操作系统同步例题.docx

对于生产者一消费者问题，假设缓冲区是无界的，试用信号灯与PV操作给出解法。 答：由于是无界缓冲区，所以生产者不会因得不到缓冲区而被阻塞，不需要对空缓冲区进行管理，可以去掉在有界缓冲区中用来管理空缓冲区的信号量及其PV操作。 semaphoremutex_in=1;semaphoremutex_out=1;semaphoreempty=0;intin=0，out=0;生产者活动：while(1){ 生产者活动： while(1){ producenextproduct; P(mutex_in); addtheproducttobuffer[in]; in++; v(mutex_in); V(empty); } 消费者活动： while(1){ P(empty); P(mutex_out); taketheproductfrombuffer[out]out++; V(mutex_out); } 设有一个可以装A、B两种物品的仓库，其容量无限大，但要求仓库中A、B两种物品的数量满足下述不等式：-MWA物品数量一B物品数量WN其中M和N为正整数。试用信号灯和PV操作描述A、B两种物品的入库过程。 答：已知条件-MWA物品数量一B物品数量WN可以拆成两个不等式，即A物品数量一B物品数量WN，B物品数量一A物品数量WM。 这两个不等式的含义是：仓库中A物品可以比B物品多，但不能超过N个；B物品可以比A物品多，但不能超过M个。 semaphorea=n;semaphoreb=m;voidmain(){createprocess(A,…)；createprocess(B,…)；}A物品入库：B物品入库: voidA(){voidB(){while(1){while(1){P(a);A P(a); A物品入库; V(b); } P(b); B物品入库; V(a); } 试用信号灯与PV操作实现司机与售票员之间的同步问题。设公共汽车上有一个司机和一个售票员，其活动如下图所示。 为了安全起见，显然要求：(1)关车门后方能启动车辆；(2)到站停车后方能开车门。亦即“启动车辆”这一活动应当在“关车门”这一活动之后，“开车门”这一活动应当在“到站停车”这一活动之后。 解：如果进程P2尚未推进到②处时，进程P1已经推进到①处，则P1应等待直到P2推进到②处为止；同样，如果进程P1尚未推进到③处时，进程P2已经推进到④处，则P2应等待直到P1推进到③处为止。如果进程P1在①处发生了等待，则当进程P2执行到②处时应将P1唤醒；同样，如果进程P2在④处发生了等待，则当进程P2执行到③处时应将P1唤醒。用信号量和P、V操作解决这一问题，需要定义两个信号量，一个信号量start表示是否允许司机启动车辆，另一个信号量open表示是否允许售票员开车门。初始状态是车停在始发站，车门开着，等待乘客上车。因此，两个信号量的初值都是0。 semaphorestart=0; semaphoreopen=0; 司机的活动： 售票员的活动： P1:do{ P2:do{ P(start); 关车门; 启动车辆; V(start); 正常行车； 售票 ; 到站停车; P(open); V(open); 开车门; }while(1); }while(1); 设有A、B、C三组进程，它们互斥地使用某一独占型资源R，使用前申请，使用后释放。资源分配原则如下： 当只有一组申请进程时，该组申请进程依次获得R；当有两组申请进程时，各组申请进程交替获得R，组内申请进程依次获得R；当有三组申请进程时，各组申请进程轮流获得R，组内申请进程依次获得R。 试用信号灯和PV操作分别给出各组进程的申请活动程序段和释放活动程序段。 解： intfree=1; 设自行车生产线上有一只箱子，其中有N个位置(NN3)，每个位置可存放一个车架或一个车轮；又设有三个工人，其活动分别为： 工人1活动： 工人2活动： 工人3活动： do{ do{ do{ 加工一个车架； 加工一个车轮; 箱中取一车架； 车架放入箱中； 车轮放入箱中; 箱中取二车轮； }while(1) }while(1) 组装为一台车；}while(1) 试分别用信号灯与PV操作、管程、会合实现三个工人的合作，要求解中不含死锁。 解：用信号灯与PV操作实现三个工人的合作，管程与会合解法可仿照给出。 首先不考虑死锁问题，工人1与工人3、工人2与工人3构成生产者与消费者关系，这两对生产/消费关系通过共同的缓冲区相联系。从资源的角度来看，箱子中的空位置相当于工人1和工人2的资源，而车架和车轮相当于工人3的资源。定义三个信号灯如下： semaphoreempty=N;一座小桥(最多只能承重两个人)横跨南北两岸，任意时刻同一方向只允许一人过桥，南侧桥段和北侧桥段较窄只