进程同步经典习题

1.某车站售票厅，任何时刻最多可容纳20名购票者进入，当售票厅中少于20名购票者时，则厅外的购票者可立即进入，否则需在外面等待。若把一个购票者看作一个进程，请用PV操作实现管理。

解：定义一个信号量S，初值为20

parbegin

process pl(l=1,2,……)

begin

wait(S);

进入售票厅；

购票；

退出；

signal(S)

end

2.桌上有一空盘，允许存放一个水果，爸爸可向盘内放苹果，妈妈可向盘内放桔子，儿子专等吃盘内的桔子，女儿专等吃盘中的苹果，请用P、V 操作实现爸爸、妈妈、儿子、女儿四个并发进程的同步与互斥。

int S=1;int Sa=0;int Sb=0;

main()

{cobegin

father();

mather();

son();

daughter();

coend}

father() mather()

{while(1) { while(1)

{p(S); {p(S) ;

将一个苹果放入盘中将一个桔子放入盘中

V(Sa);} V(Sb);}

} }

son() daughter()

{ while(1) { while(1)

{p(Sb); { p(Sa);

从盘中取出桔子从盘中取出苹果

V(S);吃桔子；} V(S);吃苹果；}

}

3.生产围棋的工人不小心把相等数量的黑子和白子混装在一个盒子里，现在要用自动分拣系统把黑子和白子分开，该系统由两个并发执行的进程PA和PB组成，系统功能如下：

（1）PA专拣黑子，PB专拣白子；

（2）每个进程每次只拣一个子，当一个进程拣子时，不允许另一个进程去拣子；

（3）当一个进程拣一个子（黑或白）后，必须让另一个进程去拣一个子（白或黑）

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PV操作管理时应定义的信号量及其初值。

③根据定义的信号量，写出用PV操作管理两个并发进程的程序

答：①两个进程之间是同步关系

②定义两个信号量S1和S2，初值为1和0

③process PA process PA

begin begin

repeat repeat

wait(S1) wait(S2)

拣黑子拣白子

signal(S2) signal(S1)

until false until false

end end

4.有一阅览室，读者进入时必须先在一张登记表上登记，该表为每一座位列出一个表目，包括座号、姓名，读者离开时要注销登记信息；假若阅览室共有100个座位。试用信号量和PV操作来实现用户进程的同步算法。

解：设置如下3个信号量

seat：表示阅览室中空座位数，其初值为100.

readers：记录阅览室中的读者数，其初值为0.

mutex：互斥信号量（对于读者而言，阅览室是一个临界资源，任何时刻最多只有一位读者填写登记表或撤销登记表），初值为1.

对应的算法描述如下：

semaphore seats=100；

semaphore readers=0；

semaphore mutex=1；

main（）

{

cobegin

{

读者进入阅览室进程readerini(i=1,2,…,n)

while(true)

{

p(seats); //递减空座位数

p(mutex);

填写登记表

进入阅览室；

v(mutex); //允许其他读者访问阅览室

v(readers); //递增读者数

}

读者离开阅览室进程readerouti (i=1,2, …,n)

while(true)

{

p(readers);

p(mutex);

撤销登记；

离开阅览室；

v(mutex);

v(seats);

}

}

coend

}

解法二：

解：var name:array[1..100]of A

A=record

number:integer;

name:string;

end

for i:=1 to 100 do

{A[i].number:=i;A[i].name:=null;}

mutex,seatcount:semaphore;

mutex:=1;seacount:=100;

cobegin

process readeri(var readername:string)(i=1,2…)

begin

p(seatcount);

p(mutex);

for i:=1 to 100 do i++

if A[i].name=null then A[i].name:= readername;

reader get the seat number=i;

v(mutex);

进入阅览室座位号i,坐下读书；

p(mutex);

A[i].name:=null;

V(mutex);

V(seatcount);

离开阅览室;

end

coend

5.三个进程P1、P2、P3互斥使用一个包含N（N>0）个单元的缓冲区。P1每次用produce()生成一个正整数并用put()送入缓冲区某一空单元中；P2每次用getodd()从缓冲区中取出一个奇数并用countodd()统计奇数个数；P3每次用geteven()从缓冲区中取出一个偶数并用counteven()统计偶数个数。请用信号量机制实现这三个进程的同步与互斥活动，并说明所定义信号量的含义。要求用伪代码描述。[2009