操作系统信号量PV操作题若干

（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。解（1)设信号量：S=100;MUTEX=1P(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）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)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。（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。设信号量：SY,SH,CY,CH:初值都为0甲服务员REPEATP(SY)送烟V(CY)UNTILFALSE乙服务员REPEATP(SH)送火V(CH)UNTILFALSE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。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)UNTILFALSE母亲REPEAT削苹果P(SE)放苹果V(SA)UNTILFALSE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）。（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)UNTILFALSE母亲REPEATP(SM)削苹果P(SE)放苹果V(SA)UNTILFALSE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）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UNTILFALSE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。procedureinputbeginlocaldatarepeatget(data);/*输入数据到data*/p(sa);buf=data;(1)V(sc)v(sb);untilfalseend;procedurecomputebeginlocoldatarepeat(2)P(sb)data=buf;计算data并把结果保存在data;(3)P(sd)buf=data;v(sc);untilfalseend;procedureoutputbeginlocaldatarepeatP(sc)打印buf;(4)V(sd)p(sc)打印buf;v(sa);untilfalseend;