用PV操作实现进程同步示例(精品).ppt

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1、用用PV操作实现进程同步的示例操作实现进程同步的示例示例示例1 1设有设有n个整数环形缓冲区和一个无穷整数序列。进个整数环形缓冲区和一个无穷整数序列。进程程A逐个地把整数写入环形缓冲区，进程逐个地把整数写入环形缓冲区，进程B则逐则逐个地把缓冲区中的整数读出。请回答：个地把缓冲区中的整数读出。请回答：（1）叙述）叙述A、B进程间的具体制约关系；进程间的具体制约关系；（2）若信号量）若信号量S1的初值为的初值为0，信号量，信号量S2的值是的值是n-1，则下图用则下图用PV操作描述的算法有何错误？操作描述的算法有何错误？V(S1);进程进程A一个整数写入缓冲区一个整数写入缓冲区;P(S2);P(S1

2、);进程进程B从缓冲区中取出一个整数从缓冲区中取出一个整数;V(S2);2解答：（1）进程）进程A和进程和进程B是合作进程，必须同步。进程是合作进程，必须同步。进程A应该超前进程应该超前进程B，但不能超前进程但不能超前进程Bn个缓冲单元；个缓冲单元；进程进程B不能超前进程不能超前进程A。（2）进程进程A中中V(S1)操作放在操作放在“整数写入缓冲区整数写入缓冲区”之之前有逻辑错。因为可能进程前有逻辑错。因为可能进程A执行执行V(S1)后，在后，在“整整数写入缓冲区数写入缓冲区”之前，进程之前，进程A被被中断而调度进程中断而调度进程B执行，进程执行，进程B将通过将通过P(S1)，从而从缓冲区中读

3、取尚从而从缓冲区中读取尚未写入的整数，造成错误。未写入的整数，造成错误。3P(S2);进程进程A一个整数写入缓冲区一个整数写入缓冲区;V(S1);P(S1);进程进程B从缓冲区中取出一个整数从缓冲区中取出一个整数;V(S2);正确解决方法：正确解决方法：设置同步信号量设置同步信号量S1，表示开始时缓表示开始时缓冲区中没有数据可供进程冲区中没有数据可供进程B读的整数，初值为读的整数，初值为0；设；设置同步信号量置同步信号量S2，表示开始时缓冲区中有表示开始时缓冲区中有n个空位个空位置可供进程置可供进程A送送n个整数，初值为个整数，初值为n。4示例示例2 2生产围棋的工人不小心把相等数量的黑子和白

4、子混生产围棋的工人不小心把相等数量的黑子和白子混装在一个箱子里，现要用自动分拣系统把黑子和装在一个箱子里，现要用自动分拣系统把黑子和白子分开，该系统由两个并发执行的进程组成，白子分开，该系统由两个并发执行的进程组成，系统功能如下：系统功能如下：（1）进程）进程A专门拣黑子，进程专门拣黑子，进程B专门拣白子；专门拣白子；（2）每个进程每次只拣一个子，当一个进程在拣）每个进程每次只拣一个子，当一个进程在拣子时不允许另一个进程去拣子；子时不允许另一个进程去拣子；（3）当一个进程拣了一个子（黑子或白子）以后，）当一个进程拣了一个子（黑子或白子）以后，必让另一个进程拣一个子（白子或黑子）；必让另一个进程

5、拣一个子（白子或黑子）；用用PV操作管理这两个并发进程，使其能正确实现操作管理这两个并发进程，使其能正确实现上述功能。上述功能。5（1）应应定定义义的的信信号号量量及及初初值值 ；（2）在下列的程序中填上适当的）在下列的程序中填上适当的P、V操作，操作，以保证它们能正确并发工作。以保证它们能正确并发工作。Process A begin L1:;拣黑子拣黑子;goto L1;end;V(S2);Process B begin L2:;拣白子拣白子;goto L2;end;信号量信号量S1（允许进程允许进程A拣黑子）、拣黑子）、S2（允许进允许进程程B拣白子），初值为拣白子），初值为1，0P(S1

6、);P(S2);V(S1);6示例示例3 3一条小河上有一座独木桥，规定每次只允许一一条小河上有一座独木桥，规定每次只允许一个人过桥，现河东、河西都有人要过桥，如个人过桥，现河东、河西都有人要过桥，如果把每个过桥者都看做一个进程，为保证安果把每个过桥者都看做一个进程，为保证安全，请用全，请用PV操作管理这两个并发进程，使其操作管理这两个并发进程，使其能正确实现上述功能。能正确实现上述功能。7（1）应应定定义义的的信信号号量量及及初初值值 ；（2）在下列的程序中填上适当的）在下列的程序中填上适当的P、V操作，操作，以保证它们能正确并发工作。以保证它们能正确并发工作。Process（E-W）i(i

7、=1,2,)begin L1:;过桥过桥;goto L1;end;V(S);Process（W-E）i(i=1,2,)begin L2:;过过 桥桥;goto L2;end;信号量信号量S（允许任一方向的人过桥），初值为允许任一方向的人过桥），初值为1P(S);P(S);V(S);8示例示例4假定有假定有3个进程个进程R，W1，W2共享一个缓冲器共享一个缓冲器B，B中每次只能存放一个整数。进程中每次只能存放一个整数。进程R每次启动输入每次启动输入设备读一个整数且把它存放到缓冲器设备读一个整数且把它存放到缓冲器B中。若存中。若存放到缓冲器放到缓冲器B中的是奇数，则由进程中的是奇数，则由进程W1将

8、其取出将其取出打印，否则，由进程打印，否则，由进程W2将其取出打印。规定进程将其取出打印。规定进程R存入缓冲器存入缓冲器B的数，由进程的数，由进程W1和和W2正确无误地正确无误地打印出来（即要求打印的与存入的完全一致）。打印出来（即要求打印的与存入的完全一致）。要求用要求用PV操作管理这操作管理这3个并发进程，使它们能正个并发进程，使它们能正确同步工作。确同步工作。9解答：设设3个个同步信号量：同步信号量：empy是进程是进程R的私有信号量，初值为的私有信号量，初值为1，表示，表示开始时进程开始时进程R可向缓冲器可向缓冲器B中送一整数；中送一整数；SW1是进程是进程W1的私有信号量，初值为的私

9、有信号量，初值为0，表示，表示开始时缓冲器开始时缓冲器B中无奇数可供进程中无奇数可供进程W1取；取；SW2是进程是进程W2的私有信号量，初值为的私有信号量，初值为0，表示，表示开始时缓冲器开始时缓冲器B中无偶数可供进程中无偶数可供进程W2取；取；3个进程的同步并发程序如下：个进程的同步并发程序如下：struct semaphore empty,SW1,SW2=1,0,0;int B;cobegin10 void PROCESS R(void)int x;while(TRUE)从输入设备上读一个整数到从输入设备上读一个整数到x；P(empty);B=x;if(x%2=1)V(SW1);else V(SW2);11void PROCESS SW1(void)int y;while(TRUE)P(SW1);y=B;V(empty);打印打印y中的数；中的数；void PROCESS SW2(void)int z;while(TRUE)P(SW2);z=B;V(empty);打印打印z中的数；中的数；1213