[操作系统]经典进程同步问题题库

1、测量控制系统中的数据采集任务把所采集的数据送一单缓冲区；计算任务则从该缓冲区中取出数据并进行计算。

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。

Var Sempty，Sfull: semaphore:= 1,0
Begin
Parbegin
Collection:begin
repeat
采集一个数据；
wait(Sempty);
数据放入缓冲区；
signal(Sfull);
untill false;
end;
Compute:begin
repeat
wait(Sfull);
从缓冲区取出数据;
signal(Sempty);
计算;
` until false;
end;
Parend
End
2、有一阅览室，共有100个座位。

读者进入时必须先在一种登记表上登记，该表为每一座位列一个表目，包括座号和读者姓名。

读者离开时要注销掉登记内容。

试用wait和signal原语描述读者进程的同步问题。

var mutex, readcount :semaphore := 1,100; Begin
Parbegin
Process Reader:begin
repeat
wait(readcount);
wait(mutex);
<填入座号和姓名完成登记>；
signal(mutex);
<阅读>
wait(mutex)
<删除登记表中的相关表项，完成注销>
signal(mutex);
signal(readcount);
until false;
end;
parend;
End;
1）、桌上有一空盘，只允许放一个水果，爸爸专向盘中放苹果，妈妈专向盘中放桔子；女儿专吃盘中的苹果，儿子专吃盘中的桔子；试用wait 和signal原语实现爸爸、妈妈、女儿、儿子之间的同步问题。

var Sempty, Sapple, Sorange,: semaphore:= 1,0,0; begin
parbegin
Father: begin
repeat
wait(Sempty);
<put apple in tray>;
signal(Sapple);
until false;
end;
Mother: begin
repeat
wait(Sempty);
<put orange in tray>;
signal(Sorange);
until false;
end;
Son: begin
repeat
wait(Sorange);
<take orange>;
signal(Sempty);
until false;
end;
Daughter: begin
repeat
wait(Sapple);
<take apple>;
signal(Sempty);
until false;
end;
parend;
end;
1、在4×100米接力赛中，4个运动员之间存在如下关系，运动员1跑到终点把接力棒交给运动员2；运动员2一开始处于等待状态，在接到运动员1传来的接力棒后才能往前跑，他跑完100米后交给运动员3，运动员3也只有在接到运动员2传来的棒后才能跑，他跑完100米后交给运动员4，运动员4接到棒后跑完全程。

请试用信号量机制对其上过程进行分析。

var s1,s2,s3:semaphpre:=0,0,0;
begin
parbegin
Athlete1: begin
Run 100m;
signal(s1);
end;
Athlete2: begin
wait(s1);
Run 100m;
signal(s2);
end;
Athlete3: begin
wait(s2);
Run 100m;
signal(s3);
end;
Athlete4: begin
wait(s3);
Run 100m;
end;
parend;
end
2、在公共汽车上，司机和售票员各行其职，司机负责开车和到站停车；售票员负责售票和开、关车门；当售票员关好车门后驾驶员才能开车行驶。

试用wait和signal操作实现司机和售票员的同步。

var s1,s2:semaphore:=0,0;
begin
parbegin
Process Driver
begin
repeat
<go right>;
<stop bus>;
signal(s2);
wait(s1);
until false;
end;
Process BookingClerk;
begin
repeat
<ticketing>;
wait(s2);
<open the door>;
<close the door>;
signal(s1);
until false
end;
parend;
end;
1、假设有3个并发进程P，Q，R，其中P负责从输入设备上读入信息，并传送给Q,Q将信息加工后传送给R，R负责打印输出。

进程P，Q共享一个有m个缓冲区组成的缓冲池；进程Q，R 共享一个有n个缓冲区组成的缓冲池（假设缓冲池足够大，进程间每次传输信息的单位均小于等于缓冲区长度），请写出满足上述条件的并发程序。

（12分）
var
mutex1,mutex2,Sip,Siq,Soq,Sor:semaphore:=1,1,m, 0,n,0;
begin
parbegin
Process P
begin
repeat
<读入信息>
wait(Sip);
wait(mutex1);
<数据放入缓冲区>
signal(mutex1);
signal(Siq);
until false
end;
Process Q
begin
repeat
wait(Siq);
wait(mutex1);
<从缓冲区中取出数据>
signal(mutex1);
signal(Sip);
<数据处理〉
wait(Soq);
wait(mutex2);
<处理后的数据放入缓冲区>
signal(mutex2);
signal(Sor);
until false
end;
Process R
repeat
wait(Sor);
wait(mutex2);
<把数据送入打印机完成打印>;
signal(mutex2);
signal(Soq);
until false
end
parend
end
2、有一只铁笼子，每次只能放入一只动物，猎手向笼子里放入老虎，农民向笼子里放入猪；动物园等待取笼子里的老虎，饭店等待取笼子里的猪。

现请用wait和signal操作写出能同步执行的程序。

var Sempty, Stiger, Spig,: semaphore:= 1,0,0; begin
parbegin
Hunter: begin
repeat
wait(Sempty);
<put tiger in cage>;
signal(Stiger);
until false;
end;
Farmer: begin
repeat
wait(Sempty);
<put pig in cage>;
signal(Spig);
until false;
end;
Zoo: begin
repeat
wait(Stiger);
<take tiger>;
signal(Sempty);
until false;
end;
Hotel: begin
repeat
wait(Spig);
<take pig>;
signal(Sempty); until false;
end;
parend;
end;。