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1、？信号量的PV操作是如何定义的？试说明信号量的PV操作的物理意义。参考答案：P（S）：将信号量S减1，若结果大于或等于0，则该进程继续执行；若结果小于0，则该进程被阻塞，并将其插入到该信号量的等待队列中，然后转去调度另一进程。V（S）：将信号量S加1，若结果大于0，则该进程继续执行；若结果小于或等于0，则从该信号量的等待队列中移出一个进程，使其从阻塞状态变为就绪状态，并插入到就绪队列中，然后返回当前进程继续执行。PV操作的物理含义：信号量S值的大小表示某类资源的数量。当S0时，其值表示当前可供分配的资源数目；当S0时，其绝对值表示S信号量的等待队列中的进程数目。每执行一次P操作，S值减1，表示
2、请求分配一个资源，若S0，表示可以为进程分配资源，即允许进程进入其临界区；若S0，表示等待队列为空；若S0，则表示等待队列中有因申请不到相应资源而被阻塞的进程，于是唤醒其中一个进程，并将其插入就绪队列。无论以上哪种情况，执行V操作的进程都可继续运行。1、 设公共汽车上，司机和售票员的活动分别是：司机的活动：启动车辆； 正常行车； 到站停车；售票员的活动： 关车门； 售票； 开车门； 在汽车不断地到站、停车、行驶过程中，这两个活动有什么同步关系？用P、V操作实现它们的同步。 设两个信号量S和C，初值为S0；C0；司机： L1： 正常行车 售票员： L2： 售票到站停车 P（S）V（S） 开车门P
3、（C） 关车门启动开车 V（C）GO TO L1 GO TO L22、请用PV操作实现他们之间的同步关系： （1）桌上一个盘子，只能放一只水果。爸爸放苹果，妈妈放桔子，儿子只吃桔子，女儿只吃苹果。（2）桌上一个盘子，只能放一只水果。爸爸放苹果，妈妈放桔子，儿子吃桔子、苹果。参考答案：第一步：确定进程4个进程Father（爸爸）、Mother（妈妈）、Son（儿子）、Daughter（女儿）Father进程：l 将苹果放入盘中Mother进程：l 将桔子放入盘中Son进程：l 从盘中取出桔子l 吃桔子Daughter进程：l 从盘中取出苹果l 吃苹果第二步：确定进程的同步、互斥关系l 同步：Fa
4、ther当盘中无水果时，才可以将苹果放入盘中l 同步：Mother当盘中无水果时，才可以将桔子放入盘中l 同步：Son当盘中有桔子时，才可以从盘中取出桔子l 同步：Daughter当盘中有苹果时，才可以从盘中取出苹果第三步：设置信号量l 盘中无水果，Sp，初值1l 盘中有桔子，So，初值0l 盘中有苹果，Sa，初值0第四步：用伪代码描述begin Sp,So,Sa：semaphore; Sp :=1; So :=0; Sa :=0;cobeginFather ( );Mother ( );Son ( );Daughter ( );coend;end;process Father ( ) beg
5、in L1: P（Sp）; 将苹果放入盘中； V（Sa）; goto L1; end;process Mother ( ) begin L2: P（Sp）; 将桔子放入盘中； V（So）; goto L2; end;process Son ( ) begin L3: P（So）; 从盘中取出桔子； V（Sp） 吃桔子； goto L3； end;process Daughter ( ) begin L4: P（Sa）; 从盘中取出苹果； V（Sp） 吃苹果； goto L4； end;（2）第一步：确定进程3个进程Father（爸爸）、Mother（妈妈）、Son（儿子）Father进程：l
6、将苹果放入盘中Mother进程：l 将桔子放入盘中Son进程：l 从盘中取出水果（桔子或苹果）l 吃水果（桔子或苹果）第二步：确定进程的同步、互斥关系l 同步：Father当盘中无水果时，才可以将苹果放入盘中l 同步：Mother当盘中无水果时，才可以将桔子放入盘中l 同步：Son当盘中有水果（桔子或苹果）时，才可以从盘中取出水果第三步：设置信号量l 盘中无水果，empty，初值1l 盘中有水果（桔子或苹果），full，初值0第四步：用伪代码描述begin empty, full：semaphore; empty:=1; full :=0;cobeginFather ( );Mother (
7、);Son ( );coend;end;process Father ( ) begin L1: P（empty）; 将苹果放入盘中； V（full）; goto L1; end;process Mother ( ) begin L2: P（empty）; 将桔子放入盘中； V（full）; goto L2; end;process Son ( ) begin L3: P（full）; 从盘中取出水果; V（empty）; 吃水果; goto L3； end;3. 某工厂有一个可以存放设备的仓库，总共可以存放10台设备。生产的每一台设备都必须入库，销售部门可从仓库提出设备供应客户。设备的入库和
8、出库都必须借助运输工具。现只有一台运输工具，每次只能运输一台设备。请设计一个能协调工作的自动调度管理系统。参考答案：第一步：确定进程可以为入库（Pin）和出库（Pout）各设置一个进程Pin进程：l 生产了一台设备l 使用运输工具入库Pout进程：l 使用运输工具出库l 提出设备供应客户第二步：确定进程的同步、互斥关系l 同步：当仓库中有空余位置存放设备时，设备才可以入库l 同步：当仓库中有存放的设备时，设备才可以出库l 互斥：运输工具是临界资源，要互斥访问第三步：设置信号量l 仓库中有空余位置数量，empty，初值10l 仓库中有存放的设备数量，full，初值 0l 为运输工具设置互斥信号量
9、S，初值 1，表示当前可用第四步：用伪代码描述begin empty, full, S：semaphore; empty := 10;full := 0;S := 1;cobeginPin ();Pout ();coend;end;process Pin ( ) begin L1: 生产了一台设备 ;P（empty）; P (S);使用运输工具入库;V （S）; V（full）; goto L1; end;process Pout ( ) beginL2: P（full）;P (S);使用运输工具出库;V （S）;V（empty）;提出设备供应客户; goto L2; end;4、写者优先的“
10、读者写者”问题：1）共享读2）互斥写、读写互斥3）写者优先于读者（一旦有写者，则后续读者必须等待，唤醒时优先考虑写者）wmutex:semaphore=1 /读者与写者之间、写者与写者之间互斥使用共享数据S：semaphore=1 /当至少有一个写者准备访问共享数据时，它可使后续的读者等待写完成S2：semaphor1 /阻塞第二个以后的等待读者readcount,writecount: semaphore = 0,0; /当前读者数量、写者数量mutex1 :semaphore = 1 /多个读者互斥使用readcountmutex2 :semaphore = 1 /多个写者互斥使用writ
11、ecountCobegin: Reader: begin Repeat Wait（S2）； wait(S); wait(mutex1) if readcount=0 then wait(wmutex); readcount+; signal (mutex1); signal(S); signal（S2）； reading wait(mutex1); readcount-; if readcount=0 then signal(wmutex); signal(mutex1); until false; begin; writer: begin repeat; wait(mutex2); if writecount=0 then wait(S); writecount+; signal （mutex2）; wait(wmutex); writing signal(wmutex); wait(mutex2); writecount-;if writecount=0 then signal(S); signal （mutex2）;
