PV操作2
第2章 PV操作习题
state[ i ] = THINKING s[ i ] = 0 void test(int i) { if (state[ i ] == HUNGRY) && (state [ (i-1) % 5] != EATING) && (state [ (i+1) % 5] != EATING) { state[ i ] = EATING; V(s[ i ]); } }
图书馆阅览室问题 图书馆阅览室问题
问题描述： 问题描述： 假定阅览室最多可同时容纳100个人 假定阅览室最多可同时容纳 个人 阅读，读者进入时， 阅读，读者进入时，必须在阅览室门口 的一个登记表上登记，内容包括姓名、 的一个登记表上登记，内容包括姓名、 座号等，离开时要撤掉登记内容。 座号等，离开时要撤掉登记内容。用P、 、 V操作描述读者进程的同步算法。 操作描述读者进程的同步算法。 操作描述读者进程的同步算法
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7
吃水果问题
Void son() { while(true) { p(so); get an orange; v(s); eat; } } Void daugher() { while(true) { p(sp); get an apple; v(s); eat; } }
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哲学家就餐问题解法
#define N 5 #define THINKING 0 #define HUNGRY 1 #define EATING 2 #typedef int semaphore; int state[N]; semaphore mutex=1; semaphore s[N];
理发师问题 理发师问题
问题描述： 问题描述： 一个理发店由一个有几张椅子的等候 室和一个放有一张理发椅的理发室组成。 室和一个放有一张理发椅的理发室组成。若 没有要理发的顾客，则理发师就去睡觉； 没有要理发的顾客，则理发师就去睡觉；若 一顾客走进理发店且所有的椅子都被占用了， 一顾客走进理发店且所有的椅子都被占用了， 则该顾客就离开理发店； 则该顾客就离开理发店；若理发师正在为人 理发，则该顾客就找一张空椅子坐下等待； 理发，则该顾客就找一张空椅子坐下等待； 若理发师在睡觉，则顾客就唤醒他， 若理发师在睡觉，则顾客就唤醒他，设计一 个协调理发师和顾客的程序。 个协调理发师和顾客的程序。
pv操作大题解题思路
pv操作大题解题思路PV操作是指进程同步的一种经典方法，用于解决进程之间的互斥和同步问题。
在解题时，可以按照以下思路进行分析和回答：1. 什么是PV操作？PV操作是指通过对信号量进行P（Proberen）和V（Verhogen）操作来实现进程同步。
P操作用于申请资源，如果资源不可用，则进程进入等待状态；V操作用于释放资源，让等待的进程得以继续执行。
2. PV操作的作用是什么？PV操作用于解决进程之间的互斥和同步问题。
互斥是指同一时间只允许一个进程访问临界资源，而同步是指进程之间按照一定的顺序执行，避免出现竞态条件和死锁等问题。
3. PV操作的原理是什么？PV操作基于信号量（Semaphore）的概念。
信号量是一个计数器，用于控制对共享资源的访问。
P操作会将信号量的值减1，如果结果小于0，则进程进入等待状态；V操作会将信号量的值加1，如果结果小于等于0，则唤醒等待的进程。
4. PV操作的应用场景有哪些？PV操作常用于解决生产者-消费者问题、读者-写者问题、哲学家就餐问题等。
在这些场景中，通过合理使用PV操作可以实现进程之间的协调与同步，避免资源竞争和死锁。
5. PV操作有哪些特点和优势？PV操作具有以下特点和优势：互斥性，PV操作可以确保同一时间只有一个进程访问共享资源，避免数据的不一致性。
同步性，PV操作可以按照一定的顺序执行进程，避免竞态条件和死锁。
简单高效，PV操作是一种经典的进程同步方法，实现简单，高效可靠。
适用性广泛，PV操作可以应用于各种并发场景，解决不同类型的进程同步问题。
总结：PV操作是一种经典的进程同步方法，通过对信号量进行P和V 操作来实现互斥和同步。
它的应用场景广泛，可以解决生产者-消费者问题、读者-写者问题等。
PV操作具有互斥性、同步性、简单高效和适用性广泛等特点和优势。
在解题时，可以根据具体的问题场景，灵活运用PV操作，保证进程之间的协调与同步。
pv操作和生产者消费者
关于 PV 操作在计算机操作系统中，PV操作是进程管理中的难点。
首先应弄清PV操作的含义：PV操作由P操作原语和V操作原语组成（原语是不可中断的过程），对信号量进行操作，具体定义如下：P（S）：①将信号量S的值减1，即S=S-1；②如果S³0，则该进程继续执行；否则该进程置为等待状态，排入等待队列。
V（S）：①将信号量S的值加1，即S=S+1；②如果S>0，则该进程继续执行；否则释放队列中第一个等待信号量的进程。
PV操作的意义：我们用信号量及PV操作来实现进程的同步和互斥。
PV操作属于进程的低级通信。
什么是信号量？信号量（semaphore）的数据结构为一个值和一个指针，指针指向等待该信号量的下一个进程。
信号量的值与相应资源的使用情况有关。
当它的值大于0时，表示当前可用资源的数量；当它的值小于0时，其绝对值表示等待使用该资源的进程个数。
注意，信号量的值仅能由PV操作来改变。
一般来说，信号量S³0时，S表示可用资源的数量。
执行一次P操作意味着请求分配一个单位资源，因此S的值减1；当S<0时，表示已经没有可用资源，请求者必须等待别的进程释放该类资源，它才能运行下去。
而执行一个V操作意味着释放一个单位资源，因此S的值加1；若S£0，表示有某些进程正在等待该资源，因此要唤醒一个等待状态的进程，使之运行下去。
利用信号量和PV操作实现进程互斥的一般模型是：进程P1 进程P2 ……进程Pn ………………P（S）； P（S）； P（S）；临界区；临界区；临界区；V（S）； V（S）； V（S）；……………………其中信号量S用于互斥，初值为1。
使用PV操作实现进程互斥时应该注意的是：（1）每个程序中用户实现互斥的P、V操作必须成对出现，先做P操作，进临界区，后做V操作，出临界区。
若有多个分支，要认真检查其成对性。
（2）P、V操作应分别紧靠临界区的头尾部，临界区的代码应尽可能短，不能有死循环。
信号量及其pv操作的物理意义
一、概述信号量是操作系统中用于进程同步与互斥的一种重要机制。
它可以控制对共享资源的访问，保证多个进程在共享资源上的互斥访问，并且通过对信号量进行操作来实现进程的同步。
pv操作是信号量的重要操作之一，它可以控制信号量的值，并且在实现互斥、同步等功能时起到关键作用。
本文将探讨信号量及其pv操作的物理意义。
二、信号量的物理意义1. 信号量的基本概念信号量是由Dijkstra在1968年提出的一种同步机制，它是一个整型变量，用于对共享资源的访问进行控制。
信号量可以有两种类型：二进制信号量和计数信号量。
二进制信号量只能取0或1两个值，用于互斥操作。
计数信号量可以取多个非负整数值，用于资源管理。
信号量的物理意义在于通过对其进行操作来保证对共享资源的合理访问。
2. 信号量的物理意义当一个进程需要访问一个共享资源时，它首先要检查信号量的值。
如果信号量的值大于0，则进程可以访问该资源，同时将信号量的值减1，表示该资源被占用。
如果信号量的值等于0，则表示资源已被占用，进程需要等待，直至信号量的值大于0。
当进程释放资源后，需要将信号量的值加1，以通知其他等待进程资源可用。
这种对信号量进行加减操作的过程就是pv操作。
三、pv操作的物理意义1. pv操作的基本概念pv操作是对信号量进行操作的关键手段，它包括P操作和V操作两种。
P操作用于申请共享资源，V操作用于释放共享资源。
具体来说，P操作会将信号量的值减1，代表占用资源；而V操作会将信号量的值加1，代表释放资源。
这两种操作是互逆的，可以有效地控制对共享资源的访问。
2. pv操作的物理意义从物理意义上来讲，P操作和V操作影响着系统中的进程调度和资源分配。
当一个进程执行P操作时，它在获取资源之前会检查信号量的值，如果信号量的值大于0，即资源可用，进程会将信号量的值减1，表示资源被占用。
如果信号量的值等于0，则进程需要等待，直至信号量的值大于0。
而当一个进程执行V操作时，它会释放占用的资源，将信号量的值加1，以通知其他等待进程资源已经释放。
计算机PV操作系统总结
计算机PV操作系统总结计算机PV操作系统总结一：概述1.1 引言在计算机系统中，操作系统是一种重要的软件组件，负责管理和协调计算机硬件与软件资源，提供用户和其他软件的接口，以实现计算机系统的正常运行和高效利用。
本文档总结了PV操作系统的基本原理、功能模块及其应用。
1.2 目的本文档旨在介绍PV操作系统的核心概念以及其在计算机系统中的作用，为开发人员和用户提供一个全面的参考。
二：PV操作系统的基本原理2.1 进程管理2.1.1 进程概念2.1.2 进程调度2.1.3 进程同步2.1.4 进程通信2.2 内存管理2.2.1 内存分配2.2.2 虚拟内存2.2.3 内存保护2.3 文件系统管理2.3.1 文件组织2.3.2 文件存储2.3.3 文件操作2.4 设备管理2.4.1 设备概念2.4.2 设备分配2.4.3 设备驱动三：PV操作系统的功能模块3.1 用户界面3.1.1 命令行界面3.1.2 图形用户界面3.2 系统调用接口3.2.1 系统调用类型3.2.2 系统调用的实现3.3 文件系统3.3.1 文件管理3.3.2 目录管理3.3.3 文件权限控制3.4 进程管理3.4.1 进程创建与撤销3.4.2 进程调度算法3.4.3 进程通信方式3.5 内存管理3.5.1 内存分配策略3.5.2 空间置换算法3.5.3 虚拟内存管理3.6 设备管理3.6.1 设备驱动程序3.6.2 设备分配策略3.6.3 设备中断处理四：PV操作系统的应用领域4.1 个人计算机4.2 服务器系统4.3 嵌入式系统4.4 移动设备附件：1. PV操作系统示例代码2. PV操作系统用户手册法律名词及注释：1. 版权：法律规定的对原创作品的独占权利。
2. 许可证：一种法律许可文件，允许使用者在符合某些条款和条件的情况下使用特定的软件或作品。
3. 用户协议：一种法律文件，规定了软件或服务的使用条款和条件，用户使用软件或服务前需要同意并接受这些条款和条件。
操作系统pv操作
操作系统P V题解第一章The P,V Theorem在操作系统理论中有一个非常重要的概念叫做P,V原语。
在我们研究进程间的互斥的时候经常会引入这个概念，将P,V操作方法与加锁的方法相比较，来解决进程间的互斥问题。
实际上，他的应用范围很广，他不但可以解决进程管理当中的互斥问题，而且我们还可以利用此方法解决进程同步与进程通信的问题。
一Introduction of P,V Theorem阐述P,V原语的理论不得不提到的一个人便是赫赫有名的荷兰科学家E.W.Dijkstra。
如果你对这位科学家没有什么印象的话，提起解决图论中最短路径问题的Dijkstra算法应当是我们再熟悉不过的。
P,V原语的概念以及P,V操作当中需要使用到的信号量的概念都是由他在1965年提出的。
1 Some Conceptions信号量是最早出现的用来解决进程同步与互斥问题的机制，包括一个称为信号量的变量及对它进行的两个原语操作。
信号量为一个整数，我们设这个信号量为：S。
很显然，我们规定在S大于等于零的时候代表可供并发进程使用的资源实体数，S小于零的时候，表示正在等待使用临界区的进程的个数。
根据这个原则，在给信号量附初值的时候，我们显然就要设初值大于零。
p操作和v操作是不可中断的程序段，称为原语。
P,V原语中P是荷兰语的Passeren，相当于英文的pass,V是荷兰语的Verhoog,相当于英文中的incremnet。
P原语操作的动作是：（1）S减1；（2）若S减1后仍大于或等于零，则进程继续执行；（3）若S减1后小于零，则该进程被阻塞后进入与该信号相对应的队列中，然后转进程调度。
V原语操作的动作是：（1）S加1；（2）若相加结果大于零，则进程继续执行；（3）若相加结果小于或等于零，则从该信号的等待队列中唤醒一等待进程，然后再返回原进程继续执行或转进程调度。
需要提醒大家的是：P,V操作首先是一个原语操作，对于每一个进程来说，都只能进行一次。
操作系统PV操作习题
操作系统PV操作习题操作系统PV操作习题-----------------------------------------------------1、引言在操作系统中，PV操作（也称作P操作和V操作）是用于进程同步的一种常见机制。
P操作用于获取或申请资源，V操作用于释放资源。
本文将为您提供一些关于PV操作的习题，以帮助您巩固相关的概念和原理。
2、PV操作基本概念2.1 P操作描述P操作的基本概念和含义，以及在实际应用中的具体场景。
2.2 V操作解释V操作的基本概念和含义，并举例说明其在实际问题中的应用。
3、PV操作习题集3.1 习题一、生产者-消费者问题描述一个典型的生产者-消费者问题，并通过使用P操作和V操作对其进行解决。
3.2 习题二、读者-写者问题解释一个典型的读者-写者问题，并使用PV操作来实现对该问题的解决。
3.3 习题三、哲学家就餐问题描述哲学家就餐问题的场景，并说明如何采用PV操作来解决这一问题。
4、常见PV操作错误4.1 死锁解释什么是死锁以及为什么会发生死锁现象，同时提供一些避免死锁的方法。
4.2 饥饿描述什么是饥饿，以及一些可能导致饥饿的常见原因，并提供解决饥饿问题的一些策略。
5、附录本文档附带以下附件:- 习题的解答和详细说明- 相关的代码示例6、法律名词及注释在本文档中，涉及的法律名词及其注释如下：- PV操作：即P操作和V操作，用于进程同步的一种机制。
- 生产者-消费者问题：一种经典的并发控制问题，涉及到生产者和消费者之间的资源竞争。
- 读者-写者问题：一种并发控制问题，涉及到多个读者和写者对共享资源的访问。
- 哲学家就餐问题：一种经典的并发控制问题，涉及到多个哲学家通过共享的餐具进行就餐。
pv操作
用信号量机制来解决进程的同步与互斥：PV操作首先确定进程间的关系，然后确定信号量及其值。
判断进程间是否互斥的关键：看进程间是否共享某一公有资源，一个公有资源与一个信号量相对应。
确定信号量的值是一个关键点，它代表了可用资源实体数。
举例：票大厅容纳的人数限制为20人，少于20人时购票者可以进入，否则要在厅外等候。
进程间是同步时：是否存在合作关系，是否需要互通消息首先判断进程间的关系为同步的，且为各并发进程设置私有信号量，然后为私有信号量赋初值，最后利用PV原语和私有信号量规定各进程的执行顺序。
举例：公交车上司机与售票员的行为，司机到站停车后，售票员方可开门，售票员关门后，司机方可开车。
例1生产围棋的工人不小心把相等数量的黑子和白子混装载一个箱子里，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；分析：第一步：确定进程间的关系。
由功能（2）可知进程之间是互斥的关系。
第二步：确定信号量及其值。
由于进程A和进程B要互斥进入箱子去拣棋子，箱子是两个进程的公有资源，所以设置一个信号量s，其值取决于公有资源的数目，由于箱子只有一个，s的初值就设为1。
实现：begins:semaphore;s:=1;cobeginprocess AbeginL1: P(s);拣黑子；V(s);goto L1;end;process BbeginL2:P(s);拣白子；V(s);goto L2;end;coend;end;例2某车站售票厅，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。
分析：第一步：确定进程间的关系。
售票厅是各进程共享的公有资源，当售票厅中多于20名购票者时，厅外的购票者需要在外面等待。
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So --- 盘中是否有桔子，初值为0；
Sa --- 盘中是否有苹果，初值为0；
Semaphore S=1, So=0, Sa=0; Main() { Cobegin Father(); Son(); Daughter(); Coend } Father() { While(1) { Wait(S); 将水果放入盘中； If (放入的是桔子) Signal(So); Else Signal(Sa); } }
PUT MOVE GET Buff1 Buff2
【思考题】
1.用P.V操作解决下图之同步问题: 输入 处理 打印
f
s
t
g
Var s1,s2:semaphore; /*s1表示缓冲区是否可用； s2表示缓冲区有无可供打印的数*/ s1:=1;s2:=0； Porcess 计算进程 Pc Begin repeat P(s1); 计算下一数据并放入缓冲区； V(s2); until false; End.
作业2：如图所示，有多个PUT操作同时向BUFF1放数 据，有一个MOVE操作不断地将BUFF1的数据移到 BUFF2，有多个GET操作不断地从BUFF2中将数据取 走。BUFF1的容量为m，BUFF2的容量是n，PUT、 MOVE、GET每次操作一个数据，在操作的过程中要 保证数据不丢失。试用wait（）、signal（）原 语协调PUT、MOVE的操作，并说明每个信号量的含 义和初值。
当为同步操作时，则不在同一进程中出现
如果P(S1)和P(S2)两个操作在一起，那么P 操作的顺序至关重要,一个同步P操作与 一个互斥P操作在一起时同步P操作在互 斥P操作前
而两个V操作无关紧要
3）P.V操作的优缺点 优点： 简单，而且表达能力强（用P.V操作可解决
任何同步互斥问题）
缺点： 不够安全；P.V操作使用不当会出现死锁； 遇到复杂同步互斥问题时实现复杂
Process 打印进程 Pp Begin repeat P(s2); 从缓冲区中取数； v(s1); 打印数据； untill false; End.
用P.V操作解决司机与售票员的问题
司机进程： REPEAT
启动车辆 正常驾驶 到站停车 UNTIL …
售票 员 进程 ： REPEAT
关门 售票 开门 UNTIL …
P（S1） 启动车辆 V（S2） 正常行车 到站停车 V（S3）
苹果桔子问题
桌上有1空盘，允许存放1个水果。爸爸向 盘中放苹果，也可以向盘中放桔子。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1个水果供吃者取用。 请用Wait()、Signal()原语实现爸爸、儿子、 女儿三个并发进程的同步。【南京大学2000】
【分析】这是复杂情况的“生产者—消费者”问题，既有同步又
有互斥。爸爸进程与儿子进程、女儿进程需要同步，儿子进 程与女儿进程需要互斥。设置4个信号量S（盘子是否为空， 初值为1）、So（盘中是否有桔子，初值为0）、Sa（盘中是 否有苹果，初值为0）和mutex（用于对盘子的互斥访问，初 值为1）。由于只有一个盘子（相当于只有一个buffer）， 对盘子的互斥访问发生在对盘子的存取操作上，S、So和Sa 就可以保证对盘子的互斥操作了，故mutex也可以省略。
同步关系：司机到站停车后，售票员才 能开门；售票员关好车门后，司机才能启动 汽车 设初始状态为停车，车门开着。 close 表示门是否已关，是否允许启动车辆 stop 表示是否到站停车，是否允许开车门 Var close,stop:semaphore:=0,0;
Process 司机 Begin repeat P(close); 启动车辆； 正常行驶； 到站停车； V(stop); until false; End.ห้องสมุดไป่ตู้
Son() { While(1) { Wait(So); 从盘中取出桔子； Signal(S); 吃桔子； } } Daughter() { While(1) { Wait(Sa); 从盘中取出苹果； Signal(S); 吃苹果； } }
作业1：桌上有1空盘，最多可以容纳两个水果， 每次只能放入或取出1个水果。爸爸专向盘中放苹 果，妈妈专向盘中放桔子。儿子专等吃盘中的桔子， 女儿专等吃盘中的苹果。请用Wait()、Signal()原 语实现爸爸、妈妈、儿子、女儿之间的同步与互斥 关系。
Process 售票员
Begin
repeat 关车门； V(close); 售票； P(stop); 开车门； 上下乘客 until false; End.
在一辆公共汽车上，司机和售票员各行其职，司机负责开 车和到站停车；售票员负责售票和开、关门，当售票员关好 车门后，司机才能继续开车行驶。试用P、V操作实现司机与 售票员之间的同步。【北京航天航空大学2002】（注意： 【哈工大 2000】、【山东科技大学 2006】）
这里包括的同步问题有：司机到站 停车后，售票员才能开门；售票员关 好车门后，司机才能启动汽车；司机 启动汽车后，售票员才能售票。 解：设信号量： S1 --- 允许司机启动车辆，初值为1； S2 --- 允许售票员售票，初值为0； S3 --- 允许售票员开车门，初值为0。
司 机 售票员 P（S2） 售票 P（S3） 开车门 关车门 V（S1）
P.V操作讨论
1) 信号量的物理含义： S>0表示有S个资源可用 S=0表示无资源可用 S<0则| S |表示S等待队列中的进程个数 P(S):表示申请一个资源 V(S)表示释放一个资源。信号量的初值应 该大于等于0
2) P.V操作必须成对出现，有一个P操作就 一定有一个V操作
当为互斥操作时，它们同处于同一进程