操作系统信号量PV操作题若干
操作系统PV操作经典一百题
procedure reader_i
begin // i=1,2,?.
P(rwmutex); //读者、写者互斥
P(rmutex);
V(rwmutex); // 释放读写互斥信号量，允许其它读、写进程访问资源
读数据；
V(rmutex);
end
procedure Writer_j
我们需要分两种情况实现该问题：
读优先： 要求指一个读者试图进行读操作时，如果这时正有其他读者在进行操作，他可直接开始读操作，而不需要等待。
写优先： 一个读者试图进行读操作时，如果有其他写者在等待进行写操作或正在进行写操作，他要等待该写者完成写操作后才开始读操作。
The P,V code Using Pascal
3）写者优先于读者（一旦有写者，则后续读者必须等待，唤醒时优先考虑写者）
如果读者数是固定的，我们可采用下面的算法：
rwmutex：用于写者与其他读者/写者互斥的访问共享数据
rmutex： 该信号量初始值设为10，表示最多允许10个读者进程同时进行读操作
var rwmutex, rmutex ： semaphore := 1, 10 ；
操作系统P V题解
第一章 The P,V Theorem
在操作系统理论中有一个非常重要的概念叫做P,V原语。在我们研究进程间的互斥的时候经常会引入这个概念，将P,V操作方法与加锁的方法相比较，来解决进程间的互斥问题。实际上，他的应用范围很广，他不但可以解决进程管理当中的互斥问题，而且我们还可以利用此方法解决进程同步与进程通信的问题。
Figure 1.1: producer-consumer problem
操作系统PV操作习题
操作系统PV操作习题⼀、⽤P、V操作描述前趋关系。
P1、P2、P3、P4、P5、P6为⼀组合作进程，其前趋图如图2．3所⽰，试⽤P、V 操作描述这6个进程的同步。
p23图2．3说明任务启动后P1先执⾏，当它结束后P2、P3可以开始执⾏，P2完成后P4、P5可以开始执⾏，仅当P3、P4、P5都执⾏完后，P6才能开始执⾏。
为了确保这⼀执⾏顺序，设置5个同步信号量n、摄、f3、f4、g分别表⽰进程P1、P2、P3、P4、P5是否执⾏完成，其初值均为0。
这6个进程的同步描述如下：图2．3 描述进程执⾏先后次序的前趋图int f1=0; /*表⽰进程P1是否执⾏完成*／int f2=0; /*表⽰进程P2是否执⾏完成*／int f3=0; /*表⽰进程P3是否执⾏完成*／int f4=0; /*表⽰进程P4是否执⾏完成*／int f5=0; /*表⽰进程P5是否执⾏完成*／main() {cobeginP1( );P2( );P3( );P4( );P5( );P6( );coend}P1 ( ){┇v(f1);v(f1)：}P2 ( ){p(f1);┇v(f2);v(f2);)P3 ( ){p(f1);┇v(f3);}P4( ){p(f2);┇v(f4);}P5 ( ){p(f2);┇v(f5);}P6( ){p(f3);p(f4);p(f5);┇}⼆、⽣产者-消费者问题p25⽣产者-消费者问题是最著名的进程同步问题。
它描述了⼀组⽣产者向⼀组消费者提供产品，它们共享⼀个有界缓冲区，⽣产者向其中投放产品，消费者从中取得产品。
⽣产者-消费者问题是许多相互合作进程的⼀种抽象。
例如，在输⼊时，输⼊进程是⽣产者，计算进程是消费者;在输出时，计算进程是⽣产者，打印进程是消费者。
因此，该问题具有很⼤实⽤价值。
我们把⼀个长度为n的有界缓冲区(n>0)与⼀群⽣产者进程P１、P２、…、Pm和⼀群消费者进程C１、C２、…、Ck 联系起来，如图2．4所⽰。
经典PV操作问题详解(最全面的PV资料)
经典P、V操作问题详解lionxcat@一、基本概念1. 信号量struct semaphore{int value; // 仅且必须附初值一次，初值非负PCBtype* wait_queue; // 在此信号量上阻塞的进程队列} S; // 信号量实例为S2. P、V操作P(S){S := S-1;if (S<0)调用进程自己阻塞自己，等待在S的等待队列末尾;}V(S){S := S+1;if (S≤0)从S等待队列头释放一进程就绪在就绪队列尾;调用进程继续执行;}3. 使用方法(i). P、V操作成队出现，处理互斥时出现在同一进程中；处理同步时出现在不同进程中。
(ii). 同步P先于互斥P调用，V的顺序无关。
4. 另类P、V操作导致的问题(或信号量的栈实现方法或漏斗法)[习题P174-23]某系统如此定义P、V操作：P(S): S = S-1; 若S＜0，本进程进入S信号量等待队列的末尾；否则，继续执行。
V(S): S＝S+1; 若S≤0，释放等待队列中末尾的进程，否则继续运行。
(1)上面定义的P、V操作是否合理？有什么问题？(2)现有四个进程P1、P2、P3、P4竞争使用某一个互斥资源（每个进程可能反复使用多次），试用上面定义的P、V操作正确解决P1、P2、P3、P4对该互斥资源的使用问题。
答：(1)不合理：先进后出；可能“无限等待”，即等待队列头的进程得不到释放。
(2)思路：令每个信号量上的等待队列中始终只有一个进程。
解决方案如下：(n个进程)n个进程至多有n-1个等待。
设置n-1个信号量，每个进程阻塞在不同的信号量上，使每个等待队列至多有一个进程等待。
用循环模拟队列。
Procedure_i(){int j;DO_PRE_JOB();for(j=n-2; j>=0; j--)P(S[j]);DO_JOB_IN_CRITICAL_SECTION();for(j=0;j<=n-2;j++)V(S[j]);……}二、经典进程同步问题总述：进程同步问题主要分为以下几类：一（生产者－消费者问题）；二（读者写者问题）；三（哲学家就餐问题）；四（爱睡觉的理发师问题）；五（音乐爱好者问题）；六（船闸问题）；七（红黑客问题）等。
信号量的PV操作(例题)汇总
？？？信号量的PV操作是如何定义的？试说明信号量的PV操作的物理意义。
参考答案：P（S）：将信号量S减1，若结果大于或等于0，则该进程继续执行；若结果小于0，则该进程被阻塞，并将其插入到该信号量的等待队列中，然后转去调度另一进程。
V（S）：将信号量S加1，若结果大于0，则该进程继续执行；若结果小于或等于0，则从该信号量的等待队列中移出一个进程，使其从阻塞状态变为就绪状态，并插入到就绪队列中，然后返回当前进程继续执行。
PV操作的物理含义：信号量S值的大小表示某类资源的数量。
当S>0时，其值表示当前可供分配的资源数目；当S<0时，其绝对值表示S信号量的等待队列中的进程数目。
每执行一次P操作，S值减1，表示请求分配一个资源，若S≥0，表示可以为进程分配资源，即允许进程进入其临界区；若S<0，表示已没有资源可供分配，申请资源的进程被阻塞，并插入S的等待队列中，S的绝对值表示等待队列中进程的数目，此时CPU将重新进行调度。
每执行一次V操作，S值加1，表示释放一个资源，若S>0，表示等待队列为空；若S≤0，则表示等待队列中有因申请不到相应资源而被阻塞的进程，于是唤醒其中一个进程，并将其插入就绪队列。
无论以上哪种情况，执行V操作的进程都可继续运行。
1、设公共汽车上，司机和售票员的活动分别是：司机的活动：启动车辆；正常行车；到站停车；售票员的活动：关车门；售票；开车门；在汽车不断地到站、停车、行驶过程中，这两个活动有什么同步关系？用P、V操作实现它们的同步。
设两个信号量S和C，初值为S＝0；C＝0；司机：L1：正常行车售票员：L2：售票到站停车P（S）V（S）开车门P（C）关车门启动开车V（C）GO TO L1 GO TO L22、请用PV操作实现他们之间的同步关系：（1）桌上一个盘子，只能放一只水果。
爸爸放苹果，妈妈放桔子，儿子只吃桔子，女儿只吃苹果。
（2）桌上一个盘子，只能放一只水果。
信号量地PV操作(例题)
？？？信号量的PV操作是如何定义的？试说明信号量的PV操作的物理意义。
参考答案：P（S）：将信号量S减1，若结果大于或等于0，则该进程继续执行；若结果小于0，则该进程被阻塞，并将其插入到该信号量的等待队列中，然后转去调度另一进程。
V（S）：将信号量S加1，若结果大于0，则该进程继续执行；若结果小于或等于0，则从该信号量的等待队列中移出一个进程，使其从阻塞状态变为就绪状态，并插入到就绪队列中，然后返回当前进程继续执行。
PV操作的物理含义：信号量S值的大小表示某类资源的数量。
当S>0时，其值表示当前可供分配的资源数目；当S<0时，其绝对值表示S信号量的等待队列中的进程数目。
每执行一次P操作，S值减1，表示请求分配一个资源，若S≥0，表示可以为进程分配资源，即允许进程进入其临界区；若S<0，表示已没有资源可供分配，申请资源的进程被阻塞，并插入S的等待队列中，S的绝对值表示等待队列中进程的数目，此时CPU将重新进行调度。
每执行一次V操作，S值加1，表示释放一个资源，若S>0，表示等待队列为空；若S≤0，则表示等待队列中有因申请不到相应资源而被阻塞的进程，于是唤醒其中一个进程，并将其插入就绪队列。
无论以上哪种情况，执行V操作的进程都可继续运行。
1、设公共汽车上，司机和售票员的活动分别是：司机的活动：启动车辆；正常行车；到站停车；售票员的活动：关车门；售票；开车门；在汽车不断地到站、停车、行驶过程中，这两个活动有什么同步关系？用P、V操作实现它们的同步。
设两个信号量S和C，初值为S＝0；C＝0；司机： L1：正常行车售票员： L2：售票到站停车 P（S）V（S）开车门P（C）关车门启动开车 V（C）GO TO L1 GO TO L22、请用PV操作实现他们之间的同步关系：（1）桌上一个盘子，只能放一只水果。
爸爸放苹果，妈妈放桔子，儿子只吃桔子，女儿只吃苹果。
（2）桌上一个盘子，只能放一只水果。
操作系统 信号量机制P、V操作习题全解
smoker2 () /* has paper */ while(1) { wait (TobaccoMatch);
get tobacco and match; signal (done); } Smoker3 () /* has match */ while(1) { wait (PaperMatch); get paper and match; signal (done); }
•
• get process: while (1) {
read data; wait (empty1); wait (s1)
put data into buffer1 //因为是单缓，故无in指针，可写为 // buffer1=x; signal (s1) signal (full1) }
• Copy process: while (1) {
– 进程A专门拣黑子，进程B专门拣白子；
– 每个进程每次只拣一个子，当一个进程在拣 子时不允许另一个进程去拣子；
– 当一个进程拣了一个棋子（黑子或白子）以 后，必须让另一个进程拣一个棋子（黑子或 白子），并要求A进程首先开始。
• 定义两个同步信号量s1,s2;
• 因为要求进程A先开始，故S1初值为1；s2初 值为0；
• Put process: while(1) {
wait (full2) wait (s2)
get data from buffer2 // z=buffer2 signal (s2) signal (empty2)
print data on printer }
• 3.在一个箱子里混装有数量相等的黑色围棋子 和白色围棋子，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， 功能如下：
第11课PV操作练习
P(S1)； 将缓冲区R中记 从T中取出记录 录拷贝到缓冲区 放入文件G中; T中; V(S2);
此种解法是否正确： GET: P(S1)； 从文件F取记录 放入缓冲区R中; V(S2); COPY: P(S2)； 将缓冲区R中记 录拷贝到缓冲区 T中; V(S3); PUT: P(S3)； 从T中取出记录 放入文件G中; V(S1);
P145 GET: P(S2)； 从文件F取记录 放入缓冲区R中; V(S1); COPY: PUT:
信号量S1,S2 初始值S1=0;S2=0
P(S1)； 将缓冲区R中记 从T中取出记录 录拷贝到缓冲区 放入文件G中; T中; V(S2);
此种解法是否正确： GET: P(S1)； 从文件F取记录 放入缓冲区R中; V(S2); COPY: P(S2)； 将缓冲区R中记 录拷贝到缓冲区 T中; V(S3); PUT: P(S3)； 从T中取出记录 放入文件G中; V(S1);
课堂练习
独木桥问题。某条河上只有一座独木桥， 以便行人过桥，现在河的两边都有人要过 桥，按照下面的规则过桥，为了保证过桥 安全，请用P，V操作分别实现正确的管理。 过桥的规则： 每次只允许一个人过桥
课堂练习
独木桥问题。某条河上只有一座独木桥， 以便行人过桥，现在河的两边都有人要过 桥，按照下面的规则过桥，为了保证过桥 安全，请用P，V操作分别实现正确的管理。 过桥的规则： 同一方向的可连续过桥，某方向有人过桥 时另一方向的人要等待。
课堂练习
独木桥问题。某条河上只有一座独木桥， 以便行人过桥，现在河的两边都有人要过 桥，按照下面的规则过桥，为了保证过桥 安全，请用P，V操作分别实现正确的管理。 过桥的规则： 当独木桥上有自东向西的行人时，同方向 的行人可以同时过桥，从西向东的方向， 只允许一个人单独过桥。
网络操作系统 习题PV操作
分析：四人之间的关系： 1父亲，母亲要互斥使用盘子，所以两者之间是互斥关系； 2父亲放的苹果，女儿吃，所以两者是同步关系； 3母亲放的桔子，儿子吃，所以两者也是同步关系。 semaphore S_Plate=1, S_Apple=0, S_Orange=0; void son( ) // 儿子进程 { while(1) { P(S_Orange); 从盘中取出一个 桔子； V(S_Plate); 吃桔子； } }
吃水果问题2
题目：桌上有一只盘子，允许存放一个水果，父亲 专向盘中放苹果，母亲专向盘中放桔子，儿子专等 吃盘里的桔子，女儿专等吃盘里的苹果。只要盘子 空，则父亲或母亲可向盘中放水果，仅当盘中有自 己需要的水果时，儿子或女儿可从中取出。 请给出四人之间的同步关系，并用PV操作实现四人 正确活动的程序。
试用P、V操作写出能同步执行的程序。
使用信号量解决取动物问题
分析：四者之间的关系： 1.猎人和农民要互斥使用笼子，所以两者之间是互斥关系； 2.猎人放老虎，动物园取老虎，所以两者是同步关系； 3.农民房猪，饭店取猪，所以两者也是同步关系。
semaphore S_EmptyCage=1, S_Tiger=0, S_Pig=0; void hunter( ) // 猎人进程 { while(1) { P(S_EmptyCage); 往笼子里放入一只老虎； V(S_Tiger); } } void zoo( ) // 动物园进程 { while(1) { P(S_Tiger); 从笼子里取出一只老虎； V(S_EmptyCage);； } } void farmer( ) // 农民进程 { while(1) { P(S_EmptyCage); 往笼子里放入一只猪； V(S_Pig); } } void restaurant( ) // 饭店进程 { while(1) { P(S_Pig); 从笼子里取出一只猪； V(S_EmptyCage);； } }
pv操作总结
实现:begin
例1生产围棋的工人不小心把相等数量的黑子和白子混装载一个箱子里,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,功能如下:
(1)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,当一个进程在拣子时不允许另一个进程去拣子;
分析:第一步:确定进程间的关系.由功能(2)可知进程之间是互斥的关系.第二步:
end;
process B
begin
L2:P(s);
拣白子;
V(s);
goto L2;
end;
coend;
end;
判断进程间是否互斥,关键是看进程间是否共享某一公有资源,一个公有资源与一个信号量相对应.确定信号量的值是一个关键点,它代表了可用资源实体数.如下实例:
例2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,厅外的购票者可立即进入,否则需要在外面等待.每个购票者可看成一个进程.
PV操作对于每一个进程来说,都只能进行一次,而且必须成对使用.在PV原语执行期间不允许有中断的发生.
用PV原语实现进程的互斥
由于用于互斥的信号量sem与所有的并发进程有关,所以称之为公有信号量.公有信号量的值反映了公有资源的数量.只要把临界区置于P(sem)和V (sem)之间,即可实现进程间的互斥.就象火车中的每节车厢只有一个卫生间,该车厢的所有旅客共享这个公有资源:卫生间,所以旅客间必须互斥进入卫生间,只要把卫生间放在P(sem)和V(sem)之间,就可以到达互斥的效果.以下例子说明进程的互斥实现.
操作系统PV操作习题
操作系统PV操作习题操作系统PV操作习题-----------------------------------------------------1、引言在操作系统中，PV操作（也称作P操作和V操作）是用于进程同步的一种常见机制。
P操作用于获取或申请资源，V操作用于释放资源。
本文将为您提供一些关于PV操作的习题，以帮助您巩固相关的概念和原理。
2、PV操作基本概念2.1 P操作描述P操作的基本概念和含义，以及在实际应用中的具体场景。
2.2 V操作解释V操作的基本概念和含义，并举例说明其在实际问题中的应用。
3、PV操作习题集3.1 习题一、生产者-消费者问题描述一个典型的生产者-消费者问题，并通过使用P操作和V操作对其进行解决。
3.2 习题二、读者-写者问题解释一个典型的读者-写者问题，并使用PV操作来实现对该问题的解决。
3.3 习题三、哲学家就餐问题描述哲学家就餐问题的场景，并说明如何采用PV操作来解决这一问题。
4、常见PV操作错误4.1 死锁解释什么是死锁以及为什么会发生死锁现象，同时提供一些避免死锁的方法。
4.2 饥饿描述什么是饥饿，以及一些可能导致饥饿的常见原因，并提供解决饥饿问题的一些策略。
5、附录本文档附带以下附件:- 习题的解答和详细说明- 相关的代码示例6、法律名词及注释在本文档中，涉及的法律名词及其注释如下：- PV操作：即P操作和V操作，用于进程同步的一种机制。
- 生产者-消费者问题：一种经典的并发控制问题，涉及到生产者和消费者之间的资源竞争。
- 读者-写者问题：一种并发控制问题，涉及到多个读者和写者对共享资源的访问。
- 哲学家就餐问题：一种经典的并发控制问题，涉及到多个哲学家通过共享的餐具进行就餐。
操作系统PV操作经典例题与答案
操作系统PV操作经典例题与答案1. 推广例子中的消息缓冲问题。
消息缓冲区为k个，有1个发送进程，n个接收进程，每个接收进程对发送来的消息都必须取一次若有m个发送进程呢？Send：SB=k; //信号量，标记当前空余缓冲区资源。
i = 0; //标记存放消息的缓冲区位置while (true) {P(SB);往Buffer [i]放消息;V(SM);i = (i+1) % k;};Receive：j = 0; //标记取产品的缓存区位置SM=0；//信号量，标记初始没有消息ReadCount=0；//读进程计数器Mutex =1；//读进程互斥信号量SW=0; //信号量，读进程在此信号量等待while (true) {P(SM);从Buffer[j]取消息;ReadCount++If（ReadCount<n）{< p="">V(SM);P(SW)}else{V(SB);j = (j+1) % k;for(int g=1; g< ReadCount;g++)V(SW);ReadCount=0；}};2.第二类读者写者问题：写者优先条件：1）多个读者可以同时进行读2）写者必须互斥（只允许一个写者写，也不能读者写者同时进行）3）写者优先于读者（一旦有写者，则后续读者必须等待，唤醒时优先考虑写者）rc=0, //正在读者计数器wc, //写计数器rw, //读等计数器R //等待读信号量W //等待写信号量读者：while (true) {P(mutex);if (wc >0){rw++P (R);}rc++;If（rw>0&&wc=0）{V(R)rw--}V(mutex);读P(mutex);rc --;if (rc==0){If（wc>0）V(w)}V(mutex);};写者：while (true) {P(mutex);wc ++;if((wc >1)||(rc>0)){P(W)}V(mutex);写P(mutex);Wc --;if（wc>0）V(W);Else if(rw>0)V(R)rw--V(mutex);};3.理发师睡觉问题理发店里有一位理发师，一把理发椅和N把供等候理发的顾客坐的椅子如果没有顾客,则理发师便在理发椅上睡觉。
操作系统PV操作习题
操作系统PV操作习题1. 问题描述在并发编程中，进程间的同步与互斥是非常重要的。
信号量机制（Semaphore）提供了一种有效地实现这些目标的方法。
本文档将介绍关于PV操作（P和V操作）相关概念，并给出一些习题以帮助读者更好地理解。
2. PV 操作简介2.1 P 操作：- 等待一个资源可用。
- 如果该资源不可用，则阻塞当前进程直到它变为可用状态。
- 当前进程获得该资源后，可以执行相应任务。
2.2 V 操作：- 发布或释放一个已经被占有的资源。
- 唤醒等待此资源而处于阻塞状态下的其他进程。
3. PV 示例及其分析假设我们有两个线程 A 和 B 需要访问共享数据 X：```// 共享数据 X 的初始值为 0int X = 0;Thread A:while (true) {// 进行 P(X) 操作来获取对共享数据X进行修改/使用权限 P(X);// 执行需要对共享数据X进行修改/使用处理// 完成后通过 V(X) 来释放控制权,使其他线城能够访问到公众区域.V(x);}Thread B:while (true) {// 进行 P(X) 操作来获取对共享数据X进行修改/使用权限 P(x);// 执行需要对共享数据X进行修改/使用处理V(x); 通过V操作释放控制权,使其他线程能够访问到公众区域.}```4. PV 操作习题问题1：假设在上述示例中，A 线程执行完一次循环后被 B 线程抢占了 CPU。
那么当 A 再次获得CPU时会发生什么？解答：- 当 A 获得 CPU 后，它将继续从之前的状态恢复运行。
- 因为 X 的值已经是非零（由于 B 已经完成过一轮），所以 A 不会阻塞并可以直接进入临界区。
问题2：如果我们不用信号量机制而只依赖互斥锁实现同步和互斥性质，在这个场景下可能出现哪些问题？请详细说明。
解答：- 如果只依赖互斥锁，则无法保证资源可用性检查与等待期间的原子性。
- 在某个线城判断资源是否可用，并尚未加锁时，另一个线城也同时判断该资源是否可用；- 结果两者都认为该资源是空闲的，并试图去申请锁；- 这样就会导致两个线程同时进入临界区，造成数据竞争和不一致性。
(完整word版)操作系统PV操作的作业参考答案
关于调度算法【例1】下表给出作业l，2，3的提交时间和运行时间。
采用先来先服务调度算法和短作业优先调度算法，试问作业调度次序和平均周转时间各为多少？（时间单位：小时，以十进制进行计算。
）分析解这样的题关键是要根据系统采用的调度算法，弄清系统中各道作业随时间的推进情况。
我们用一个作业执行时间图来形象地表示作业的执行情况，帮助我们理解此题。
采用先来先服务调度算法，是按照作业提交的先后次序挑选作业，先进入的作业优先被挑选。
然后按照“排队买票”的办法，依次选择作业。
其作业执行时间图如下：采用短作业优先调度算法，作业调度时根据作业的运行时间，优先选择计算时间短且资源能得满足的作业。
其作业执行时间图如下：由于作业1，2，3是依次到来的，所以当开始时系统中只有作业1，于是作业1先被选中。
在8.0时刻，作业1运行完成，这时系统中有两道作业在等待调度，作业2和作业3，按照短作业优先调度算法，作业3只要运行1个时间单位，而作业2要运行4个时间单位，于是作业3被优先选中，所以作业3先运行。
待作业3运行完毕，最后运行作业2。
作业调度的次序是1，3，2。
另外，要记住以下公式：作业i的周转时间T i＝作业完成时间－作业提交时间系统中个作业的平均周转时间，其中Ti为作业i的周转时间。
解：采用先来先服务调度策略，则调度次序为l、2、3。
作业号提交时间运行时间开始时间完成时间周转时间1 0.0 8.0 0.0 8.0 8.02 0.4 4.0 8.0 12.0 11.63 1.0 1.0 12.0 13.0 12.0 平均周转时间T＝（8＋11.6＋12）/3＝10.53采用短作业优先调度策略，则调度次序为l、3、2。
作业号提交时间运行时间开始时间完成时间周转时间1 0.0 8.0 0.0 8.0 8.03 1.0 1.0 8.0 9.0 8.02 0.4 4.0 9.0 13.0 12.6 平均周转时间T＝（8＋8＋12.6）/3＝9.53思考题1请同学们判断这句话：作业一旦被作业调度程序选中，即占有了CPU。
操作系统_PV操作_经典习题1
1、司机-售票员问题
2、理发师问题
理发店里有一位理发师，一把理发椅和N把供等候理发的顾客坐的椅子。
如果没有顾客，则理发师便在理发椅上睡觉。
当一个顾客到来时，他必须先唤醒理发师。
如果顾客到来时理发师正在理发，则如果有空椅子，可坐下来等；否则离开。
3、物流问题
在某个物流系统中，有一个位于上海的集装箱中转枢纽，这些集装箱又被装上其他运输工具继续各自的行程。
根据整体物流规划，从沿长江一线进入枢纽的集装箱，要从这里直接吊装到上
海至旧金山的定期集装箱班轮上。
而从沪杭高速公路进入枢纽的集装箱，要从这里换装到专门在京沪高速公路上行驶的集装箱运输车上。
现在需要设计为该物流系统上海集装箱中转枢纽使用的物流软件，为简化问题，假设该中转枢纽的场地每次只能接收一个方向来的同一批次的集装箱。
(完整word版)计算机操作系统PV操作例题
问题1 一个司机与售票员的例子在公共汽车上，为保证乘客的安全,司机和售票员应协调工作：停车后才能开门，关车门后才能行车。
用PV操作来实现他们之间的协调.S1：是否允许司机启动汽车的变量S2：是否允许售票员开门的变量driver(）//司机进程{while （1）//不停地循环{P（S1)；//请求启动汽车启动汽车；正常行车；到站停车；V（S2）; //释放开门变量，相当于通知售票员可以开门}｝busman()//售票员进程｛while（1){关车门；V(S1)；//释放开车变量，相当于通知司机可以开车售票P(S2）；//请求开门开车门;上下乘客；}}注意：busman（）driver（）两个不停循环的函数问题2 图书馆有100个座位，每位进入图书馆的读者要在登记表上登记，退出时要在登记表上注销。
要几个程序?有多少个进程？（答：一个程序;为每个读者设一个进程）（1）当图书馆中没有座位时,后到的读者在图书馆为等待（阻塞）（2）当图书馆中没有座位时，后到的读者不等待,立即回家。
解（1 ）设信号量：S=100；MUTEX=1P(S）P(MUTEX）登记V（MUTEX）阅读P（MUTEX）注销解（2）设整型变量COUNT=100;信号量：MUTEX=1;P（MUTEX）;IF (COUNT==0)｛V(MUTEX）；RETURN;｝COUNT=COUNT—1；登记V（MUTEX);阅读P(MUTEX）；COUNT=COUNT+1;V（MUTEX）；RETURN;问题3 有一座东西方向的独木桥;用P,V操作实现：(1）每次只允许一个人过桥；（2）当独木桥上有行人时，同方向的行人可以同时过桥，相反方向的人必须等待。
（3）当独木桥上有自东向西的行人时，同方向的行人可以同时过桥，从西向东的方向，只允许一个人设信号量MUTEX=1P （MUTEX)过桥V （MUTEX）（2)解设信号量: MUTEX=1 （东西方互斥)MD=1 (东向西使用计数变量互斥）MX=1 （西向东使用计数变量互斥)设整型变量：CD=0 （东向西的已上桥人数）CX=0 (西向东的已上桥人数)从东向西：P （MD)IF （CD=0)｛P (MUTEX) ｝CD=CD+1V (MD)过桥P （MD)CD=CD—1IF （CD=0）｛V (MUTEX) ｝从西向东：P (MX）IF （CX=0）{P （MUTEX) ｝CX=CX+1V （MX)过桥P （MX）CX=CX—1IF (CX=0){V （MUTEX) }V （MX)（3）解：从东向西的，和(2）相同;从西向东的和（1）相同。
操作系统P、V操作习题
操作系统P、V操作习题P、V操作课后作业习题1、如图，试⽤信号量实现这6个进程的同步：2、⽤P.V操作解决下图之同步问题：get进程负责往单缓冲区S中输⼊数据，copy进程负责将单缓中区S中的数据复制到单缓冲区T，put 进程负责从单缓中区T中取出数据⽤于处理。
3、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，请回答下列问题：(1)⽤P、V操作管理这些并发进程时，应怎样定义信号量，写出信号量的初值以及信号量各种取值的含义。
(2)根据所定义的信号量，把应执⾏的P、V操作填⼊下述程序中，以保证进程能够正确地并发执⾏。
COBEGIN PROCESS PI(I=1，2，……)Begin进⼊售票厅；购票；退出；end；COEND(3)若欲购票者最多为n个⼈，写出信号量可能的变化范围(最⼤值和最⼩值)。
1、为进程P1和P2设置共享公⽤信号量S12，P1和P3设置共享公⽤信号量S13，P1和P4设置共享公⽤信号量S14，P2和P5设置共享公⽤信号量S25，P2和P7设置共享公⽤信号量S27，P3和P6设置共享公⽤信号量S36，P4和P5设置共享公⽤信号量S45，P5和P6设置共享公⽤信号量S56，P7和P6设置共享公⽤信号量S76，初值均为0P1: P2: P3: P4: P5: P7: P6: …P(S12); P(S13); P(S14); P(S25); P(S27); P(S36); V(S12); …. ……P(S45); …P(S56); V(S13); V(S25); V(S36); V(S45); …V(S76); P(S76); V(S14); V(S27); V(S56); …。
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（一）图书馆有100个座位，每位进入图书馆的读者要在登记表上登记，退出时要在登记表上注销。
要几个程序？有多少个进程？（答：一个程序；为每个读者设一个进程）（1）当图书馆中没有座位时，后到的读者在图书馆为等待（阻塞）（2）当图书馆中没有座位时，后到的读者不等待，立即回家。
设信号量S=200；MUTEX=1;P(S)P(MUTEX)登记V(MUTEX)阅读P(MUTEX)注销V(MUTEX)V(S)(2)设信号量MUTEX=1;整型变量S=200;P(MUTEX)IF(S==0){V(MUTEX)RETURN}ELSE{COUNT=COUNT-1;登记V(MUTEX)阅读P(MUTEX)COUNT=COUNT+1;注销V(MUTEX)RETURN}解（1 )设信号量：S=100; MUTEX=1 P(S)P(MUTEX)登记V(MUTEX)阅读P(MUTEX)注销V(MUTEX)V(S)解(2)设整型变量COUNT=100;信号量：MUTEX=1;P(MUTEX);IF (COUNT==0){ V(MUTEX);RETURN;}COUNT=COUNT-1;登记V(MUTEX);阅读P(MUTEX);COUNT=COUNT+1;V(MUTEX);RETURN;（二）有一座东西方向的独木桥；用P,V操作实现：（1）每次只允许一个人过桥；（2）当独木桥上有行人时，同方向的行人可以同时过桥，相反方向的人必须等待。
（3）当独木桥上有自东向西的行人时，同方向的行人可以同时过桥，从西向东的方向，只允许一个人单独过桥。
（此问题和读者与写者问题相同,东向西的为读者，西向东的为写者）。
(1)设信号量S=1P(S)过桥V(S)(2)设信号量S=1EW=1;(东向西互斥计数量)WE=1;（西向东互斥计数量）整型变量CE =0;（东向西桥上人数）CW=0;（西向东桥上人数）东向西：P(EW)IF(CE==0){P(S)}CE++;V(EW)过桥P(EW)CD--;IF(CD==0){V(S)}V(EW)（1）解设信号量MUTEX=1P (MUTEX)过桥V (MUTEX)(2)解设信号量：MUTEX=1 (东西方互斥) MD=1 (东向西使用计数变量互斥)MX=1 (西向东使用计数变量互斥)设整型变量：CD=0 (东向西的已上桥人数) CX=0 (西向东的已上桥人数)从东向西：P (MD)IF (CD=0){P (MUTEX) }CD=CD+1V (MD)过桥P (MD)CD=CD-1IF (CD=0){V (MUTEX) }V (MD)P (MX)IF (CX=0){P (MUTEX) }CX=CX+1V (MX)过桥P (MX)CX=CX-1IF (CX=0){V (MUTEX) }V (MX)(3) 解：从东向西的，和（2）相同；从西向东的和（1）相同。
（三）有一个俱乐部，有甲乙两个服务员，当顾客有请求时，甲负责送烟，乙负责送火，无顾客请求时，服务员睡眠。
顾客自己不能带烟和火，当顾客要抽烟时，可请求服务员送烟和火，烟和火还未送到时，顾客必须等待。
设置信号量SY=0;SH=0;DY=0;DH=0;甲服务员：A;乙服务员：B；顾客：S；A：P(DY)送烟V(SY)GOTO AB:P(DH)送火V(SH)GOTO BS:V(DY)V(DH)P(SY)抽烟设信号量：SY, SH,CY,CH:初值都为0甲服务员REPEATP(SY)送烟V(CY)UNTIL FALSE乙服务员REPEATP(SH)送火V(CH)UNTIL FALSE顾客V(SY) /*（请求送烟）*/V(SH) /*（请求送火）*/P(CY) /* (等烟) */P(CH) /* (等火) */抽烟（四）一家四人父、母、儿子、女儿围桌而坐；桌上有一个水果盘；（1）当水果盘空时，父亲可以放香蕉或者母亲可以放苹果，但盘中已有水果时，就不能放，父母等待。
当盘中有香蕉时，女儿可吃香蕉，否则，女儿等待；当盘中有苹果时，儿子可吃，否则，儿子等待。
设置信号量S=1;SB=0;SA=0;F:父亲M：母亲S：儿子D：女儿F:P(S)放香蕉V(SB)GOTO FM:P(S)放苹果V(SA)GOTO MS:P(SB)吃香蕉V(S)GOTO SD:P(SA)吃苹果V(S)GOTO D解设信号量：SE=1 (空盘子)；SA＝0 （放了苹果的盘子）；SB=0 (放了香蕉的盘子)父亲REPEAT剥香蕉P(SE)放香蕉V(SB)UNTIL FALSE母亲REPEAT削苹果P(SE)放苹果V(SA)UNTIL FALSE儿子P(SA)拿苹果V(SE)吃苹果女儿P(SB)拿香蕉V(SE)吃香蕉（2）把（1）改为：儿子要吃苹果时，请母亲放苹果，女儿要吃香蕉时，请父亲放香蕉，（还是盘子为空时才可以放）。
设信号量S=1;SA=0;SB=0;CA=0;CB=0;F:P(SB)P(S)放香蕉V(CB)GOTO FM:P(SA)P(S)放苹果GOTO MS:V(SA)P(CA)吃苹果V(S)D：V(SB)P(CB)吃香蕉V(S)（2）解：再增加两个信号量：SF=0, SM=0父亲REPEATP(SF)剥香蕉P(SE)放香蕉V(SB)UNTIL FALSE母亲REPEATP(SM)P(SE)放苹果V(SA) UNTIL FALSE 儿子V(SM)P(SA)拿苹果V(SE)吃苹果女儿V(SF)P(SB)拿香蕉V(SE)吃香蕉（五）有一个超市，最多可容纳N个人进入购物，当N个顾客满员时，后到的顾客在超市外等待；超市中只有一个收银员。
可以把顾客和收银员看作两类进程，两类进程间存在同步关系。
写出用P;V操作实现的两类进程的算法（2003年系统设计员考试的题目）S=N SY=0;GK=0SY:P(SY)收银V(GK)V(S)GOTO SYGK:P(S)买东西V(SY)解：设信号量：S=0，C=0 (顾客与收银员的同步信号量)，M=N收银员P(S)收银V(C)顾客P(M)进入店内购物V(S)P(C)V(M)（六）有一个理发店，店内共有20个座位供顾客等待理发，（进入理发店的顾客，都在此座位上等待理发，正在理发的顾客不占用此座位），当20个座位坐满了，后到的顾客不等待，立即回家。
当没有顾客时，理发师睡眠等待。
解：设信号量：S=0.C=0,MUTEX=1设整型变量 SM=20理发师REPEATP(S) -------如无顾客，理发师等待V(C) 叫一个顾客理发理发UNTIL FALSE顾客P(MUTEX)IF (SM=0){ V(MUTEX)――――满座，离开，回家RETURNELSESM=SM-1―――――空座位数减1V(MUTEX)}V(S)――――――――通知理发师，增加了一个顾客，如理发师在等待则唤醒他P(C) ———————等理发师叫自己理发P(MUTEX)SM=SM+1―――――被叫到，释放一个空的座位V(MUTEX)接受理发如果此题改为：满座时，顾客等待空座位：则顾客进程的程序修改如下：把SM设为信号量 SM=20顾客P(SM) ---------------------申请一个座位，无则等待V(S)――――――――通知理发师，增加了一个顾客，如理发师在等待则唤醒他P(C) ———————等理发师叫自己理发V(SM)接受理发（七）一个盒子，内有黑白两种棋子（数量相等），甲每次从盒子中取出一颗黑子，乙每次从盒子中取出一颗白子，一人取了棋子后，必须等另一方取过棋子方可再取，（可假设甲先取）。
解：设信号量：SJ=1,SY=0甲REPEATP(SJ)取一颗黑子V(SY)UNTIL 盒子中无黑子乙REPEATP(SY)取一颗白子V(SJ)UNTIL 盒子中无白子（八）按要求完成下面的程序。
设有三个进程，input进程、compute进程和output进程；它们通过共享一个缓冲区buf的合作关系如下：（1）input进程每次输入数据后，把数据送到buf,供compute进程计算和output进程打印；（2）comput进程每次从buf取出已输入的可计算的数据进行计算，并当output进程把输入数据打印完成后，把计算结果送入buf供output进程打印；（3）output进程每次按顺序把buf中的输入数据和计算结果在打印机上输出。
解：设信号量：sa=1,sb=sc=sd=0, 请把能正确实现这三个进程同步关系的P、V 操作的语句填入下面的程序。
procedure inputbeginlocal datarepeatget(data); /*输入数据到data*/p(sa);buf=data;(1)V ( sc )v(sb);until falseend;procedure computebeginlocol datarepeat(2)P ( sb )data=buf;计算data并把结果保存在data;(3)P ( sd )buf=data;v(sc);until falseend;procedure outputbeginlocal datarepeatP(sc)打印buf;(4)V ( sd )p(sc)打印buf;v(sa); until false end;。