用PV操作实现进程同步的示例

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1、用PV操作实现进程同步的示例示例1设有n个整数环形缓冲区和一个无穷整数序列。进程A逐个地把整数写入环形缓冲区，进程B则逐个地把缓冲区中的整数读出。请回答：（1）叙述A、B进程间的具体制约关系；（2）若信号量S1的初值为0，信号量S2的值是n-1，则下图用PV操作描述的算法有何错误？V(S1);进程A一个整数写入缓冲区;P(S2);P(S1);进程B从缓冲区中取出一个整数;V(S2);2解答：（1）进程A和进程B是合作进程，必须同步。进程A应该超前进程B，但不能超前进程Bn个缓冲单元；进程B不能超前进程A。（2）进程A中V(S1)操作放在“整数写入缓冲区”之前有逻辑错。因为可能进程

2、A执行V(S1)后，在“整数写入缓冲区”之前，进程A被中断而调度进程B执行，进程B将通过P(S1)，从而从缓冲区中读取尚未写入的整数，造成错误。3P(S2);进程A一个整数写入缓冲区;V(S1);P(S1);进程B从缓冲区中取出一个整数;V(S2);正确解决方法：设置同步信号量S1，表示开始时缓冲区中没有数据可供进程B读的整数，初值为0；设置同步信号量S2，表示开始时缓冲区中有n个空位置可供进程A送n个整数，初值为n。4示例2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：（1）进程A专

3、门拣黑子，进程B专门拣白子；（2）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；（3）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）；用PV操作管理这两个并发进程，使其能正确实现上述功能。5（1）应定义的信号量及初值；（2）在下列的程序中填上适当的P、V操作，以保证它们能正确并发工作。ProcessAbeginL1:①;拣黑子;②;gotoL1;end;V(S2);ProcessBbeginL2:③;拣白子;④;gotoL2;end;信号量S1（允许进程A拣黑子）、S2（允许进程B拣白子），初值为1，0P(S1);P(S2);V(

4、S1);6示例3一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，如果把每个过桥者都看做一个进程，为保证安全，请用PV操作管理这两个并发进程，使其能正确实现上述功能。7（1）应定义的信号量及初值；（2）在下列的程序中填上适当的P、V操作，以保证它们能正确并发工作。Process（E-W）i(i=1,2,……)beginL1:①;过桥;②;gotoL1;end;V(S);Process（W-E）i(i=1,2,……)beginL2:③;过桥;④;gotoL2;end;信号量S（允许任一方向的人过桥），初值为1P(S);P(S);V(S);8示例4假定有3个

5、进程R，W1，W2共享一个缓冲器B，B中每次只能存放一个整数。进程R每次启动输入设备读一个整数且把它存放到缓冲器B中。若存放到缓冲器B中的是奇数，则由进程W1将其取出打印，否则，由进程W2将其取出打印。规定进程R存入缓冲器B的数，由进程W1和W2正确无误地打印出来（即要求打印的与存入的完全一致）。要求用PV操作管理这3个并发进程，使它们能正确同步工作。9解答：设3个同步信号量：①empy是进程R的私有信号量，初值为1，表示开始时进程R可向缓冲器B中送一整数；②SW1是进程W1的私有信号量，初值为0，表示开始时缓冲器B中无奇数可供进程W1取；③SW2是进程W2的私有信号量，初值为0

6、，表示开始时缓冲器B中无偶数可供进程W2取；3个进程的同步并发程序如下：structsemaphoreempty,SW1,SW2=1,0,0;intB;cobegin10voidPROCESSR(void){intx;while(TRUE){从输入设备上读一个整数到x；P(empty);B=x;if(x%2==1)V(SW1);elseV(SW2);}}11voidPROCESSSW1(void){inty;while(TRUE){P(SW1);y=B;V(empty);打印y中的数；}}voidPROCESSSW2(void){intz;while(

7、TRUE){P(SW2);z=B;V(empty);打印z中的数；}}1213