操作系统PV操作习题

一、用 P、V 操作描述前趋关系。P1、P2、P3、P4、P5、P6 为一组合作进程，其前趋图如图 2．3 所示，试用 P、V操作描述这 6 个进程的同步。p23 图 2．3 说明任务启动后 P1 先执行，当它结束后 P2、P3可以开始执行，P2 完成后 P4、P5 可以开始执行，仅当 P3、P4、P5 都执行完后，P6 才能开始执行。为了确保这一执行顺序，设置 5 个同步信号量 n、摄、f3、f4、g 分别表示进程P1、P2、P3、P4、P5 是否执行完成，其初值均为 0。这 6个进程的同步描述如下： 图 2．3 描述进程执行先后次序的前趋图 int f1=0; /*表示进程 P1 是否执行完成*／ int f2=0; /*表示进程 P2 是否执行完成*／ int f3=0; /*表示进程P3 是否执行完成*／ int f4=0; /*表示进程P4 是否执行完成*／ int f5=0; /*表示进程P5 是否执行完成*／ main() { cobegin P1( ); P2( ); P3( ); P4( ); P5( ); P6( ); coend } P1 ( ) { ┇ v(f1); v(f1)： } P2 ( ) { p(f1); ┇ v(f2); v(f2); ) P3 ( ) { p(f1); ┇ v(f3); } P4( ) { p(f2); ┇ v(f4); } P5 ( ) { p(f2); ┇ v(f5); } P6( ) { p(f3); p(f4); p(f5); ┇ } 二、生产者-消费者问题 p25 生产者-消费者问题是最著名的进程同步问题。它描述了一组生产者向一组消费者提供产品，它们共享一个有界缓冲区，生产者向其中投放产品，消费者从中取得产品。生产者-消费者问题是许多相互合作进程的一种抽象。例如，在输入时，输入进程是生产者，计算进程是消费者;在输出时，计算进程是生产者，打印进程是消费者。因此，该问题具有很大实用价值。 我们把一个长度为 n 的有界缓冲区(n>0)与一群生产者进程 P１、P２、„、Pm 和一群消费者进程 C１、C２、„、Ck联系起来，如图 2．4 所示。假定这些生产者和消费者是互相等效的。只要缓冲区未满，生产者就可以把产品送入缓冲区，类似地，只要缓冲区未空，消费者便可以从缓冲区中取走物品并消耗它。生产者和消费者的同步关系将禁止生产者向满的缓冲区输送产品，也禁止消费者从空的缓冲区中提取物品。 图2．4 生产者-消费者问题 为解决这一类生产者-消费者问题，应该设置两个同步信号量，一个说明空缓冲单元的 数目，用empty 表示，其初值为有界缓冲区的大小n，另一个说明满缓冲单元的数目，用 full 表示，其初值为0。在本例中有P１、P２、„、Pm 个生产者和C１...