pv操作习题.docx
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pv操作习题
设一民航售票系统有n个售票处。
每个售票处通过终端访问系统中的公用数据区，假定公用数据区中分别用R1、R2、R3、…Rn表示×月×日×次航班的现存票数。
设P1、P2、P3、Pn表示各售票处的处理进程，试用信号量实现进程间的互斥关系
Vars:
semaphore:
=1;
begin
parbegin
processPi:
begin
repeat
Wait（s）;
按旅客定票要求找到Rk
ifRk>=1thenbegin
Rk=Rk-1;
Signal（s）;
输出一张票；
end;
elsebegin
Signal（s）;
输出“票已售完”；
end;
untilfalse;
end
parend
end
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，功能如下：
（1）进程A专门拣黑子，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；
s:
semaphore:
=1;
parbegin
processA：
begin
L1:
Wait（s）;
拣黑子；
Signal（s）;
gotoL1;
end;
processB：
begin
L2:
Wait（s）;
拣白子；
Signal（s）;
gotoL2;
end;
parend;
某车站售票厅共有20个售票窗口，任何时刻最多可容纳20名购票者进入，当售票厅中少于20名购票者时，厅外的购票者可立即进入，否则需要在外面等待。
每个购票者可看成一个进程。
s:
semaphore=20;
parbegin
processPi（i=1,2,……）
beginWait（s）;
进入售票厅；
购票；
退出；
Signal（s）;
end;
parend
有座东西方向架设、可双向通行的单车道简易桥，最大负荷为4辆汽车。
请定义合适的信号量，正确使用wait/signal操作，实现双向车辆的过桥过程。
信号量应该有4个：
S,初值为1,代表桥的互斥使用的信号量；Scounteast,初值为1,代表由东向西行驶的桥上的车辆计数器的互斥使用；
Scountwest,初值为1,代表由西向东行驶的桥上的车辆计数器的互斥使用；
Scount4,初值为4,代表桥上车辆的计数信号量。
varS,Scounteast,Scounwest,Scount4:
semaphore；
S:
=1；Scounteast＝1；
Scountwest:
=1；Scount4:
=4；
Counteast，Countwest：
integer；
Counteast:
=0；Countwest:
=0；
Cobegin,
processeast（i）
begin
P（Scounteast）;
ifCounteast=0thenP（S）;
Counteast:
=Counteast+l;
V（Scounteast）;
P（Scount4）;
上桥：
过桥：
下桥；
V（Scount4）;
P（Scounteast）;
Counteast:
=Counteast-1;
ifCounteast=0thenV（S）;
V（Scounteast）;
end;
processwest（i）
begin
P（Scountwest）;
ifCountwest=0thenP（S）;
Countwest:
=Countwest+1;
V（Scountwest）;
P（Scount4）;
上桥；过桥：
下桥：
V（Scount4）;
P（Scountwest）;
Countwest:
=Countwest-l;
ifCountwest=0thenV（S）;
V（Scountwest）;
end;
Coend
有一单向行驶的公路桥，每次只允许一辆汽车通过。
当汽车到达桥头时，若桥上无车，便可上桥；否则需等待，直到桥上的汽车下桥为止，若每一辆汽车为一个进程，请用Wait、Signal操作原语保证汽车按要求过桥。
汽车进程：
Pi（i=1,2,3,…）
到达桥头；
P（S）；
上桥行驶；
到达桥另一端；
V（S）；
某超市门口为顾客准备了100辆手推车，每位顾客在进去买东西时取一辆推车，在买完东西结完帐以后再把推车还回去。
试用Wait/Signal操作正确实现顾客进程的同步互斥关系。
semaphoreS_CartNum=100;//空闲的手推车数量，初值为100
voidconsumer（void）//顾客进程
{
Wait（S_CartNum）;
买东西；
结帐；
Signal（S_CartNum）;
}
桌子上有一个水果盘，每一次可以往里面放入一个水果。
爸爸专向盘子中放苹果，儿子专等吃盘子中的苹果。
把爸爸、儿子看作二个进程，试用Wait/Signal操作使这四个进程能正确地并发执行。
⏹semaphoreS_PlateNum;//盘子容量，初值为1
⏹semaphoreS_AppleNum;//苹果数量，初值为0
父while（TRUE）
{
Wait（S_PlateNum）;
往盘子中放入一个苹果；
Signal（S_AppleNum）;
}
子while（TRUE）
{
Wait（S_AppleNum）;
从盘中取出苹果；
Signal（S_PlateNum）;
吃苹果;
}
桌上有一空盘，允许存放一只水果，爸爸可向盘中放苹果，也可向盘中放桔子，儿子专等吃盘中的桔子，女儿专等吃盘中的苹果。
规定当盘空时一次只能放一只水果供吃者取用。
请用Wait/Signal原语实现爸爸、儿子、女儿三个并发进程的同步。
intS=1;//S表示盘子是否为空；
intSa=0;//Sa表示盘中是否有苹果；
intSb=0;//Sb表示盘中是否有桔子；
父亲while（TRUE）
{
Wait（S）;
将水果放入盘中;
if（放入的是桔子）
Signal（Sb）;
Else
Signal（Sa）;
}
儿子while（TRUE）
{
Wait（Sb）;
从盘中取出桔子；
Signal（S）;
吃桔子;
}
女儿while（TRUE）
{
Wait（Sa）;
从盘中取出苹果；
Signal（S）;
吃苹果;
}
父亲-母亲-儿子-女儿一个苹果或桔子
信号量：
s=1（空盘）;s1=0（苹果）;s2=0（桔子）;
爸爸：
while（true）{wait（s）;放苹果;signal（s1）;}
妈妈：
while（true）{wait（s）;放桔子;signal（s2）;}
儿子：
while（true）{wait（s2）;取桔子;signal（s）;}
女儿：
while（true）{wait（s1）;取苹果;signal（s）;}
父亲-母亲-儿子-女儿两个苹果或桔子
信号量：
s=2（可用）;s1=0（苹果）;s2=0（桔子）;mutex=1;
爸爸：
wait（s）;wait（mutex）;放苹果;signal（s1）;signal（mutex）;
妈妈：
wait（s）;wait（mutex）;放桔子;signal（s2）;signal（mutex）;
儿子：
wait（s2）;wait（mutex）;取桔子;signal（s）;signal（mutex）;
女儿：
wait（s1）;wait（mutex）;取苹果;signal（s）;signal（mutex）;
有一个仓库（无限大），可以存放A和B两种产品，但要求：
（1）每次只能存入一种产品（A或B）；
（2）－N＜A产品数量－B产品数量＜M
其中，N和M是正整数。
试用Wait/Signal操作描述产品A与产品B的入库过程。
intmutex=1;//互斥信号量
intsa=M-1;//表示当前允许A产品比B产品多入库的数量
intsb=N-1;//表示当前允许B产品比A产品多入库的数量
main（）
{
while
（1）
{
取一个产品；
if（取的是A产品）
{
P（sa）;
P（mutex）;
将产品入库；
V（mutex）;
V（sb）;
}
else
{
P（sb）;
P（mutex）;
将产品入库；
V（mutex）;
V（sa）;
}
}
}
某仓库存放两种零件A和B，最大数量均为m个。
有一车间不断地取A和B进行装配，每次各取一个。
为避免零件锈蚀，遵循先入库者先出库的原则。
有两个供应商分别不断地供应A、B零件（每次一个）。
为保证齐套和合理库存，当某种零件的数量比另一种的数量超过n（n（1）问共需设置几个进程?
（2）用Wait/Signal操作解决上述问题中的同步互斥关系。
本题中给出的两种零件数量关系为：
A零件数量-B零件数量≤n
B零件数量-A零件数量≤n
A零件数量≤m
B零件数量≤m
semaphoremutex=1;
semaphoreemptya=m;
semaphoreemptyb=m;
semaphorefulla=0;
semaphorefullb=0;
semaphoresa=n;
semaphoresb=n;
main（）
{
cobegin
Provider_A（）;
Provider_B（）;
Assembling_shop（）;
conend
}
Provider_A（）
{
while（true）
{
wait（emptya）;
wait（sa）;
wait（mutex）;
将零件A放入仓库；
signal（mutex）;
signal（fulla）;
signal（sb）;
}
}
Provider_B（）
{
while（true）
{
wait（emptyb）;
wait（sb）;
wait（mutex）;
将零件A放入仓库；
signal（mutex）;
signal（fullb）;
signal（sa）;
}
}
Assembling_shop（）
{
while（true）
{
wait（fulla）;
wait（fullb）;
wait（mutex）;
装配零件;
signal（mutex）;
signal（emptya）;
signal（emptyb）;
}
}
设有两个生产者进程A、B和一个销售者进程C，他们共享一个无限大的仓库，生产者每次循环生产一个产品，然后入库供销售者销售；销售者每次循环从仓库中取出一个产品进行销售。
如果不允许同时入库，也不允许边入库边出库；而且要求生产和销售A产品和B产品的件数都满足一下关系：
-N≤A产品数量－B产品数量≤M
其中，N和M是正整数。
试用信号量机制写出A、B、C三个进程的工作流程。
intmutex=1;//互斥信号量
ints1=M;//表示当前允许A产品比B产品
多入库的数量
ints2=N;//表示当前允许B产品比A产品
多入库的数量
ints=0;//表示当前仓库中产品的总数量
intsa=0;//表示当前仓库中A产品的数量
intsb=0;//表示当前仓库中B产品的数量
intdif=0;//表示所销售的A、B产品的数量差
Process_A:
while
（1）
{
wait（s1）;
produceaproductA；
signal（s2）;
wait（mutex）;
addtheproductAtothestorehouse;
signal（mutex）;
signal（sa）;
signal（s）;
}
Process_B:
while
（1）
{
wait（s2）;
produceaproductB；
signal（s1）;
wait（mutex）;
addtheproductBtothestorehouse;
signal（mutex）;
signal（sb）;
signal（s）;
}
Process_C:
while
（1）
{
wait（s）;
ifdif<=-n{
wait（sa）;
wait（mutex）;
takeaproductA；
signal（mutex）;
dif:
=dif+1;}
elseifdif>=m{
wait（sb）;
wait（mutex）;
takeaproductB;
signal（mutex）;
dif:
=dif-1;}
else{
wait（mutex）;
takeaproduct;
signal（mutex）;
ifproduct_type=A{
wait（sa）;
dif:
=dif+1;}
else{
wait（sb）;
dif:
=dif-1;}
selltheproduct;
}
一个数据采集系统，有数据采样进程和数据处理进程及数据输出进程。
采样进程把采到的数据送入buf1中，由数据处理进程取出处理并存入buf2中，然后由数据输出进程将其从buf2中输出，试给出实现三个进程同步的算法。
信号量设置：
semphoreempty1=1;
Semphorefull1=0;
semphoreempty2=1;
sSemphorefull2=0;
Process_A（）
{
while（true）
{
采集一个数据;
Wait（empty1）;
将数据存入buf1中；
Signal（full1）;
}
}
Process_B（）
{
while（true）
{
Wait（full1）;
从buf1中取出数据;
Signal（empty1）;
处理数据;
Wait（empty2）;
将处理结果存入buf2;
Signal（full2）;
}
}
Process_C（）
{
while（true）
{
Wait（full2）;
从buf2中取出结果；
Signal（empty2）;
打印输出；
}
}
在天津大学与南开大学之间有一条弯曲的小路，这条路上每次每个方向上只允许一辆自行车通过。
但其中有一个小的安全岛M，同时允许两辆自行车停留，可供两辆自行车已从两端进入小路的情况下错车使用。
begin
t:
=1;s:
=1;l:
=1;k:
=1;m=2;
cobegin
Process_T2N（）
begin
wait（t）;
wait（l）;
通过L路段;
wait（m）;
进入安全岛M；
signal（l）;
wait（k）;
通过K路段
signal（m）;
signal（k）;
signal（t）;
end
Process_N2T（）
begin
wait（s）;
wait（k）;
通过K路段;
wait（m）;
进入安全岛M;
signal（k）;
wait（l）;
通过L路段;
signal（m）;
signal（l）;
signal（s）;
end
coend
end
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