PV操作参考程序

11、有3个并发进程R、M、P，它们共享同一缓冲区。

进程R负责从输入设备读信息，每
读入一个记录后，就把它放入缓冲区中；进程M在缓冲区中加工读入的记录；进程P把加工后的记录打印输出。

读入的记录经加工输出后，缓冲区又可以存放下一个记录。

试写出它们能够正确执行的并发程序。

答：
Begin
a:=0;b:=0;c:=1;
R:
begin
Repeat
P(c);
从输入设备读一记录到缓冲区;
V(a);
Until false
End;
M:
begin
Repeat
P(a);
在缓冲区中加工读入的记录;
V(b);
Until false
End;
P:
Begin
Repeat
P(b);
打印加工后的记录；
V(c);
Until false
End
Coend
End;
注：为了保证R首先执行，所以信号量c的初值应设为“1”。

此外，由制约关系图可以看出，R、M和P不会竞争缓冲区资源，故无需设置用于互斥的公用信号量。

12、设有进程A、B、C，分别调用过程get、copy和put对缓冲区S和T进行操作。

其中
get负责把数据块输入缓冲区S，copy负责从缓冲区S中提取数据块复制到缓冲区T中，put
负责从缓冲区T中取信息打印，如图所示。

试描述get、copy及put的操作过程。

Begin
Empty1:=1;empty2:=1;
Full1:=0;full2:=0;
Cobegin A:begin
Repeat P(empty1);
将数据块输入缓冲区S; V(full1); Until false
End;
B:begin
Repeat
P(full1);
从缓冲区S 中提取数据;
V(empty1);
P(empty2);
将数据复制到缓冲区T;
V(full2)
Until false
End;
C:begin
Repeat
P(full2);
从缓冲区T 中取信息打印;
V(empty2)
Until false
End
coend
End;
注：进程B 对进程A 来说是消费者，而对进程C 来说是生产者，进程B 兼有消费者和生产者的功能。

此外，为了在初启时能保证三进程按制约关系顺利执行，信号量empty1和empty2的初值均为“1”。

13、用P 、V 操作实现下述问题的解。

桌上有一个盘子，可以存放一个水果。

父亲总是放苹果到盘子中，而母亲总是放香蕉到盘子中；一个儿子专等吃盘中的香蕉，而一个女儿专等吃盘中的苹果。

三过程工作示意
答：盘子是临界资源，应设置一互斥信号量mutex来实现放水果的互斥，其初值为1。

此外，父亲和女儿、母亲和儿子之间存在同步关系，即分别设置信号量apple和banana来分别实现这种同步关系，其初值均为0。

4个进程的并发程序如下：
Begin
Mutex:=1;
Apple:=0;banana:=0;
Cobegin
Father:begin
Repeat
P(mutext);
向盘中放苹果;
V(apple)
Until false
End;
Mother:begin
Repeat
P(mutext);
向盘中放香蕉;
V(banana)
Until false
End;
Daughter:begin
Repeat
P(apple)
取盘中苹果;
V(mutex)
Until false
End;
Son:begin
Repeat
P(banana);
取盘中香蕉;
V(mutex)
Until false
End
Coend
End;
14、在一个盒子里，混装了数量相等的围棋黑子和白子。

现在要用自动分拣系统把白子和黑子分开。

设系统有两个进程P1和P2，其中P1拣白子、P2拣黑子。

规定每个进程每次只拣一子。

当一进程正在拣子时，不允许另一进程去拣；当一进程拣了一子时，必须让另一进程去拣。

试写出这两个并发进程能正确执行的程序。

答：可以设置两个信号量S1和S2来协调进程P1和P2之间的同步，此外，由于不存在进程P1和进程P2之间同时取子的竞争问题，因此不必设置互斥信号量。

程序如下：
Begin
S1:=1;s2:=0;
Cobegin
P1:begin
Repeat
P(S1);
拣白子;
V(s2)
Until false
End;
P2:begin
Repeat
P(S2);
拣黑子;
V(S1)
Until false
End
Coend
End;
15、有一个理发师，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子上睡觉；当一个顾客到来时，必须唤醒理发师进行理发；如果理发师正在理发时又有顾客来到，则如果有空椅子可坐，他就坐下来等，如果没有空椅子，他就离开。

为理发师和顾客各编一段程序描述他们的行为，要求不能带有竞争条件。

答：本题可看作是n个生产者和一个消费者问题。

顾客作为生产者，每到来一个就使计数器rc加1，以便让理发师理发（消费）至最后一个顾客（产品）。

并且，第一个到来的顾客应负责唤醒理发师；如果不是第一个到达的顾客，则在有空椅子的情况下坐下等待，否则离开理发厅（该信息可由计数器rc获得）。

理发师与顾客的并发程序描述如下：
Begin
Mutex:=1;
Wakeup:=0;wait:=0;
Cobegin
Customer i(i=1,…):
Begin
P(mutext);
Rc:=rc+1;
If rc=1 then V(wakeup)
Else
If rc<=n then P(wait) /*顾客人数<=n时在椅子上等待*/
Else begin
Rc:=rc-1; /*是第n+1个顾客时则离开*/
该顾客离开理发厅
End;
V(mutex)
End;
Barber:
begin
P(wakeup); /*没有顾客时理发师睡觉（阻塞），直到第一个顾客来时唤醒*/
Repeat
理发;
P(mutex);
Rc:=rc-1;
If rc<>0 then V(wait) /*让等待中的一个顾客准备理发*/
V(mutex)
Until rc=0
End
Coend
End;
16、桌子上有一空盘，允许存放一只水果。

爸爸可向盘中放苹果，也可向盘中放桔子；儿子专等吃盘中的桔子，女儿专等吃盘中的苹果。

规定当盘空时一次只能放一只水果供吃者取用，请用P、V原语实现爸爸、儿子、女儿3个并发进程的同步。

答：
Begin
Plate:=1;apple:=0;orange:=0;
Cobegin
Father:begin
Repeat
P(plate);
将水果放入盘中;
If 放入的是桔子then V(orange)
Else V(apple)
Until false
End;
Son: begin
Repeat
P(orange)
从盘中取出桔子;
V(plate);
吃桔子
Until false
End;
Daughter:begin
Repeat
P(apple);
从盘中取出苹果;
V(plate);
吃苹果
Until false
End
Coend
End;。