用PV操作实现进程同步的示例

用PV操作实现进程同步的示例 操作实现进程同步的示例
示例1 示例1
设有n个整数环形缓冲区和一个无穷整数序列。 设有 个整数环形缓冲区和一个无穷整数序列。进 个整数环形缓冲区和一个无穷整数序列 逐个地把整数写入环形缓冲区， 程A逐个地把整数写入环形缓冲区，进程 则逐 逐个地把整数写入环形缓冲区 进程B则逐 个地把缓冲区中的整数读出。请回答： 个地把缓冲区中的整数读出。请回答： 进程间的具体制约关系； （1）叙述 、B进程间的具体制约关系； ）叙述A、 进程间的具体制约关系 的初值为0，信号量S2的值是 的值是n-1， （2）若信号量 的初值为 ，信号量 的值是 ）若信号量S1的初值为 ， 则下图用PV操作描述的算法有何错误？ 则下图用 操作描述的算法有何错误？ 操作描述的算法有何错误
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void PROCESS R(void) { int x; while(TRUE) { 从输入设备上读一个整数到x； 从输入设备上读一个整数到 ； P(empty); B=x; if(x%2==1) V(SW1); else V(SW2); } }
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void PROCESS SW1(void) { int y; while(TRUE) { P(SW1); y=B; V(empty); 打印y中的数 中的数； 打印 中的数； } } void PROCESS SW2(void) { int z; while(TRUE) { P(SW2); z=B; V(empty); 打印z中的数 中的数； 打印 中的数； } }
进程A 进程 P(S2); 一个整数写入缓冲区; 一个整数写入缓冲区 V(S1); 进程B 进程 P(S1); 从缓冲区中取出一个整数; 从缓冲区中取出一个整数 V(S2);
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示例2 示例2
生产围棋的工人不小心把相等数量的黑子和白子混 装在一个箱子里， 装在一个箱子里，现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组成， 白子分开，该系统由两个并发执行的进程组成， 系统功能如下： 系统功能如下： 专门拣黑子， 专门拣白子； （1）进程 专门拣黑子，进程 专门拣白子； ）进程A专门拣黑子 进程B专门拣白子 （2）每个进程每次只拣一个子，当一个进程在拣 ）每个进程每次只拣一个子， 子时不允许另一个进程去拣子； 子时不允许另一个进程去拣子； （3）当一个进程拣了一个子（黑子或白子）以后， ）当一个进程拣了一个子（黑子或白子）以后， 必让另一个进程拣一个子（白子或黑子）； 必让另一个进程拣一个子（白子或黑子）； 用PV操作管理这两个并发进程，使其能正确实现 操作管理这两个并发进程， 操作管理这两个并发进程 上述功能。 上述功能。
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解答：
个同步信号量： 设3个同步信号量： 个同步信号量 是进程R的私有信号量 ①empy是进程 的私有信号量，初值为 ，表示 是进程 的私有信号量，初值为1， 开始时进程R可向缓冲器 中送一整数； 可向缓冲器B中送一整数 开始时进程 可向缓冲器 中送一整数； 是进程W1的私有信号量 初值为0， 的私有信号量， ②SW1是进程 的私有信号量，初值为 ，表示 是进程 开始时缓冲器B中无奇数可供进程 取； 中无奇数可供进程W1取 开始时缓冲器 中无奇数可供进程 是进程W2的私有信号量 初值为0， 的私有信号量， ③ SW2是进程 的私有信号量，初值为 ，表示 是进程 开始时缓冲器B中无偶数可供进程 取； 中无偶数可供进程W2取 开始时缓冲器 中无偶数可供进程 3个进程的同步并发程序如下： 个进程的同步并发程序如下： 个进程的同步并发程序如下 struct semaphore empty,SW1,SW2=1,0,0; int B; cobegin
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正确解决方法：设置同步信号量 ， 正确解决方法：设置同步信号量S1，表示开始时缓 冲区中没有数据可供进程B读的整数 初值为0； 读的整数， 冲区中没有数据可供进程 读的整数，初值为 ；设 置同步信号量S2，表示开始时缓冲区中有n个空位 置同步信号量 ，表示开始时缓冲区中有 个空位 置可供进程A送 个整数 初值为n。 个整数， 置可供进程 送n个整数，初值为 。
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• （1）应定义的信号量及初值 ） 信号量S（允许任一方向的人过桥），初值为 信号量 （允许任一方向的人过桥），初值为1 ），初值为 • （2）在下列的程序中填上适当的 、V操作， 操作， ）在下列的程序中填上适当的P、 操作 以保证它们能正确并发工作。 以保证它们能正确并发工作。
Process （E-W）i ） (i=1,2,……) begin L1: ① 过桥; 过桥; ② goto L1; end;
Process A begin L1: Process B
；
P(S1);
; ;
begin L2:
P(S2);
; ;
V(S2);
end;
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① 拣黑子; 拣黑子; ② goto L1;
③ 拣白子; 拣白子; ④ V(S1);河上有一座独木桥， 一条小河上有一座独木桥，规定每次只允许一 个人过桥，现河东、河西都有人要过桥， 个人过桥，现河东、河西都有人要过桥，如 果把每个过桥者都看做一个进程， 果把每个过桥者都看做一个进程，为保证安 请用PV操作管理这两个并发进程 操作管理这两个并发进程， 全，请用 操作管理这两个并发进程，使其 能正确实现上述功能。 能正确实现上述功能。
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；
Process （W-E）i ） (i=1,2,……) begin L2:
P(S);
; ;
P(S);
; ;
V(S);
V(S);
end;
③ 过 桥; ④ goto L2;
示例4 示例
假定有3个进程 ， 共享一个缓冲器B， 假定有 个进程R，W1，W2共享一个缓冲器 ，B 个进程 ， 共享一个缓冲器 中每次只能存放一个整数。进程R每次启动输入 中每次只能存放一个整数。进程 每次启动输入 设备读一个整数且把它存放到缓冲器B中 设备读一个整数且把它存放到缓冲器 中。若存 放到缓冲器B中的是奇数 则由进程W1将其取出 中的是奇数， 放到缓冲器 中的是奇数，则由进程 将其取出 打印，否则，由进程W2将其取出打印。规定进程 将其取出打印。 打印，否则，由进程 将其取出打印 R存入缓冲器 的数，由进程 存入缓冲器B的数 存入缓冲器 的数，由进程W1和W2正确无误地 和 正确无误地 打印出来（即要求打印的与存入的完全一致）。 打印出来（即要求打印的与存入的完全一致）。 要求用PV操作管理这 个并发进程， 操作管理这3个并发进程 要求用 操作管理这 个并发进程，使它们能正 确同步工作。 确同步工作。
进程A 进程 V(S1); 进程B 进程 P(S1);
一个整数写入缓冲区; 一个整数写入缓冲区 P(S2); 2
从缓冲区中取出一个整数; 从缓冲区中取出一个整数 V(S2);
解答：
和进程B是合作进程 （1）进程 和进程 是合作进程，必须同步。进程 ）进程A和进程 是合作进程，必须同步。进程A 应该超前进程B，但不能超前进程Bn个缓冲单元 个缓冲单元； 应该超前进程 ，但不能超前进程 个缓冲单元； 进程B不能超前进程 不能超前进程A。 进程 不能超前进程 。 操作放在“ （2）进程 中V(S1)操作放在“整数写入缓冲区”之 ）进程A中 操作放在 整数写入缓冲区” 前有逻辑错。因为可能进程A执行 执行V(S1)后，在 前有逻辑错。因为可能进程 执行 后 整数写入缓冲区”之前，进程A被中断而调度进 “整数写入缓冲区”之前，进程 被中断而调度进 执行， 将通过P(S1)，从而从缓冲区中读 程B执行，进程 将通过 执行 进程B将通过 ， 取尚未写入的整数，造成错误。 取尚未写入的整数，造成错误。
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• （1）应定义的信号量及初值 ） 信号量S1（允许进程 拣黑子）、S2 拣黑子）、 信号量 （允许进程A拣黑子）、 （允许进 拣白子），初值为1， 程B拣白子），初值为 ，0 拣白子），初值为 • （2）在下列的程序中填上适当的 、V操作， 操作， ）在下列的程序中填上适当的P、 操作 以保证它们能正确并发工作。 以保证它们能正确并发工作。