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1、13. 对于生产者消费者问题，假设缓冲区是无界的，试用信号灯与 PV 操作给出解法。答：由于是无界缓冲区， 所以生产者不会因得不到缓冲区而被阻塞， 不需要对空缓冲区进行 管理，可以去掉在有界缓冲区中用来管理空缓冲区的信号量及其PV操作。semaphore mutex_in=1; semaphore mutex_out=1;semaphore empty=0;int in=0 ， out=0;生产者活动：while(1)produce next product;P(mutex_in);add the product to bufferin; in+;v(mutex_in);V(empty);消费
2、者活动：while(1)P(empty);P(mutex_out);take the product from bufferout; out+;V(mutex_out);14. 设有一个可以装 A、B两种物品的仓库， 其容量无限大，但要求仓库中A B两种物品的数量满足下述不等式 : -Me A物品数量一B物品数量w N其中M和N为正整数。 试用信号灯和PV操作描述 A B两种物品的入库过程。答：已知条件-MWA物品数量一B物品数量w N可以拆成两个不等式，即A物品数量一B物品数量w N,B物品数量一A物品数量w M这两个不等式的含义是：仓库中 A物品可以比B物品多，但不能超过 N个；E物品可以
3、比 A 物品多，但不能超过 M个。semaphore a=n; semaphore b=m; void main() createprocess(A, ); createprocess(B, );A物品入库:void A()while(1)B 物品入库：void B()while(1)P(a)；A物品入库；V(b);P(b)；B物品入库；V(a);15. 试用信号灯与PV操作实现司机与售票员之间的同步问题。设公共汽车上有一个司机 和一个售票员，其活动如下图 所示。肓懸的活动：Pl:cbP2;如关车门:启动车痢：正寄车；售票;到站停车：开车门；Mile ，为了安全起见，显然要求：(1)关车门后方
4、能启动车辆；(2)到站停车后方能开车门。 亦即“启 动车辆”这一活动应当在“关车门”这一活动之后，“开车门”这一活动应当在“到站停车” 这一活动之后。解：如果进程P2尚未推进到处时， 进程P1已经推进到处，则P1应等待直到P2推进到 处为止；同样，如果进程P1尚未推进到处时，进程 P2已经推进到处，则 P2应等待直到P1推进到处为止。如果进程P1在处发生了等待，则当进程P2执行到处时应将P1唤醒；同样，如果进程 P2在处发生了等待，则当进程P2执行到处时应将 P1唤醒。用信号量和P、V操作解决这一问题，需要定义两个信号量，一个信号量start表示是否允许司机启动车辆，另一个信号量open表示是
5、否允许售票员开车门。初始状态是车停在始发站，车门开着，等待乘客上车。因此，两个信号量的初值都是0。semaphore start=0; semaphore ope n=0;P2: do 关车门； V(start);隹西-口,P(ope n); 开车门；while (1);司机的活动：售票员的活动P1: do P(start);启动车辆; 正常行车; 到站停车;V(ope n); while (1);16. 设有A、B、C三组进程，它们互斥地使用某一独占型资源R,使用前申请，使用后释放。资源分配原则如下 :R；R,组内申请进程依次获得R；R,组内申请进程依次获得Ro(1) 当只有一组申请进程时，
6、该组申请进程依次获得(2) 当有两组申请进程时，各组申请进程交替获得(3) 当有三组申请进程时，各组申请进程轮流获得 试用信号灯和PV操作分别给出各组进程的申请活动程序段和释放活动程序段。解：int free=1;设自行车生产线上有一只箱子，其中有N个位置(N > 3),每个位置可存放一个车架或一个车轮; 又设有三个工人，其活动分别为 :工人 1 活动：工人 2 活动：工人 3活动：do do do 加工一个车架 ;加工一个车轮 ;箱中取一车架车架放入箱中 ;车轮放入箱中 ;箱中取二车轮while(1)while(1)组装为一台车while(1)试分别用信号灯与 PV操作、管程、会合实现
7、三个工人的合作，要求解中不含死锁。解：用信号灯与 PV操作实现三个工人的合作，管程与会合解法可仿照给出。首先不考虑死锁问题，工人 1 与工人 3、工人 2与工人 3构成生产者与消费者关系，这两对 生产/消费关系通过共同的缓冲区相联系。从资源的角度来看，箱子中的空位置相当于工人 1和工人2的资源，而车架和车轮相当于工人3的资源。定义三个信号灯如下：semaphore empty=N;一座小桥 (最多只能承重两个人 )横跨南北两岸， 任意时刻同一方向只允许一人过桥， 南侧桥段和北侧桥段较窄只能通过一人，桥中央一处宽敞，允许两个人通过或歇息。试用信号灯和PV操作写出南、北两岸过桥的同步算法。解：桥上
8、可能没有人，也可能有一人，也可能有两人。(a) 两人同时过桥 (b) 两人都到中间 (c) 南(北)来者到北 (南)段共需要三个信号量， load 用来控制桥上人数，初值为 2，表示桥上最多有 2 人； north 用来 控制北段桥的使用，初值为 1，用于对北段桥互斥； south 用来控制南段桥的使用，初值为 1，用于对南段桥互斥。semaphore load=2; semaphore north=1; semaphore south=1;tonorth()P(load);P(south); 过南段桥 ; 到桥中间 V(south); P(north);过北段桥 ; 到达北岸 V(north
9、);V(load);tosouth() P(load); P(north); 过北段桥 ; 到桥中间 ; V(north); P(south); 过南段桥 ; 到达南岸 V(south); V(load);19. 某寺庙，有小和尚、老和尚若干庙内有一水缸，由小和尚提水入缸，供老和尚饮用。 水缸可容纳 30 桶水，每次入水、取水仅为 1 桶，不可同时进行。水取自同一井中，水井径 窄，每次只能容纳一个水桶取水。设水桶个数为5个，试用信号灯和 PV操作给出老和尚和小和尚的活动。semaphore empty=30;设系统中有5台类型相同的打印机，依次编号为15。又设系统中有n个使用打印机的进程，使用
10、前申请，使用后释放。 每个进程有一个进程标识，用于区别不同的进程。 每个进 程还有一个优先数， 不同进程的优先数各异。 当有多个进程同时申请时， 按照进程优先数由 高到低的次序实施分配。试用信号灯和PV操作实现对于打印机资源的管理，即要求编写如下函数和过程 : (1) 函数 require(pid ， pri): 申请一台打印机。 参数 pid 为进程标识， 其值为 1 到 n 的整 数; pri 为进程优先数，其值为正整数 ; 函数返回值为所申请到打印机的编号，其值为 1 到 5 的整数 ;(2) 过程 return(prnt):释放一台打印机。参数 prnt 为所释放打印机的编号，其值为
11、1到 5 的整数。解：#define N 5 bool flagN+1;/flag0 表示可用打印机数 ,1 表示空闲/flagi 表示第 i 号打印机的状态( 1<=i<=N )， 0表示占用， PCB *queue=NULL;/ 进程阻塞队列semaphore mutex_flag=1;/ 用于对 flag 数组的互斥操作 semaphore mutex_queue=1;/ 用于对阻塞队列的互斥操作process(int i,int priority)int print;print=require(i,priority);use print;return(print);int
12、require(int pid,int priority)P(mutex_flag);if(flag0>0)flag0-;for(int i=1;i<N+1;i+)if(flagi=1)flagi=0;break;V(mutex_flag);return i;elseV(mutex_flag);p(mutex_queue);将进程 pid 按其优先数插入到等待队列 queue 中；V(mutex_queue);return(int print)P(mutex_flag); if(queue=NULL) flag0+;flagprint=1;V(mutex_flag);elseV(mutex_flag);p(mutex_queue);将 print 分配给 queue 队首进程；queue 下移；V(mutex_queue);