第2章PV练习.ppt

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1、现有输入进程PI、计算进程PC、输出进程PO并发执行。三进程共享两个缓冲区。如图所示：N1N2PIPCPOB1B2PI每次读入一个数据，放入到B1中，B1大小为N1。PC每次从B1中拿出一个数据计算，然后将结果放入B2中，B2大小为N2。PO每次从B2中拿出一个数据进行输出。要求设置合适的同步机制，保证这三个进程的同步执行。对B1、B2要求互斥访问解答假定有三个进程假定有三个进程R、W1、W2共享一个缓冲区共享一个缓冲区Buffer。进程进程R读入数据放到缓冲区读入数据放到缓冲区Buffer中；若缓冲区中的中；若缓冲区中的数为奇数，则进程数为奇数，则进程W1将其取出显示；若缓冲区中的将其取出显

2、示；若缓冲区中的数为偶数，则进程数为偶数，则进程W2将其取出显示。对它们有如下将其取出显示。对它们有如下的限制条件：的限制条件：1）缓冲区中每次只能存放一个数）缓冲区中每次只能存放一个数2）只有当缓冲区中没有数，或）只有当缓冲区中没有数，或W1或或W2将数取走后，将数取走后，进程进程R才可以将新读入的数放到缓冲区中。才可以将新读入的数放到缓冲区中。3）进程）进程W1或或W2对每次存入缓冲区中的数只能显示对每次存入缓冲区中的数只能显示一次，且一次，且W1和和W2都不能从空的缓冲区中取数。都不能从空的缓冲区中取数。假定开始时，缓冲区为空。利用记录型信号量及假定开始时，缓冲区为空。利用记录型信号量及

3、wait、signal操作写出三个并发进程正确工作程序。操作写出三个并发进程正确工作程序。解答某高校计算机系开设网络课并安排上机实习，假设某高校计算机系开设网络课并安排上机实习，假设机房共有机房共有2m台机器，有台机器，有2n名学生，规定：名学生，规定：每两个学生组成一组，各占一台机器，协同完成上每两个学生组成一组，各占一台机器，协同完成上机实习；机实习；只有一组两个学生到齐，并且此时机房有空闲机器只有一组两个学生到齐，并且此时机房有空闲机器时，该组学生才能进入机房；时，该组学生才能进入机房；上机实习由一名教师检查，当学生上完机后，教师上机实习由一名教师检查，当学生上完机后，教师检查完一组学生

4、的实习后，这组学生才能同时离开。检查完一组学生的实习后，这组学生才能同时离开。试用试用P,V操作模拟上机实习的过程。操作模拟上机实习的过程。（提示：除了有学生和教师进程外，还应该有门卫（提示：除了有学生和教师进程外，还应该有门卫进程）进程）解答varvar s,s1,s2:semaphore:=1,0,0 s,s1,s2:semaphore:=1,0,0begin begin parbeginparbegin PR:begin PR:begin repeat repeat 从输入设备读到一个数从输入设备读到一个数B;B;wait(s);wait(s);放入放入;if B=if B=奇数奇数 t

5、hen then signal(s1);signal(s1);else signal(s2);else signal(s2);until false;until false;end;end;PW1:begin PW1:begin repeat repeat wait(s1);wait(s1);x:=B;x:=B;signal(s);signal(s);打印打印x；until false;end;PW2:begin PW2:begin repeat repeat wait(s2);wait(s2);y:=B;y:=B;signal(s);signal(s);打印打印y；until false;e

6、nd;parendparendstudent:=0;computer:=2m enter:=0 finish:=0 test:=0;student:begin P(computer)；得到一台计算机；得到一台计算机 V(student)；有学生来，通知门；有学生来，通知门卫卫 P(enter)；等待进入等待进入 Practice;V(finish);结束，通知教师结束，通知教师 P(test);等待教师检查等待教师检查 V(computer);释放计算机资源释放计算机资源 End;Teacher:begin P(finish);等待学生实习结束等待学生实习结束 P(finish);等另一学生实

7、习结等另一学生实习结束束 Check;V(test);检查完成检查完成 V(test);检查完成检查完成 End;Guard:begin P(student);等待学生到达等待学生到达 P(student);等待另一学生到等待另一学生到达达 V(enter);允许学生进入允许学生进入 V(enter);允许另一学生进入允许另一学生进入 End;某车站售票厅，任何时刻最多可容纳某车站售票厅，任何时刻最多可容纳 20 20 名购票名购票者进入，当售票厅中少于者进入，当售票厅中少于 20 20 名购票者时，则厅外的名购票者时，则厅外的购票者可立即进入，否则需在外面等待。若把一个购购票者可立即进入，否

8、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：票者看作一个进程，请回答下列问题：(1)(1)用用 PV PV 操作管理这些并发进程时，应怎样定义信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。号量，写出信号量的初值以及信号量各种取值的含义。(2)(2)根据所定义的信号量，利用根据所定义的信号量，利用PVPV操作写出能正确并操作写出能正确并发执行的进程。发执行的进程。(3)(3)若欲购票者最多为若欲购票者最多为 n n 个人，写出信号量可能的个人，写出信号量可能的变化范围变化范围 (最大值和最小值最大值和最小值 )。答：答：(1)定义一信号量定

9、义一信号量 S，初始值为，初始值为 20。意义：意义：S0 S 的值表示可继续进入售票厅的人数的值表示可继续进入售票厅的人数 S=0 表示售票厅中已有表示售票厅中已有 20 名顾客名顾客(购票者购票者)S0|S|的值为等待进入售票厅的人数的值为等待进入售票厅的人数（2）COBEGIN PROCESS Pi(i=1，2，)begin；P(S)；进入售票厅；进入售票厅；购票；购票；退出；退出；V(S)；end；COEND(3)S 的最大值为的最大值为 20 S 的最小值为的最小值为 20-n 把学生和监考老师都看作进程，学生有把学生和监考老师都看作进程，学生有N人，人，教师教师1人。考场门口每次只

10、能进出一个人，进考场原人。考场门口每次只能进出一个人，进考场原则是先来先进。当则是先来先进。当N个学生都进入考场后，个学生都进入考场后，教师才教师才能发卷子。学生交卷后可以离开考场，能发卷子。学生交卷后可以离开考场，教师要等收教师要等收上来全部卷子并封装卷子后才能离开考场。上来全部卷子并封装卷子后才能离开考场。(1)问共需设置几个进程问共需设置几个进程?(2)试用试用P、V操作解决上述问题中的同步和互斥操作解决上述问题中的同步和互斥关系。关系。答：答：(1)问共需设置问共需设置2个进程，学生进程和教师进程。个进程，学生进程和教师进程。(2)解：semaphore S_Door;/能否进出门，初

11、值1semaphore S_StudentReady;/学生是否到齐，初值为0semaphore S_ExamBegin;/开始考试，初值为0semaphore S_ExamOver;/考试结束，初值为0int nStudentNum=0;/学生数目semaphore S_Mutex1/互斥信号量，初值为1int nPaperNum=0;/已交的卷子数目semaphore S_Mutex2/互斥信号量，初值为1void student()P(S_Door);进门；V(S_Door);P(S_Mutex1)；nStudentNum+;if(nStudentNum=N)V(S_StudentRea

12、dy);V(S_Mutex1);P(S_ExamBegin);/等老师宣布考试开始void teacher()P(S_Door);进门；进门；V(S_Door);P(S_StudentReady)；/等待最后等待最后一个学生来唤醒一个学生来唤醒 发卷子发卷子;for(i=1;i=N;i+)V(S_ExamBegin);P(S_ExamOver);/等待考试结等待考试结束束 封装试卷；封装试卷；P(S_Door);出门；出门；V(S_Door);考试中考试中 交卷；交卷；P(S_Mutex2)；nPaperNum+;if(nPaperNum=N)V(S_ExamOver);V(S_Mutex2);P(S_Door);出门；出门；V(S_Door);