操作系統(tǒng)PV操作習題

本文格式為Word版，下載可任意編輯——操作系統(tǒng)PV操作習題一、用P、V操作描述前趨關(guān)系。P1、P2、P3、P4、P5、P6為一組合作進程，其前趨圖如圖2．3所示，試用P、V操作描述這6個進程的同步。p23

圖2．3說明任務啟動后P1先執(zhí)行，當它終止后P2、P3可以開始執(zhí)行，P2完成后P4、P5可以開始執(zhí)行，僅當P3、P4、P5都執(zhí)行完后，P6才能開始執(zhí)行。為了確保這一執(zhí)行順序，設(shè)置5個同步信號量n、攝、f3、f4、g分別表示進程P1、P2、P3、P4、P5是否執(zhí)行完成，其初值均為0。這6個進程的同步描述如下：

圖2．3描述進程執(zhí)行先后次序的前趨圖intf1=0;/*表示進程P1是否執(zhí)行完成*／intf2=0;/*表示進程P2是否執(zhí)行完成*／

intf3=0;/*表示進程P3是否執(zhí)行完成*／intf4=0;/*表示進程P4是否執(zhí)行完成*／intf5=0;/*表示進程P5是否執(zhí)行完成*／main(){

cobeginP1();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、生產(chǎn)者-消費者問題p25

生產(chǎn)者-消費者問題是最著名的進程同步問題。它描述了一組生產(chǎn)者向一組消費者提供產(chǎn)品，它們共享一個有界緩沖區(qū)，生產(chǎn)者向其中投放產(chǎn)品，消費者從中取得產(chǎn)品。生產(chǎn)者-消費者問題是大量相互合作進程的一種抽象。例如，在輸入時，輸入進程是生產(chǎn)者，計算進程是消費者;在輸出時，計算進程是生產(chǎn)者，打印進程是消費者。因此，該問題具有很大實用價值。

我們把一個長度為n的有界緩沖區(qū)(n>0)與一群生產(chǎn)者進程P１、P２、?、Pm和一群消費者進程C１、C２、?、Ck聯(lián)系起來，如圖2．4所示。假定這些生產(chǎn)者和消費者是相互等效的。只要緩沖區(qū)未滿，生產(chǎn)者就可以把產(chǎn)品送入緩沖區(qū)，類似地，只要緩沖區(qū)未空，消費者便可以從緩沖區(qū)中取走物品并消耗它。生產(chǎn)者和消費者的同步關(guān)系將阻止生產(chǎn)者向滿的緩沖區(qū)輸送產(chǎn)品，也阻止消費者從空的緩沖區(qū)中提取物品。

圖2．4生產(chǎn)者-消費者問題

為解決這一類生產(chǎn)者-消費者問題，應當設(shè)置兩個同步信號量，一個說明空緩沖單元的

數(shù)目，用empty表示，其初值為有界緩沖區(qū)的大小n，另一個說明滿緩沖單元的數(shù)目，用

full表示，其初值為0。在本例中有P１、P２、?、Pm個生產(chǎn)者和C１、C２、?、Ck個消費者，它們在執(zhí)行生產(chǎn)活動和消費活動中要對有界緩沖區(qū)進行操作。由于有界緩沖區(qū)是一個臨界資源，必需互斥使用，所以，另外還需設(shè)置一個互斥信號量mutex，其初值為1。生產(chǎn)者-消費者問題的同步描述如下：

intfull=O;/*滿緩沖單元的數(shù)目*／intempty=n;/*空緩沖單元的數(shù)目*／

intmutex=1;/*對有界緩沖區(qū)進行操作的互斥信號量*／

main(){

cobegin

produceri();/*i=1，2，┅，m;j=l，2，┅，k*／consumerj();coend}

produceri()/*i=1，2，┅，m*／{

while(生產(chǎn)未完成){┇

生產(chǎn)一個產(chǎn)品;p(empty);p(mutex);

送一個產(chǎn)品到有界緩沖區(qū);v(mutex);v(full);)}

consumerj()/*j=1，2，?，k*／{

while(還要繼續(xù)消費){

p(full);p(mutex);

從有界緩沖區(qū)中取產(chǎn)品;v(mutex);v(empty);┇

消費一個產(chǎn)品;}}

三、在操作系統(tǒng)中，進程是一個具有一