进程同步练习题.docx

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进程同步练习题

进程同步练习题

1．第二类读者写者问题，信号量解决方法

2．复印室里有一个操作员为顾客复印资料，有5把椅子供顾客休息等待复印。

如果没有顾客，则操作员休息。

当顾客来到复印室时，如果有空椅子则坐下来，并唤醒复印操作员；如果没有空椅子则必须离开复印室。

b5E2RGbCAP

3．如果有三个进程R、W1、W2共享一个缓冲器B，而B中每次只能存放一个数。

当缓冲器中无数时，进程R可以将从输入设备上读入的数存放到缓冲器中。

若存放到缓冲器中的是奇数，则允许进程W1将其取出打印；若存放到缓冲器中的是偶数，则允许进程W2将其取出打印。

同时规定：

进程R必须等缓冲区中的数被取出打印后才能再存放一个数；进程W1或W2对每次存入缓冲器的数只能打印一次；W1和W2都不能从空缓冲中取数。

写出这三个并发进程能正确工作的程序。

p1EanqFDPw

4．现有四个进程R1、R2、W1、W2，它们共享可以存放一个数的缓冲器B。

进程R1每次把来自键盘的一个数存入缓冲器B中，供进程W1打印输出；进程R2每次从磁盘上读一个数存放到缓冲器B中，供进程W2打印输出。

为防止数据的丢失和重复打印，问怎样用信号量操作来协调这四个进程的并发执行。

DXDiTa9E3d

5．有一个仓库，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

<2）-N＜A产品数量－B产品数量＜M。

其中，N和M是正整数。

试用同步算法描述产品A与产品B的入库过程。

6．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；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；而且要求生产和消费A产品和B产品的件数都满足以下关系：

-n≤A的件数－B的件数≤m，其中n、m是正整数。

RTCrpUDGiT

1.第二类读者写者问题，信号量解决方法

答：

为了使写者优先，可在原来的读优先算法的基础上增加一个互斥信号量s，初值为1，使得当至少有一个写者准备访问共享对象时，它可以使后续的读者进程等待完成；5PCzVD7HxA

整型变量writecount，初值为0，用来对写者进行计数；

互斥信号量mutex，初值为1，用来实现多个读者对写者writecount进行互斥访问。

Processreader（>

{while（1>

{

wait（s>。

wait（rmutex>。

if（readcount==0>wait（wmutex>。

readcount++。

signal（rmutex>。

signal（s>。

performreadoperation。

wait（rmutex>。

readcount--。

if（readcount==0>signal（wmutex>。

signal（rmutex>。

}

}

Processwriter（>

{while（1>

{

wait（mutex>。

if（writecount==0>wait（s>。

writecount++。

signal（mutex>。

wait（wmutex>。

performwriteoperation。

signal（wmutex>。

wait（mutex>。

writecount--。

if（writecount==0>signal（s>。

signal（mutex>。

}

}

Main（>

{

cobegin

{reader（>。

writer（>。

}

}

2.复印室里有一个操作员为顾客复印资料，有5把椅子供顾客休息等待复印。

如果没有顾客，则操作员休息。

当顾客来到复印室时，如果有空椅子则坐下来，并唤醒复印操作员；如果没有空椅子则必须离开复印室。

jLBHrnAILg

答：

信号量：

customers表示正在等待复印的顾客数量<不包括正在复印的顾客）

operator记录正在等候顾客的操作员数，只有1和0

mutex用于对waiting的访问。

变量：

waiting表示等待的顾客数量。

它实际上是customers的一个副本。

之所以使用waiting是因为无法读取信号量的当前值。

xHAQX74J0X

semaphorecustomers=0,operator=0,mutex=1。

waiting=0；

processoperator（>//操作员进程

{while（1>

{

wait（customers>。

//等待顾客到来

复印；

signal（operator>。

//通知顾客已经完成复印

}

}

processcusotmeri（>//顾客进程i

{

wait（mutex>。

if（waiting<5>

{

waiting++。

signal（customers>。

signal（mutex>。

wait（operator>。

wait（mutex>。

waiting--。

signal（mutex>。

}

else

{

signal（mutex>。

离开复印室；

}

}

main（>

{

cobegin

{operator（>。

customeri（>。

}

}

3、如果有三个进程R、W1、W2共享一个缓冲器B，而B中每次只能存放一个数。

当缓冲器中无数时，进程R可以将从输入设备上读入的数存放到缓冲器中。

若存放到缓冲器中的是奇数，则允许进程W1将其取出打印；若存放到缓冲器中的是偶数，则允许进程W2将其取出打印。

同时规定：

进程R必须等缓冲区中的数被取出打印后才能再存放一个数；进程W1或W2对每次存入缓冲器的数只能打印一次；W1和W2都不能从空缓冲中取数。

写出这三个并发进程能正确工作的程序。

LDAYtRyKfE

答：

S为互斥信号量，用来对缓冲器的互斥使用；

SO和SE为资源信号量，SO表示是否允许进程W1打印；SE表示是否允许进程W2打印。

semaphoreS=1,SO=SE=0。

bufferB。

processR<）

{intx。

while（1>

{从输入设备上读一个数。

x=接收的数。

wait（S>。

B=x。

ifB=奇数thensignal（SO>。

elsesignal（SE>。

}

}

processW1（>

{inty。

while（1>

{wait（SO>。

y=B。

signal（S>。

打印y中数。

}

}

processW2（>

{intz。

while（1>

{wait（SE>。

z=B。

signal（S>。

打印z中数。

}

}

main（>

{

cobegin

{

R（>。

W1（>。

W2（>。

}

}

4.现有四个进程R1、R2、W1、W2，它们共享可以存放一个数的缓冲器B。

进程R1每次把来自键盘的一个数存入缓冲器B中，供进程W1打印输出；进程R2每次从磁盘上读一个数存放到缓冲器B中，供进程W2打印输出。

为防止数据的丢失和重复打印，问怎样用信号量操作来协调这四个进程的并发执行。

Zzz6ZB2Ltk

答：

S：

互斥访问缓冲器

S1：

是否可以供进程W1打印输出

S2：

是否可以供进程W2打印输出

semaphoreS=1,S1=S2=0。

bufferB。

processR1<）

{intx。

while（1>

{

接收来自键盘的数。

x=接收的数。

wait（S>。

B=x。

signal（S1>。

}

}

processR2（>

{inty。

while（1>

{

从磁盘上读一个数。

y=接收的数。

wait（S>。

B=y。

signal（S2>。

}

}

processW1（>

{intk。

while（1>

{

wait（Sl>。

k=B。

signal（S>。

打印k中数。

}

}

processW2（>

{intj。

while（1>

{

wait（S2>。

j=B。

signal（S>。

打印j中数。

}

}

main（>

{

cobegin{

R1（>。

R2（>。

W1（>。

W2（>。

}

}

5、有一个仓库，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

其中，N和M是正整数。

试用同步算法描述产品A与产品B的入库过程。

dvzfvkwMI1

分析：

A产品的数量不能比B产品的数量少N个以上，A产品的数量不能比B产品的数量多M个以上．

设置两个信号量来控制A、B产品的存放数量，sa表示当前允许A产品比B产品多入库的数量，即在当前库存量和B产品不入库的情况下，还可以允许sa个A产品入库；rqyn14ZNXI

sb表示当前允许B产品比A产品多入库的数量，即在当前库存量和A产品不入库的情况下，还可以允许sb个B产品入库。

EmxvxOtOco

初始时，sa为M一1，sb为N一1。

当往库中存放入一个A产品时，则允许存入B产品的数量也增加1。

当往库中存放入一个B产品时，则允许存入A产品的数量也增加1。

SixE2yXPq5

semaphoremutex=1，sa=M-1，sb=N-1。

processputa（>

{while（1>

{取一个产品；

wait（sa>。

wait（mutex>。

将产品入库；

signal（mutex>。

signal（sb>。

}

}

processputb（>

{while（1>

{取一个产品；

wait（sb>。

wait（mutex>。

将产品入库；

signal（mutex>。

signal（sa>。

}

}

main（>

{cobegin{

puta（>。

putb（>。

}

}

6、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；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；而且要求生产和消费A产品和B产品的件数都满足以下关系：

-n≤A的件数－B的件数≤m，其中n、m是正整数。

6ewMyirQFL

分析：

生产者A、B和消费者之间不能同时将产品入库和出库，故仓库是一个临界资源。

生产的A、B产品必须满足：

-n≤A的件数－B的件数≤m，如练习5中，同样的方法管理，分别使用了信号量SAB和SBA；kavU42VRUs

仓库的管理只要求出入库互斥，由于仓库无限大入库只需操作互斥就可以完成，出库要考虑有无产品，SA对应于仓库中的A产品量，SB对应于仓库中的B产品量；y6v3ALoS89

销售要满足：

-n≤A的件数－B的件数≤m，用difference表示A的件数－B的件数，即difference=A的件数－B的件数。

difference==-n的时候，不能取产品B，只能取A；difference==m的时候，不能取产品A，只能取B；-n

答：

为了互斥地入库和出库，需为仓库设置一初值为1的互斥信号量mutex；为了使生产的产品件数满足-n≤A的件数－B的件数≤m，须设置两个同步的信号量，其中SAB表示当前允许A生产的产品数量，其初值为m，SBA表示当前允许B生产的产品数量，其初值为n；另外，还需设置一个整数difference表示所销售的A、B产品数量之差，而为了同步生产者和销售者并使销售的A、B产品的件数-n≤A的件数－B的件