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（1）系统要设几个进程来完成这个任务？

各自的工作是什么？

（2）这些进程间有什么样的相互制约关系？

（3）用P．V操作写出这些进程的同步算法。

（4）设系统中只有上述几个过程，用图表示出各自状态变迁情况及原因。

（1）系统要设3个进程来完成这个任务；

第一个进程：

从卡片机把一叠卡片逐一输入到缓冲区B1中；

第二个进程：

加工处理后再搬到缓冲区B2中；

第三个进程：

从缓冲区B2读出，打印机印出。

（2）第一个进程从卡片机把一叠卡片逐一输入到缓冲区B1中，第二个进程加工处理B1中的数据。

如果B1为空，则第二个进程无法进行；

如果B1满了，第一个进程不能再进行。

第二个进程加工处理B1中的数据并搬到B2中，第三个进程从B2读出。

如果B2为空，则第三个进程无法进行；

如果B2满了，第二个进程无法进行。

（3）

P:

不能往满的B1送数据，设信号量S1，初值为k（k为缓冲区B1的大小）

while（true）{

读一张卡片;

P（S1）;

数据送到缓冲区B1;

V（S2）;

};

Q:

不能从空的B1读数据，设信号量S2，初值为0；

不能往满的B2送数据，设信号量S3，初值为l（l为缓冲区B2的大小）

P（S2）;

从缓冲区B1读数据;

加工数据;

V（S1）;

P（S3）

加工的数据写入缓冲区B2;

V（S4）

R:

不能从空的B2读数据，设信号量S4，初值为0；

P（S4）;

从缓冲区B2读数据;

V（S3）

打印;

（4）

进程1

进程2

进程3

4、假定一个阅览室最多可容纳100人，读者进入和离开阅览室时都必须在阅览室门口的一个登记表上标志（进入时登记，离开时去掉登记项），而且每次只允许一人登记或去掉登记，问：

（1）应编写几个程序完成此项工作，程序的主要动作是些什么？

应设置几个进程？

进程与程序间的对应关系如何？

（2）用P、V操作写出这些进程的同步通信关系。

（1）编写1个程序即可完成工作，该程序负责管理读者进入登记、阅读、取消登记、离开。

应设置100个进程，分别对应进入阅览室的每个读者。

（2）设置readercount=100，控制可进入的读者数

设置mutex=1，控制操作登记表

Proc（）

{

P（mutex）

P（readercount）

分配阅览室资源

V（mutex）

Reading……

P（mutex）

回收阅览室资源

V（readercount）

}

5、假使A、B两个火车站之间是单轨线，许多列车可以同时到达A站，然后经A站到B站，又列车从A到B的行驶时间是t，列车到B站后的停留时间是t/2。

试问在该问题模型中，什么是临界资源？

什么是临界区？

因为许多列车可以同时到达A站，所以A站不是互斥资源，而A、B之间的单轨线每次只能允许一辆列车发出以后另一辆才能发出。

因为列车行驶时间为t，B的停留时间为t/2，所以只要在前一辆列车走完前1/2路程后再发车，到达B站时前一辆车也已离开B站。

（1）A、B间单轨线的前半段是临界资源。

（2）临界区：

列车在单轨线前半段上行驶

6、进程A1，A2，…，An1通过m个缓冲区向进程B1，B2，…，Bn2不断地发送消息，发送和接收工作遵循如下规则：

（1）每个发送进程每次发送一个消息，写入一个缓冲区，缓冲区大小与消息长度一样；

（2）对每一个消息，B1，B2，…，Bn2都需要各接收一次，读到各自的数据区内；

（3）m个缓冲区都满时，发送进程等待；

没有可读的消息时，接收进程等待。

试用P，V操作组织正确的发送和接收操作。

假设发送者和接收者都是采用递增环状方式使用缓冲区，那么任意一个发送者要么等待在第x缓冲区（条件是缓冲区x未被清空）要么发送到x，发送完后需要唤醒所有接收进程。

接收进程不停的轮询缓冲区,如果缓冲区有内容，则收取，并把此缓冲区的未接收数减一，如果减至0，则置缓冲区为空。

综上所述，需要对每个缓冲区单位设置空，满，互斥量，未收取数（empty，full，mut，count）其中full是一个数组，记录每个接收者的情况，防止重复接收，mutex主要用来做未收取数count的互斥访问。

整型全局变量s记录发送者采用环状递增方式使用缓冲区时的当前缓冲区下标。

typedefstruct{

MessageTypemsg;

intcount;

//记录未接收的进程数目

semaphoremut;

//初值为1

semaphoreempty;

semaphorefull[n2];

}BufferType;

BufferTypebuff[m];

此外，还要设置全局的互斥变量mutex，保证全局变量的互斥访问。

7、有K个进程共享一个临界区，对于下述情况，请说明信号量的初值、含义，并用P、V操作写出有关的互斥算法。

（1）一次只允许一个进程进入临界区；

（2）一次允许m个进程进入临界区（m<

K）。

<

1>

.信号量说明：

　　　mutex，初值为１，记录可进入临界区的进程数;

　　　互斥算法；

　　　　P（mutex）;

进入临界区；

V（mutex）;

结束；

<

2>

　mutex，初值为m，记录可进入临界区的进程数;

互斥算法；

　　　　结束；

8、爱睡觉的理发师问题[Dijkstra，1968]。

一个理发店有两间相连的屋子。

一间是私室，里面有一把理发椅，另一间是等候室，有一个滑动门和N把椅子。

理发师忙的时候，通向私室的门被关闭，新来的顾客找一把空椅子坐下，如果椅子都被占用了，则顾客只好离去。

如果没有顾客，则理发师在理发椅上睡觉，并打开通向私室的门。

理发师睡觉时，顾客可以叫醒他理发。

请编写理发师和顾客的程序，正确实现同步互斥问题。

9、一家快餐店招有4种雇员：

（1）开票者，取顾客的订单；

（2）厨师，准备饭菜；

（3）包装员，把食物撞进袋中；

（4）出纳，一手收钱一手交货。

每位雇员可以看作一个在通信的顺序进程。

他们采用的是什么方式的进程间通信？

开票者和厨师之间是管道通信。

开票者源源不断的把订单给厨师，一次可能给一张也可能给多张，厨师一次可能拿走一张订单去做也可能拿走多张去做。

厨师和包装员之间是信箱通信，他们之间有个信箱，可能就是一个小平台，厨师做好就把菜放上去，相当于放进信箱，而包装员可以在任何时候取走那个菜。

包装员和出纳之间是消息缓冲通信，包装员包好了就给出纳发消息，出纳得到消息就取走包好的饭菜然后出售。

10、在CPU按优先级调度的系统中：

（1）没有运行进程是否一定就没有就绪进程？

（2）没有运行进程，没有就绪进程或两者都没有是否可能？

各是什么情况？

（3）运行进程是否一定是自由进程中优先数最高的？

（1）一定没有就绪进程；

（2）没有运行进程是因为没有就绪进程；

没有就绪进程是因为进程可能等待在某些信号量上或者IO事件上。

（3）不一定（自由进程是指处于就绪态和运行态的进程，如果调度策略是可抢占的，那么运行进程是自由进程中优先数最高的；

如果调度策略是不可抢占的，那么运行进程的优先级不一定是最高的）

11、巴拿马运河建在太平洋和大西洋之间。

由于太平洋和大西洋水面高度不同，有巨大落差，所以运河中修建有T（T>

=2）级船闸，并且只能允许单向通行。

船闸依次编号为1，2，……，T。

由大西洋来的船需经由船闸T，T-1，……，2，1通过运河到太平洋；

由太平洋来的船需经由船闸1，2，……，T-1，T通过运河到大西洋。

试用P，V操作正确解决大西洋和太平洋的船只通航问题。

来自不同方向的船只对船闸要互斥使用。

但如过有同方向的船只正在通行，则不用等待。

对一个船闸设以下变量：

PtoAcnt整型，记录此船闸正由太平洋往大西洋航行的船只初值0。

AtoPcnt整型，记录此船闸正由大西洋往太平洋航行的船只初值0。

MutexA信号量，对PtoAcount互斥初值1

MutexB信号量，对AtoPcount互斥初值1

Lock信号量初值1

太平洋到大西洋的船：

P（mutexA）;

PtoAcnt=PtoAcnt+1;

ifPtoAcnt==1

thenP（Lock）;

V（mutexA）;

过

P（mutexA）

PtoAcnt=PtoAcnt-1;

ifPtoAcnt==0;

thenV（Lock）;

大西洋到太平洋的船:

P（mutexB）;

AtoPcnt:

=AtoPcnt+1;

ifAtoPcnt==1;

V（mutexB）;

P（mutexB）

AtoPcnt=AtoPcnt-1;

ifAtoPcnt==0;

12、某银行有人民币储蓄业务，由n个柜员负责。

每个顾客进入银行后先取一个号，并且等着叫号。

当一个柜台人员空闲下来，就叫下一个号。

试用P，V操作正确编写柜台人员和顾客进程的程序。

13、某系统如此定义P、V操作：

P（S）

S=S–1；

若S＜0，本进程进入S信号量等待队列的末尾；

否则，继续执行。

V（S）

S＝S＋1；

若S≤0，释放等待队列中末尾的进程，否则继续运行。

（1）上面定义的P、V操作有什么问题？

（2）现有四个进程P1、P2、P3、P4竞争使用某一个互斥资源（每个进程可能反复使用多次），试用上面定义的P、V操作正确解决P1、P2、P3、P4对该互斥资源的使用问题。

（1）不合理：

先进后出；

可能“无限等待”

（2）思路：

令等待队列中始终只有一个进程。

将“栈”变成“队列”

14、请用进程通信的方法解决生产者消费者问题。

假设存放消息的缓冲区有N个

15、试用P、V操作解决第二类读者写者问题。

所谓第二类读者写者问题是指写者优先，条件为：

（1）多个读者可以同时进行读；

（2）写者必须互斥（只允许一个写者写，同时也不能读者、写者同时进行）；

（3）写者优先于读者（一旦有写者来，则后续读者必须等待，唤醒时优先考虑写者）。

p