ｎ０ ｌ ｐｏ ｕ ｅ ） 成 一个 正 整数 并 用 ｐ ｔ ） 入 缓 冲 区某 一 ｒｄ ｃ （ 生 ｕ （送 空单 元 中 ； ２每 次用 ｇｔ ｄ ） 该 缓 冲 区 中取 出一 个 Ｐ ｅｏ （ 从 ｄ 奇数 并 用 ｃｕ ｔ ｄ ） ｏ ｎｏ （ 统计 奇 数个 数 ； ３每 次用 ｇｔ ｅ ｄ Ｐ ｅｅ ｎ ｖ （ 从 该 缓 冲 区 中取 出一 个 偶 数 并 用 ｃ ｕ ｔｖｎ ） 计 ） ｏ ｎｅ ｅ （ 统
从 缓 冲 区 ２中取 ｍ 记 录 ：
Ｖｅ ｔ ） （ ｙ ； ｍｐ ２
Ｐｅ ｐｙ （ｍ ｔ） ； Ｐｎｕｅ）／ 入 缓 冲 区 （ｌｔ ；进 ｘ／ 向共 享 缓 冲 区写 人 数 据 ：
Ｖｍｕｅ） （ ｔ ； ｘ Ｖｆｌ；退 ｍ 缓 冲区 （ １／ ｕ ）／
】ｈｌ １； ｗ ｉ （） ｅ 消 费 者 进 程 ｃｎｕ ｒ （ ｌ２…ｎ） ｏｓｍｅ ｊ ，， ｊ＝
消 费数 据 ：
一
Ｖｍｕｅ） （ ｔｘ； Ｖｅ ｔ ； 出 缓 冲 区 （ｍｐｙ／机 制 实现 这 三个 进程 的 同步 与 互斥 活 动 ， 说 明所定 义 的信号 量 的含义 。 并 分 析 ：此 题 是典 型 的 生产者 一 费 者 变形 问题 ， 消 三 个 进 程 共享 一个 Ｎ个 单元 的缓 冲 区 ． １ 数 据 到缓 冲 Ｐ 送
Ｐｍ ｔｘ； 入 缓 冲 区 （ ｕｅ）／进 ／
从共享缓冲区读ｍ数据 ：
单元 ， 当于 是生 产者 ； ２ Ｐ 相 Ｐ 、 ３分 别 从缓 冲单元 中取 数 据 ． 当于 是消 费者 ； 相 定义 信号 量 Ｓ １控 制 Ｐ １与 Ｐ ２之 】ｈｌ（ ； ｗ ｉ １ ｅ） 问 的 同步 ：２控制 Ｐ Ｓ １与 Ｐ ３之 问 的 同步 ，初 值均 为 ０ ３３生 产者与 消 费者 问题 变形 问题 分 析 ． ；ｍｐｙ控 制 生 产者 与 消 费者 之 间 的 同步 ，初 值 为 Ｎ； ｅ ｔ 例 １ 三个 进程 Ｐ ，２ Ｐ ： ｌＰ ， ３协作 解 决文 件打 印 问题 ， ｍ ｔｘ控制 进 程 间互斥 使 用缓 冲 区 ．初值 为 １ ｕｅ 。用 Ｐ Ｖ Ｐ 将 文 件记 录从 磁盘读 入 内存 的缓 冲 区 １ １ ．每 执行 一 操作 描 述进 程 活动 如下 ： 次 读一 个记 录 ：２将 缓 冲 区 １的 内容取 出放 到缓 冲区 Ｐ Ｐ ｌ进 程 ： ２中 ：３将缓 冲区 ２的 内容 打印 出来 ， 执行 一 次打 印 Ｐ 每 Ｘ ｐｏ ｕ ｅ ； ＝ ｒｄ ｃ０ Ｐｅ ｔ） （ ｙ； ｍｐ 个 记 录 。缓冲 区 的大小 和一 个记 录 大小 一样 。用 Ｐ 、 Ｐｍｕｅ） （ ｔ ； ｘ Ｖ 操作 来保 证 文件 的 正确 打 印 。三个 进 程 工作 过程 如
一
计 算必 须等 待输 入进程 输入 的数 据 ．输 出进 程要 输 出 号量 ： 数 据必 须等 待计 算 进程 计算 完数 据 同步 信 号量 ｅ ｐｖ表 示 空 缓 冲 单元 个 数 ，初 值为 Ｉｔ ｎ 互 斥 是 指一 组 并 发 进 程 中 的一 个 或 多 个 程 序段 ． 冈共 享 某共 有 资源 而 导致 它们 必须 以一 个 不允 许 交 叉 ｋ； 执行 的单 位执 行 。 斥关 系亦称 间 接制约 关 系 ， 互 即进 程 同步信 号量 ｆｌ表示 满 缓 冲单元 个 数 ， 值 为 ０ ｕｌ 初 ： 互 斥信 号量 ｍｕｅ 示互 斥使 州 的 整个缓 冲池 ． ｔ ｘ表 初 在逻 辑 上本 来 完 全独 立 ． 毫无 关 系 ． 只是 由于竞 争 同一
一
１信 号 量 机 制 和 Ｐ 操 作 含 义 ． Ｖ
２ 进程 同步 互斥 含义 ．
同 步 指 两个 或 多个 进 程 为 了合 作 完 成 同一 任 务 ． 在 执 行 速 度或 某 个 确 定 的 时序 点上 必 须 相互 协调 ． 即 个进 程依 赖 于另 一个 进程 发送 的消息 ．进 程 之 间体 现 了一 种相 互合 作 的关 系 ．同 步关 系亦 称直 接制 约 关 系． 如输 入 进 程 、 算 进 程 和输 出进 程 ， 计 计算 进 程 要 想
度为 ｋ的有 界缓 冲 区 （ ＞ ） 生 产者 向其 中存 放 产 品 ， ｋ０ ． 消费 者从其 中取得 产 品 ． 求 ： 产者 不应 覆 盖一 个满 要 生 的缓 冲 区 ： 消费者 不应 使用 一个 空 的缓 冲 区 ； 生产 者 消 费者 必须按 一种互 斥 的方 式访 问缓 冲 区 分 析 ： 冲池 为满 时 ， 产 者 等 待 消 费者 取 产 品 ， 缓 生 缓 冲池为空 时 ． 消费者 等 待生产 者 存放 产 品。 记 录型 朋 信号 量机 制解 决生产 者 和消 费者 问 题 ．可设 置 ｉ个 信
１２ ７
福 建 电
脑
信 号 量 在 生产 者 一 费者 及 其 变 形 问题 中的应 用 消
李 洁 ．张 瑜 慧
（宿 迁 学院 计 算机 科 学 系 江 苏 宿迁 ２ ３ ０ ２ ８ ０）
【 摘 要 】 生产 者一消费者 问题是操 作 系统 中进 程 同步互斥 的经典 ｌ 。 其 之上 的 变形 问题在 实 际 ： ＇ 在 ｑ题
２１ ０ ２年第 ２期 值为 １ ：
福
建 电
脑
Ｖ（ ｌ ） ｆｌ ｕ２ Ｉ ７ ３进 程：
ｉ儿＿ ； ｕ ２ Ｊ
１３ ７
用Ｐ ｖ操 作描 述 生产 者和 消费 者进 程 活动 如下 ：
生 产 者进 程 ｐｏ ｕｅ ｌ ， ｍ ｒｄ ｃｒ （ ， … ） ｊ ２ ｄ［ ｏ 生产产品 ：
Ｐｌ 程 ： 进
Ｖ ｍ ｔｘ； （ ｎｅ）
Ｐ ２进 程 ：
应 用 中非 常广 泛 ， 用信 号 量机制描 述 此类 问题 ， 并给 出相 应的 解决方 法。
【 关键 词 】 同步 ； ： 互斥 ； 信号 量 ；Ｖ操 作 ； Ｐ 生产 者一消 费者
个 物理 资源 而互相 制约 。 如系 统 中只有 一 台打印 机 ． 例 １６ ９ ５年 ．荷 兰学 者 Ｄｊｓ ａ 出 了利 用 信 号 量 机 有 两个 进程都 要使用 ，则 只能 是一个 进 程用 完 打印 机 ｉ ｔ 提 ｋｒ 制 解决进 程 同步 问题 ．信 号量 正式 成为 有效 的进 程 同 之后 ， 一个 进 程 才 能使 川 。 另 否则 ． 两 个 进程 同时 刚 若 步 工具 ．现 在信 号量 机制 被广 泛 的用 于单处 理机 和多 台打印机 ． 则结 果交 织在 一起 ． 法保 证 结果 的正 确 无 处 理机 系统 以及计 算 机 网络 中 信 号量 是一 个 确定 的 性 。 种互 斥关 系不 同于 同步关 系 ． 这 它们 的运行 不具 有 二 元 组（，）其 中 Ｔ是 个初 始 状 态 为 空 的等 待 队列 ， 时间 次序 的特征 ． 先 向系统提 出 申请 ． 就先 占有 资 ＳＴ ， Ｓ 谁 谁 是 一个 具有 非 负 初值 的 整 型变量 当 Ｓ ＞ １０时 ． 示 系 源执行 。 表 统 中某 类 可 用 资源 的 数 目， Ｓ ０时． 绝对 值 表 示 等 当 ＜ 其 ３信 号 量 机 制 在 进 程 同步 互 斥 中 的应 用 ． 待使 用某 类 资源 的进 程 的个数 信 号量 Ｓ的值 只 能 由 ３１ 决步骤 ．解 定 义在信 号 量上 的 Ｐ原语 和 ｖ原 语来 改变 用信 号量机 制描 述进 程 同步互 斥基本 步骤 为 ： Ｐ原 语 操作 的动 作是 ： （） １ 分析 进程 问 的 同步 互斥 关 系 ； 据实 际 问题 分 根 （） １ Ｓ减 ｌ ； 析包 含 的进 程 间 的关 系 ， 同步还 是 互 斥 ． 是兼 有 ． 是 还 （ ） Ｓ减 ｌ ２若 后仍 大于或等 于零 ． 则进程继 续执行 ； 分别 列 出进 程 的制 约关 系 （ ） Ｓ减 １ 小 于零 ， 该进 程 被 阻塞 后进 入与 ３若 后 则 （） ２ 设相 应 同步 互 斥信 号 量 ． 并说 明 含义 和 设定 初 该信号相 对 应 的队列 中 ． 后转 进程调 度 。 然 值： 根据分 析 出的进程 同步互 斥关 系 ， 别设定 相 应 的 分 ｖ原语 操 作 的动作 是 ： 信号 量 ． 同步信 号量 和互斥 信 号 量分 别是 哪些 ． 自的 各 （） １ Ｓ加 １ ； 含 义是什 么 ． 初值 是多 少 （ ） 相加 结果 大 于零 ， 进程 继续 执行 ： ２若 则 （ ） Ｐ Ｖ操作 来描 述进 程 的活动 根据 进程 相应 ３用 、 （ ） 相 加 结果 小 于或 等 于零 。 从该 信 号 的 等待 程 序算 法或 流 程控 制 ． Ｐ、 ３若 则 用 Ｖ操 作 和设 定 的信 号量 机 队列 中唤醒 一等 待进 程 ．然后 再 返 回原 进 程继 续 执行 制来 描述 各进程 的活 动 或 转进 程调 度 ３２信号 量机 制描述 生 产者一 费者 问题 ． 消 通 常， Ｐ操 作 意 味 着请 求 一 个 资 源 ． Ｖ操 作 意 味着 生 产者 与 消费 者 问题 是 经 典 的 同步 问题 ．其 中包 释 放一个 资 源 。在 一定 条件 下 ， 作代 表挂 起进 程操 括 了 同步与互斥 ．很 多 进程 之 问 的联 系问题 都 是在 此 Ｐ操 作 ． ｖ操 作 代表 唤醒 被挂起 进 程 的操 作 Ｐ 而 ｖ操 作对 问题 上进 行演 变和扩 展 ．因此 是操 作 系统 课程 中 的核 于 每一个 进 程来 说 ． 只能进 行一 次 ． 都 而且 必须 成 对使 心算 法 生产 者与 消费 者 问题 捕述 如下 ：生产 者进 程 Ｐ 、２ … 、ｍ， １Ｐ 、 Ｐ 消费 者 进 程 Ｃ 、 ２ … 、ｎ共享 一 个 长 １Ｃ 、 Ｃ 州． Ｐ 在 Ｖ原语 执行 期 问不允许 有 中断 的发 生
下 图所示
．
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分析 ： 此题 中有 两 个 缓 冲 区 ， 个 进 程 ， 于 缓 冲 三 对 区 １ 说 ． １ 文件 记 录读 入 其 中 。 当于是 生 产者 ， 来 Ｐ 将 相 Ｐ ２将 记 录 从缓 冲 区 ｌ中取 出 ． 当于 是 消 费者 ： 于 相 对 缓 冲 区 ２来 说 ，２将 数 据存 入 其 中 ． 当于是 生 产者 ， Ｐ 相 Ｐ ３将 数据 从 缓 冲 区 ２取 出 ． 当 于是 消 费者 ： 点 在 相 难 于Ｐ ２进程 既是 一个 生产 者 又是 ～个 消 费者 ． 可设 四个 信号 量分 别表 示两 类缓 冲区 的状 态 ： 信号 量 ｅ ｐｙ ， 示缓 冲 区 １ ｍ ｔｌ 表 是否 为空 ， 值为 １ 初 ； 信号 量 ｅ ｐｙ ， ｍ ｔ 表示缓 冲 区 ２是 否为空 ， 值为 １ ２ 初 ； 信 号量 ｆｌ ． 示缓 冲 区 １ 否 有记 录 可供 处理 ． ｕｌ 表 １ 是 初值为 １ ： 信 号量 ｆｌ ． 示缓 冲 区 ２是 否有 记 录可 供 处理 ． ｕｌ 表 ２ 初 值 为 １ ： 用Ｐ Ｖ操 作 描述 进程 活 动如 下 ：