pv操作的一些习题
操作系统PV操作经典一百题
procedure reader_i
begin // i=1,2,?.
P(rwmutex); //读者、写者互斥
P(rmutex);
V(rwmutex); // 释放读写互斥信号量，允许其它读、写进程访问资源
读数据；
V(rmutex);
end
procedure Writer_j
我们需要分两种情况实现该问题：
读优先： 要求指一个读者试图进行读操作时，如果这时正有其他读者在进行操作，他可直接开始读操作，而不需要等待。
写优先： 一个读者试图进行读操作时，如果有其他写者在等待进行写操作或正在进行写操作，他要等待该写者完成写操作后才开始读操作。
The P,V code Using Pascal
3）写者优先于读者（一旦有写者，则后续读者必须等待，唤醒时优先考虑写者）
如果读者数是固定的，我们可采用下面的算法：
rwmutex：用于写者与其他读者/写者互斥的访问共享数据
rmutex： 该信号量初始值设为10，表示最多允许10个读者进程同时进行读操作
var rwmutex, rmutex ： semaphore := 1, 10 ；
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。
Figure 1.1: producer-consumer problem
有关pv操作类的题目
有关pv操作类的题目1、假定系统有三个并发进程read, move和print共享缓冲器B1和B2。
进程read负责从输入设备上读信息，每读出一个记录后把它存放到缓冲器B1中。
进程move从缓冲器B1中取出一记录，加工后存入缓冲器B2。
进程print将B2中的记录取出打印输出。
缓冲器B1和B2每次只能存放一个记录。
要求三个进程协调完成任务，使打印出来的与读入的记录的个数，次序完全一样。
请用PV操作，写出它们的并发程序。
解：beginemptyB1 , fullB1, emptyB2, fullB2 : semaphoreB1,B2 : recordemptyB1 := 1,fullB1:=0,emptyB2:=1,fullB2:=0cobegin process readX : record;begin R: 接收来自输入设备上一个记录X:=接收的一个记录；P(emptyB1)；B1:=X;V(fullB1);goto R;end;Process moveY:record;beginM:P(fullB1);Y:=B1;V(emptyB1)加工YP(emptyB2)；B2:=Y;V(fullB2);goto M;end;Process printZ:record;beginP:P(fullB2);Z:=B2;V(emptyB2)打印Zgoto P;end;coend;end;2、用PV操作解决读者写者问题的正确程序如下：begin S, Sr: Semaphore; rc: integer;S:=1; Sr:=1; rc:=0;cobegin PROCESS Reader i ( i=1,2…)begin ( P(S5))P(Sr)rc:=rc+1;if rc=1 then P(S);V(Sr);read file;P(Sr);rc:=rc-1if rc=0 thenV(S);V(Sr);( V(S5) )end ;PROCESS Writer j (j=1,2…)begin P(S);Write file;V(S)end;coend ;end;请回答：（1）信号量Sr的作用；（2）程序中什么语句用于读写互斥，写写互斥；（3）若规定仅允许5个进程同时读怎样修改程序？解：（1）Sr用于读者计数变量rc的互斥信号量；（2）if rc=1 then P（S）中的P（S）用于读写互斥；写者进程中的P（S）用于写写互斥，读写互斥。
pv操作的一些习题
Main(0
Cobegin{
Father()
{while(1)
{p(empty);
P(mutex);
1、进程P0和P1的共享变量定义及其初值为：
boolean falg[2];
int turn=0;fal[0]=FALSE; falg[1]=FALSE;
若进程P0和P1访问临界资源的类C伪代码实现如下：
则并发执行进程P0和P1时产生的情形是【全国联考2010】
A.不能保证进程互斥进入临界区、会出现“饥饿”现象
答案：设置6个信号量full1、empty1、B-M1、full2、empty2、B-M2，它们的含义和初值如下：
1)full1表示Buff1是否有数据，初值为0；
2)empty1表示Buff1有空间，初值为m；
3)B-M1表示Buff1是否可操作，初值为1；
4)Full2表示Buff2是否有数据，初值为0；
5)Empty2表示Buff2有空间，初值为n；
6)B-M2表示Buff2是否可操作，初值为1；
<PUT类进程>
{
repeat
P(empty1)；/*判断Buff1是否有空间，没有则等待*/
P(B-M1)；/*是否可操作Buff1*/
PUT；
V(B-M1)；/*设置Buff1可操作标志*/
V(full1)；/*设置Buff1有数据的标志*/
GET；
V(B-M2)；/*设置Buff2可操作标志*/
操作系统PV操作习题.
一、用P、V操作描述前趋关系。
P1、P2、P3、P4、P5、P6为一组合作进程，其前趋图如图2．3所示，试用P、V 操作描述这6个进程的同步。
p23图2．3说明任务启动后P1先执行，当它结束后P2、P3可以开始执行，P2完成后P4、P5可以开始执行，仅当P3、P4、P5都执行完后，P6才能开始执行。
为了确保这一执行顺序，设置5个同步信号量n、摄、f3、f4、g分别表示进程P1、P2、P3、P4、P5是否执行完成，其初值均为0。
这6个进程的同步描述如下：图2．3 描述进程执行先后次序的前趋图int f1=0; /*表示进程P1是否执行完成*／int f2=0; /*表示进程P2是否执行完成*／int f3=0; /*表示进程P3是否执行完成*／int f4=0; /*表示进程P4是否执行完成*／int f5=0; /*表示进程P5是否执行完成*／main(){cobeginP1( );P2( );P3( );P4( );P5( );P6( );coend}P1 ( ){┇v(f1);v(f1)：}P2 ( ){p(f1);┇v(f2);v(f2);)P3 ( ){p(f1);┇v(f3);}P4( ){p(f2);┇v(f4);}P5 ( ){p(f2);┇v(f5);}P6( ){p(f3);p(f4);p(f5);┇}二、生产者-消费者问题p25生产者-消费者问题是最著名的进程同步问题。
它描述了一组生产者向一组消费者提供产品，它们共享一个有界缓冲区，生产者向其中投放产品，消费者从中取得产品。
生产者-消费者问题是许多相互合作进程的一种抽象。
例如，在输入时，输入进程是生产者，计算进程是消费者;在输出时，计算进程是生产者，打印进程是消费者。
因此，该问题具有很大实用价值。
我们把一个长度为n的有界缓冲区(n>0)与一群生产者进程P１、P２、…、Pm和一群消费者进程C１、C２、…、Ck 联系起来，如图2．4所示。
操作系统PV操作经典例题与答案
操作系统PV操作经典例题与答案1. 推广例子中的消息缓冲问题。
消息缓冲区为k个，有1个发送进程，n个接收进程，每个接收进程对发送来的消息都必须取一次若有m个发送进程呢？Send：SB=k; //信号量，标记当前空余缓冲区资源。
i = 0; //标记存放消息的缓冲区位置while (true) {P(SB);往Buffer [i]放消息;V(SM);i = (i+1) % k;};Receive：j = 0; //标记取产品的缓存区位置SM=0；//信号量，标记初始没有消息ReadCount=0；//读进程计数器Mutex =1；//读进程互斥信号量SW=0; //信号量，读进程在此信号量等待while (true) {P(SM);从Buffer[j]取消息;ReadCount++If（ReadCount<n）{< p="">V(SM);P(SW)}else{V(SB);j = (j+1) % k;for(int g=1; g< ReadCount;g++)V(SW);ReadCount=0；}};2.第二类读者写者问题：写者优先条件：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，也不能读者写者同时进行）3）写者优先于读者（一旦有写者，则后续读者必须等待，唤醒时优先考虑写者）rc=0, //正在读者计数器wc, //写计数器rw, //读等计数器R //等待读信号量W //等待写信号量读者：while (true) {P(mutex);if (wc >0){rw++P (R);}rc++;If（rw>0&&wc=0）{V(R)rw--}V(mutex);读P(mutex);rc --;if (rc==0){If（wc>0）V(w)}V(mutex);};写者：while (true) {P(mutex);wc ++;if((wc >1)||(rc>0)){P(W)}V(mutex);写P(mutex);Wc --;if（wc>0）V(W);Else if(rw>0)V(R)rw--V(mutex);};3.理发师睡觉问题理发店里有一位理发师，一把理发椅和N把供等候理发的顾客坐的椅子如果没有顾客,则理发师便在理发椅上睡觉。
PV操作题
PV操作题1.独木桥问题：若规定同一方向的人可连续过桥，但同时在桥上人数最多4人，当某方向无人过桥后，另一方向的人才能过桥．请用ＰＶ操作模拟实现．2.独木桥问题：若规定同一方向的人可连续过桥最多10人，当某方向连续通过达到10人后，另一方向的人才能过桥．请用ＰＶ操作模拟实现．3.类似题目：车辆过单行隧道，火车过单行轨道4．有一阅览室只能容纳100人(每人一个座位)，读者进入时必须先在一张登记表上登记一个座位，离开时要销掉登记内容。
请用PV机制描述读者进程的同步关系。
5．超市购物过程：共有100个购物篮，每人进入取一个篮子购物，出去结帐并归还篮子。
出入口共用一个通道。
6．地下停车场车位管理。
（共100个车位）7．某银行最多只允许容纳N个储户办理业务，如果此时银行只有一个柜员，将此柜员和储户的行为看成两个不同进程，请用PV操作模拟上述过程。
其中储户取号等待叫号，若叫到则到柜员处办理业务，结束自行离开；柜员按顺序叫号并为储户办理业务，若N个号已取完需结束当前业务后才能让后来者取号8. 某银行最多只允许容纳N个储户办理业务，如果此时银行有M个柜员，将此柜员和储户的行为看成两个不同进程，请用PV操作模拟上述过程。
其中储户取号等待叫号，若叫到则到柜员处办理业务，结束自行离开；柜员按顺序叫号并为储户办理业务，若N个号已取完需结束当前业务后才能让后来者取号，但是柜员间叫号是互斥的9.有个师傅和三个徒弟，徒弟不断组装产品，做一个产品需要A,B,C 三种零件(分别被三个徒弟掌握)，师傅不断提供上述三种零件，但每次只能将其中两种放到桌上，具有另一种零件的徒弟则组装产品，且做完后向师傅发信号，然后师傅再拿出两种零件放到桌上，如此反复，请用PV操作模拟上述活动。
10.书本上司机和售票员问题后续内容继续更新中……。
pv操作习题
signal(sa);
signal(s);
}
Process_B:
while (1)
{
wait(s2);
produce a product B；
signal(s1);
wait(mutex);
add the product B to the storehouse;
signal(mutex);
if Counteast = 0 then P( S ) ;
Counteast : = Counteast + l ;
V( Scounteast ) ;
P( Scount4 ) ;
上桥：过桥：下桥；
V ( Scount4 ) ;
P ( Scounteast ) ;
Counteast: = Counteast - 1 ;
{
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。
semaphore S_PlateNum;//盘子容量，初值为1
Var s: semaphore :=1;
begin
parbegin
process Pi: begin
repeat
Wait (s);
按旅客定票要求找到Rk
if Rk>=1 then begin
Rk=Rk-1;
Signal (s);
输出一张票；
end;
else begin
典型例题PV操作
答：读者的动作有两个，一是填表进入阅览室读书，这时要考虑阅览室里是否有座位；二是读者阅读完毕，需要注销登记再离开阅览室，这时的操作要考虑阅览室里是否有读者存在。读者在阅览室读书时，由于没有引起资源的变动，不算动作变化。
因此，设置算法所涉及的三个信号量：empty资源信号量——表示阅览室里的空座位的数目，初值为100；full资源信号量——表示阅览室里有人的座位的数目（或表示阅览室里的读者的数目），初值为0；mutex互斥信号量——表示对登记表这个临界资源的互斥访问，初值设为1。
使用信号量机制对读者“进入”阅览室和“注销”登记之间的同步算法描述如下：
Semaphoreempty,full,mutex;//首先定义两个资源信号量empty、full和一个互斥信号量mutex
empty.value=100;full.value=0;mutex.value=1;
cobegin
process getin() //读者“进入”阅览室的进程过木桥；wait(SB);
countB:=countB-1;
if (countB=0) then signal(mutex);
signa(SB);
end
parend
end
2、有一阅览室，共有100个座位。为了很好利用它，读者进入时必须先在登记表上进行登记。该表表目设有座位号和读者姓名；离开时再将其登记项摈除。试用P、V操作描述进程之间的同步或算法。
Var SA,SB,mutex:semaphore:=1,1,1;
CountA,countB:integer:=0,0:
begin
parbegin
processA: begin
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
v(mutex);
进入阅览室阅读;
end
end
procedureLeave
begin
while(TRUE)
begin
p(mutex);
消掉登记;
v(mutex);
process1//只有随身听
begin
repeat
P(S1);
购买物品；听乐曲；
V(S);
untilefalse;
end
process2//只有磁带
begin
repeat
p(S2);
购买物品；听乐曲；
V(S);
untilefalse;
end
process3//只有电池
begin
repeat
P(S3);
【分析】顾客相当于生产者，柜员相当于消费者，所有顾客领取号码后就进入了一个等待队列，该等待队列相当于buffer。这个问题基本符合一般意义的“生产者—消费者”问题，但又有所不同，不同在于顾客（即生产者）“取号进入等待队列”操作不需要与柜员（消费者）同步（不需等待空的缓冲区）。
只需要两个信号量即可，一个用于互斥访问等待队列（对于顾客，就是互斥使用柜员机取号；对于柜员，就是叫号时候互斥访问等待队列），一个用于柜员“叫号”操作与顾客的同步（需测试是否有人在等）。
Var mutex=1,customer_count=0:semaphore;
Cobegin
process customer
begin
repeat
p(mutex);
取号码，进入队列；
v(mutex);
v(customer_count);
untilefalse;
end
process serversi(i=1,...,n)
begin
repeat
p(customer_count);
p(mutex);
从队列中取下一个号码；
v(mutex);
为该号码持有者服务；
untilefalse;
end
Coend
4、有一阅览室，读者进入时必须先在一张登记表上登记。该表中每个表项代表阅览室中的一个座位。读者离开时要消掉其登记信息。阅览室共有50个座位。登记表每次仅允许一位读者进行登记或注销。读者登记时，发现登记表满，他在阅览室外等待，直至有空位再登记进入。试用类Pascal语言和P、V操作，描述读者行为。【国防科技大学2000】(注：【南昌大学2002】类似)
答：信号量seats：表示可用座位数，初值为50；
信号量mutex：表示登记表是否正在使用，初值为1；
varseats,mutex:semaphore;
seats:=50;
mutex:=1;
cobegin
procedureEnter
begin
while(TRUE)
begin
p(seats);
p(mutex);
“饥饿”出现的时机：使用忙等待实现互斥，当一个进程离开临界区时，如果有多个进程等待进入临界区，系统会随机选择一个进程执行，因为这种随机性，会导致有些进程长期得不到执行，因而导致“饥饿”。
本题中，如果P1已经等在while上的时候，P0至多执行一次临界区，否则下次执行的时候，即便它在P1测试条件前出了临界区并重新设定了flag，但由于它必须要设定turn=1（此时P1不会再设置turn了），因此这样P0必然卡在while上，从而换到P1执行。所以不会出现“饥饿”现象。
processprovider
begin
repeat
flag1:=flag2:=flag3:=False;
取两种物品，设置flagi为True;
ifflag2&flag3thenV(S1);
elseifflag1&flag3thenV(S2);
elseV(S3);
P(S);
untilefalse;
end
分析：同步信号量S表示是否听完乐曲，初值为0；
资源信号量S1、S2、S3表示两种物品组合起来的临界资源，初值均为0。
VarS,S1,S2,S3:semaphore;
Varflag1,flag2,flag3:Boolean;//依次代表随身听、磁带和电池
S:=0;
S1:=S2:=S3:=0;
Cobegin
购买物品；听乐曲；
V(S);
untilefalse;
end
Coend
3、某银行有人民币储蓄业务，由n个柜员负责，有1台取号机。每个顾客进入银行后先取一个号，若有人取号则需等他人取完后才能取，取到号后等待叫号，当一个柜员人员空闲下来，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。【昆明理工大学2006】
B.不能保证进程互斥进入临界区、不会出现“饥饿”现象
C.能保证进程互斥进入临界区、会出现“饥饿”现象
D.能保证进程互斥进入临界区、不会出现“饥饿”现象
分析进程的执行过程：一开始，没有进程处于临界区中，现在进程P0开始执行，通过设置其数组元素和将turn置1来标识它希望进入临界区，由于进程P1并不想进入临界区，所以P0跳出while循环，进入临界区。如果进程P1现在开始执行，进程P1将阻塞在while循环直到flag[0]变为false，而该事件只有进程P0退出临界区时才会发生。
现在考虑两个进程几乎同时执行到while循环的情况，它们分别在turn中存入1和0，但只有后被保存进去的进程号才有效，前一个被重写而丢失。假设进程P1是后存入的，则turn为0。进程P0将循环0次而进入临界区，而进程P1则将不停地循环且不能进入临界区，直到进程退出临界区为止。
因此，该算法实现了临界区互斥。
2、在一间酒吧里有三个音乐爱好者队列，第一个音乐爱好者只有随身听，第二个只有音乐带和电池这三中物品。酒吧老板一次出售这三种物品中的任意两种，当一名音乐爱好者得到这三种物品并听完乐曲后，酒吧老板才能再一次出售这三种物品中任意两种，于是第二名音乐爱好者得到这三种物品。并开始听乐曲，全部买卖就这样进行下去。使用P，V操作正确解决这一买卖。【北京大学1999】
1、进程P0和P1的共享变量定义及其初值为：
boolean falg[2];
int turn=0;
falg[0]=FALSE; falg[1]=FALSE;
若进程P0和P1访问临界资源的类C伪代码实现如下：
则并发执行进程P0和P1时产生的情形是【全国联考2010】
A.不能保证进程互斥进入临界区、会出现“饥饿”现象