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1、2兄弟俩共用一个账号，他们都可以用该账号到任何一家联网的银行自动存款或取款。假定银行的服务系统有“存款”和“取款”两个并发进程组成，且规定每次的存款额和取款额总是为100元。若进程结构如下：beginamount：integer；amount：0；cobeginProcess SAVEm1： integer;beginm1：amount;m1：m1100；amount：m1end；Process TAKEm2：Integer;beginm2：amount；m2：m2-100；amount：m2end；coend；end；请回答下列问题：（1）你估计该系统工作时会出现怎样的错误？为什么？（2）若
2、哥哥先存了两次钱，但在第三次存钱时弟弟却正在取钱，则该账号上可能出现的余额为多少？正确的余额应该为多少？（3）为保证系统的，若用PV操作来管理，应怎样定义信号量及其初值？解释信号量的作用。（4）在程序的适当位置加上P操作和V操作，使其能正确工作。分析由于“存款”和“取款”两个并发进程使用了共享变量amount，在进程中没有对共享变量的使用加以限制，因而当两个进程交叉访问共享变量时可能会出现与时间有关的错误。因amount的初值为“0”，故当哥哥先存了两次钱后，amount的值应该为200（每次存人 100元）。之后，哥哥和弟弟各自调用SAVE和TAKE进行存款和取款，使两个进程同时执行。它们并
3、发执行时可能有如下两种情况：（1）进程在临界区执行没有被打断。此时若哥哥先执行了 m1:=amount；m1:= m1100；amount:=m1；则 amount的值为 300。然后，由弟弟执行 m2:= amount； m2:=m2-100；amount:= m2；则弟弟从 300元中取走了 100元使 amount的值保持为 200。如果弟弟先执行，则弟弟将从已有的200元存款中取出 100元使amount的值成为 100。然后，哥哥再执行存人 100元的工作而使amount的值仍为200。可见，无论是哥哥先执行存款还是弟弟先执行取款，只要各自在临界区的工作没有间断，则均使amount保
4、持正确值。（2）两个进程在临界区交替执行。此时可能哥哥先执行了 m1:=amount，但还没有执行后继操作时弟弟调用的 TAKE进程占用处理器执行了 m2:=amount，那么，m1和 m2都取到了相同的值 200。同样地，若两个进程先后执行了 m2:= amount和 m1:= amount，则 m1和 m2也都取到相同的值200。随后，两个进程并发执行时将使m1=300，m2=100。如果SAVE进程先执行amount:= m1，TAKE进程后执行 amount:= m2，则 amount的终值为 100。如果 TAKE进程先执行 amount:= m2，SAVE进程后执行 amount:
5、= m1，则 amount的终值为 300。可见，进程并发执行时该账号上可能出现的余额为100元，200元，300元，正确的余额数应该为200元。之所以会出现错误是由于没有限制进程互斥地进入相关临界区执行，为保证系统的安全，可用 PV操作实现互斥。用 PV操作管理时只需定义一个互斥信号量，其初值为“ 1”，用以限制每次只有一个进程可以进入临界区执行。题解（1）系统工作时会出现与时间有关的错误，这是因为并发进程中没有对共享变量amount的使用加以限制，进程交叉访问amount时就会出错。（2）账号上可能出现的余额为100元或200元或300元，正确的余额应该为200元。（3）用PV操作管理时可
6、定义一个信号量S,S的初值为1，信号量S用于限制进程互斥地进入相关临界区执行。（4）使用PV操作管理后能保证正确并发执行的进程结构如下：begin amount:integer; s:semaphore; amount:=0; s:=1;cobegin Process SAVE m1:integer; begin P(S); m1:=amount; m1:=m1+100; amount:=m1; V(S) end; Process TAKE m2:integer; begin P(S); m2:=amount; m2:=m2-100; amount:=m2; V(S) end; coend: end;
