P、V操作习题答案

••信号量应用问题：End;Pare nd.写出程序描述下列前趋关系。

1 endS2->S4, S1->S3, S1->S2,S2->S5 , S3->S6, S4->S7,2•请用信号量实现4X 10(4人，每S5->S7, S6->S7人100Var s1,s2, s3,s4:semaphore:=0, 0米, )接力赛的同步过程。

提示：前趋图同步问题，可设0, 0; 4个进程，三个信号量，进程 1 只设BeginV操作，进程4只设ParbeginP操作，其余进程先做P操作再做V P1:begi n 操作。

Var s1,s2,s3:semaphore:=0, 0, 0;.; …Begin V(s1);Parbegin V(s1);Athlete1: begin End;Run 100m; P2: beginV(s1); P(s1);End; …;Athlete2: begin V(s2);P(s1) V(s2);Run 100m; End;V(s2); P3: beginEnd; P(s1)Athlete3: begin …P(s2) ;V(s3)P(s2);Athlete4: begin …P(s3);V(s4);P(s2);Parend ..;endV(s4);3．设公共汽车上，司机和售票员的活 End;动分别是： P6: begin司机：售票员： P(s3)启动车辆 ..xx 乘客V(s4)正常行车关车门到站停车售票 End;P7:begin 开车门P(s4);P(s4)下乘客P(s4)在汽车不断地到站、停车、行驶过 END;程中，这两个活动有什么同步关系？ CoEnd;END;请用信号量机制实现他们的同步。

假定初始状态为停车状态，引入信/- 生产者消费者问题：和 Run ：号量Stopl BEGIN．桌上有一个可以 xx 两个水果的Run 100m; End;V(s3); P4: beginEnd; Run 100m; P5: beginEnd;盘子，每次只能放或取一个水果爸semaphore Stop,Run;爸放苹果妈妈放橘子，两个儿子Stop:=Run:=0; 吃苹果，两个女儿吃橘子。

试用信CoBegin 号量和BEGINP、V 操作，编写实现爸爸、Driver: 妈妈、儿子和女儿的并发工作程Repea 序。

tMutex 实现互斥放或取水果。

Wa emptyit(Run);盘子可放水果数Apple 盘子中放的苹果数启Orange 动车辆；盘子中放的橘子数Semaphore mutex=1 正Semaphore empty=2;常行驶；Semahpore apple=0到Semahpore oran ge=0站停车；Main() Si{gnal(Stop);Cobegin UntilFather(); False;Mother(); END;Son();Conductor:BEGINDaughter();Repea; tCoe nd)上}乘客；Father()关{车门；While(true) Si{ p(empty) gnal(Run);P(mutex)售放苹果票；V(mutex) WaV(apple)} it(Stop); }开Mother() 车门；{下While(true) 乘客；{ p(empty)UntilP(mutex)False;放橘子配车间CoEnd V(mutex)}V(orange)}Provider_A() }{ while(true) Son(){{ p(emptya); p(sa); While(true){ p(apple) p(mutex);P(mutex)将零件A放入仓库; v(mutex);取苹果v(fulla); V(mutex) v(sb); V(empty)} }}}Daughter()Provider_B() {{ while(true) While(true){ p(orange) { p(emptyb);P(mutex) p(sb);取橘子p(mutex);V(mutex)将零件B放入仓库；V(empty)} v(mutex);}v(fullb)；2, A和Bv(sa)、有一个仓库存放两种零件m最大库容量各为个。

有一车间不断}进行装配，每次各取一个。

A和B }地取为了避免零件锈蚀，遵循线入库者先Assembling_Shop() 出库的原则。

有两组供应商分别不断{ while(true){ p(fulla);，为保证齐A地供应和B (每次一个)套和合理库存，当某种零件的数量比p(fullb)；(另一种数量超过nn<m)个时，暂停p(mutex); 对数量大的零件的进货，集中补充数装配零件; 操作正确实现、量少的零件。

试用PV v(mutex);之。

v(emptya);v(emptyb);} mutex=1, semaphorefulla=fullb=0, emptya=emptyb=m, }3、有一个仓库，可以存放Asa二sb二n和B两种产品，仓库的存储空间足够大，但要main()求：{ CoBeginProvider_A();每次只能存入一种产品(X或/ Y)；零件/。

<M产品数量供应商A-B产品数量-N<AM 和时正整数。

其中，N / Provider_B();、P试用存放A” 存放B”和供应商B零件/的入库过B与产品A操作描述产品V装Assembling_Shop(); /程。

说明进程间的相互制约关系，应设置哪些信号量？B,则A A-BvM说明：如果只放A不放则用P、V操作写出其同步算法；，最多可放M-1个，如果多放一个B可以多放一个A。

修改上述算法，使得它对写者优先，即一旦有写者到达，后续的读者A,则BBB-AvN说明：如果只放不放都必须等待，而无论是否有读者在读则如果多放一个最多可放N-1个，A,文件。

可以多放一个B。

(该问题的又一提法：在一个飞机订票系统中，多个用户共享一个数/2-BEGIN据库。

多用户同时查询是可以接受的，Mutex,SA,SB:semaphore(但若一个用户要订票需更新数据库Mutex:=1;时，其余所有用户都不可以访问数据SA:=M-1;库。

请画出用户查询与订票的逻辑框SB:=N-1;图parBegin(等价于同步进程的描述的图式表示)。

process PA为了提高写者的优先级，增加一个信Begin号量Sloop:，用于在写进程到达后封锁后续的读者P(SA);Semaphore mutex=1; P(Mutex);Semaphore write=1;存放A;Semahpore s=1;V(Mutex);Int count =0; V(SB);Main() Goto loop;{End;CobeginReader(); process PBWriter(); BeginCoend loop:}P(SB);Reader()P(Mutex);{ while(true) 存放B;{V(Mutex);V(SA);P(s);P(mutex); Goto loop;If(count==0) End;p(write); parEnd;Count++; END;V(s)北大/91读文件；P(mutex)读者写者问题：Cou nt--;lf(count==O) 1、多个进程共享一个文件，其中只读v(write);文件的程值为读者，其余只写文件的V(mutex);称为写者。

读者可以同时读，但写者}只能独立地写。

．}EndWriter(){Porcess 由西向东While(true)Begin { p(s);P(swe); P(write);P(siwe);写文件；Iwe:二iwe+1;V(write);If iwe=1 hten p(mutex); V(s);V(siwe); }过桥；}P(siwe);Iwe:=iwe-1;If iwe=0 then v(mutex); 辆车，2．某一桥只有一车道，载重为4V(siwe); V 操作实现两方向的车过桥。

用P、V(swe)本题本质上可以认为是读者写者End;问题，往同一个方向的车可以认为是理发师睡觉问题：读者，往相反方向的车可以认为是写1．者。

但是由于桥的重量有限，增加了(睡眠的理发师问题)理发店有一个等候室(其中有N 把椅子)和一个读者之间的互斥。

本题的临界资源显理发室(一把理发椅组成)。

如果没有然是单通道的桥，首先如果桥上有向顾客来理发，理发时就在理发椅上睡东方向的车，那么向西方向的车一定觉，如果一个走进理发店，发现等候 4 辆，同一方向的不能过，如果超过室的椅子都坐满就离开理发店；如果车也不能过，需要互斥。

理发师正忙于理发，那么该顾客就坐，mutex 实现双向车子互设信号量在一把空椅子上等待；若理发师正在，斥通行；信号量sewswe表示由西向睡觉，则顾客就唤醒他。

用P、V操作初值为东与由东向西的负荷数，4;整写出工作流程。

表示各方向的车子数，数型iew,iwe考点：用PV原语实现同步iew,iwesiew,siweO初值为；实现对Semaphorecostomers=0；; 等候的1 的互斥访问，初值为顾客数(不包括正在理发的)Semaphore barbers=0由东向西的车子；等候顾客Process的理发师数BeginSemaphore mutex=1;P(sew);Int waiti ng =0; P(siew);等候的顾客数(还没有理发，实际是Iew:=iew+1;customers 的备份，为了读取信号量的当前值)；If iew=1 thenp(mutex);V(siew);Void barber(void)过桥；{ while (true) P(siew);{ P(customers); Iew:=iew-1;P(mutex);If iew=0 then v(mutex);waiting V(siew);=wait ing —;=V(barbers);V(sew)V(mutex);动的同步。

Customers cut_hair( ) ;表示正在等待复印的顾客数} Operator 代表操作员的状态，只能取顾客进程1或0Void customers(void)；Waiting 表示正在等待的顾客数；{P(mutex);Mutex 实现对waiting 的互斥访问if(waiting<chairs) { waiting = waiting + 1 ;customers, V(customers); operator,mutex:semaphore;V(mutex);waiting: inteter; P(barbers);customers=0; get_hair( );}operator=0; else {V(mutex);} mutex=1;}process operatorbegin 提示：考虑一下理发师( barber) loop:)睡觉；(1 (2)为重复的下列活动：p(customers)顾客理发；复印；)重复的下列活顾客( customersV(operator);)理发；)在椅子上等候；(3 (4 动：Gotoloop;离开；End;1) 处要考察是显然，理发师在(否有顾客等候理发，如果没有，理发Processcoutomeri 2)处理发师等待最先进师睡觉；在( Begin入理发店的xx 唤醒，开始理发。