PV操作解决公交车问题
操作系统同步例题
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 buffer[in]; in++;v(mutex_in);V(empty);} 消费者活动：while(1){P(empty);P(mutex_out);take the product from buffer[out]; 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:-M≤A物品数量－B物品数量≤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 -M≤A物品数量－B物品数量≤N 可以拆成两个不等式，即A物品数量－B物品数量≤N，B物品数量－A物品数量≤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；Ｂ物品可以比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。
pv原语练习题带答案
customer( )
begin
L1:走进理发店
P(chair)
P(hairdresser)
V(chair)
让理发师为他理发
13、设存在三个过程get、copy和put分别对缓冲区S和T进行操作，其中get负责将数据块存入缓冲区S，copy负责从缓冲区S读出数据并复制到缓冲区T中，put负责从缓冲区T中读出数据并打印，如图8.2所示。请用P、V操作描述上述三个过程。
答：设信号量SGC表示缓冲区S是否允许放数据，值为1时表示允许，初值为1；信号量SCG表示缓冲区S是否允许取数据，值为1时表示允许，初值为0；信号量SCP表示缓冲区T是否允许放数据，值为1时表示允许，初值为1；信号量SPC表示缓冲区T是否允许取数据，值为1时表示允许，初值为0。进程get、copy和put描述如下：
R1 R2 R3 R4
P1
0 0 3 2
0 0 1 2
1 6 2 2
P2
1 0 0 0
17 5 0
P3
1 3 5 4
2 3 5 6
P4
0 0 3 2
0 6 5 2
P5
011 4
0 6 5 6
答：（1）由于Available为（1 6 2 2），而P1进程Need（0 0 1 2），因而P1进程所需资源可以满足，经过一段时间P1进程可以执行完，所占有的资源可以释放，这是Available为（1 654）（（1 6 2 2）+（0 0 3 2）得）。而P4进程Need（0652），因而P4进程所需资源可以满足，经过一段时间P4进程可以执行完，所占有的资源可以释放，这是Available为（1 686）（（1 654）+（0 0 3 2）得）。而P5进程Need（0656），因而P5进程所需资源可以满足，经过一段时间P5进程可以执行完，所占有的资源可以释放，这是Available为（17910）（（1 686）+（0114）得）。而P2进程Need（17 5 0），因而P2进程所需资源可以满足，经过一段时间P2进程可以执行完，所占有的资源可以释放，这是Available为（27910）（（17910）+（100 0）得）。而P3进程Need（2 3 5 6），因而P3进程所需资源可以满足，经过一段时间P3进程可以执行完，系统中所有进程都可执行完，因此系统处于安全状态。
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。
P-V操作经典例题
P就是请求资源，V就是释放资源。
问题1 一个司机与售票员的例子在公共汽车上，为保证乘客的安全，司机和售票员应协调工作：停车后才能开门，关车门后才能行车。
用PV操作来实现他们之间的协调。
S1：是否允许司机启动汽车的变量S2：是否允许售票员开门的变量driver(）//司机进程｛while （1）//不停地循环{P(S1);//请求启动汽车启动汽车;正常行车；到站停车；V（S2）; //释放开门变量，相当于通知售票员可以开门｝｝busman()//售票员进程{while(1){关车门;V(S1)；//释放开车变量，相当于通知司机可以开车售票P（S2）；//请求开门开车门；上下乘客；｝｝注意：busman(）driver（) 两个不停循环的函数问题2 图书馆有100个座位，每位进入图书馆的读者要在登记表上登记，退出时要在登记表上注销。
要几个程序？有多少个进程?(答:一个程序；为每个读者设一个进程)（1) 当图书馆中没有座位时，后到的读者在图书馆为等待（阻塞）（2）当图书馆中没有座位时，后到的读者不等待，立即回家。
解(1 ）设信号量：S=100；MUTEX=1P(S)P（MUTEX）登记V(MUTEX)阅读P(MUTEX）注销V(MUTEX）V（S）解(2)设整型变量COUNT=100；信号量:MUTEX=1；P（MUTEX)；IF （COUNT==0）｛V(MUTEX）；RETURN；｝COUNT=COUNT—1；登记V（MUTEX);阅读P（MUTEX)；COUNT=COUNT+1；V（MUTEX）；RETURN;问题3 有一座东西方向的独木桥；用P，V操作实现:（1）每次只允许一个人过桥;（2）当独木桥上有行人时，同方向的行人可以同时过桥，相反方向的人必须等待。
(3）当独木桥上有自东向西的行人时，同方向的行人可以同时过桥，从西向东的方向，只允许一个人单独过桥.（此问题和读者与写者问题相同，东向西的为读者,西向东的为写者）.(1）解设信号量MUTEX=1P (MUTEX)过桥V (MUTEX）（2)解设信号量：MUTEX=1 (东西方互斥）MD=1 (东向西使用计数变量互斥）MX=1 （西向东使用计数变量互斥)设整型变量：CD=0 （东向西的已上桥人数)CX=0 (西向东的已上桥人数)从东向西：P (MD）IF （CD=0）{P (MUTEX）｝CD=CD+1V （MD）过桥P （MD）CD=CD-1IF (CD=0）｛V （MUTEX）｝V (MD)从西向东：P (MX）IF (CX=0）｛P （MUTEX）｝CX=CX+1V (MX)过桥P （MX）CX=CX-1IF (CX=0）{V （MUTEX) }V （MX)（3）解：从东向西的，和（2）相同；从西向东的和（1）相同.问题4 有一个俱乐部，有甲乙两个服务员，当顾客有请求时，甲负责送烟，乙负责送火，无顾客请求时，服务员睡眠。
计算机操作系统之PV原语分析及计算
操作系统课程之PV原语PV原语通过操作信号量来处理进程间的同步与互斥的问题。
其核心就是一段不可分割不可中断的程序。
信号量的概念1965年由著名的荷兰计算机科学家Dijkstra提出，其基本思路是用一种新的变量类型（semaphore）来记录当前可用资源的数量。
有两种实现方式：1）semaphore的取值必须大于或等于0。
0表示当前已没有空闲资源，而正数表示当前空闲资源的数量；2）semaphore的取值可正可负，负数的绝对值表示正在等待进入临界区的进程个数。
信号量是由操作系统来维护的，用户进程只能通过初始化和两个标准原语（P、V原语）来访问。
初始化可指定一个非负整数，即空闲资源总数。
P原语：P是荷兰语Proberen（测试）的首字母。
为阻塞原语，负责把当前进程由运行状态转换为阻塞状态，直到另外一个进程唤醒它。
操作为：申请一个空闲资源（把信号量减1），若成功，则退出；若失败，则该进程被阻塞；V原语：V是荷兰语Verhogen（增加）的首字母。
为唤醒原语，负责把一个被阻塞的进程唤醒，它有一个参数表，存放着等待被唤醒的进程信息。
操作为：释放一个被占用的资源（把信号量加1），如果发现有被阻塞的进程，则选择一个唤醒之。
具体PV原语对信号量的操作可以分为三种情况：1）把信号量视为一个加锁标志位，实现对一个共享变量的互斥访问。
实现过程：P(mutex); // mutex的初始值为1 访问该共享数据;V(mutex);非临界区2）把信号量视为是某种类型的共享资源的剩余个数，实现对一类共享资源的访问。
实现过程：P(resource); // resource的初始值为该资源的个数N 使用该资源；V(resource); 非临界区3）把信号量作为进程间的同步工具实现过程：临界区C1；P(S);V(S);临界区C2；哲学家问题PV原语程序2009年03月10日星期二 21:29设有5个哲学家，共享一张放有五把椅子的桌子，每人分得一把椅子。
PV操作的例题
PV操作的例题一、线程是进程的一个组成部分，一个进程可以有多个线程，而且至少有一个可执行线程。
进程的多个线程都在进程的地址空间内活动。
资源是分给进程的，而不是分给线程的，线程需要资源时，系统从进程的资源配额中扣除并分配给它。
处理机调度的基本单位是线程，线程之间竞争处理机，真正在处理机上运行的是线程。
线程在执行过程中，需要同步。
二、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S>=0，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S>=0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。
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。
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。
- 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)。
司机的活动： 启动车辆； 正常行车； 到站停车； 售票员的活动：关车门； 售票； 开车门； 在汽车不断地到站、停车、行驶过程中， 这两个活动有什么同步关系？用信号量和P、 V操作实现它们的同步。
解：
在汽车行驶过程中，司机活动与售票员活 动之间的同步关系为：售票员关车门后，向司 机发开车信号，司机接到开车信号后启动车辆， 在汽车正常行驶过程中售票员售票，到站时司 机停车，售票员在车停后开车门让乘客上下车。 因此司机启动车辆的动作必须与售票员关车门 的动作取得同步；售票员开车门的动作也必须 与司机停车取得同步， 在本题中，应设置两个信号量：S1、S2。 S1表示是否允许司机启动汽车，其初值为0； S2表示是否允许售票员开门，其初值为() driver() int S2＝0; { { main() while(1) while(1) { ｛ { cobegin 关车门; P(S1); driver(); V(Sl); 启动车辆; busman(); 售票; 正常行车; coend P(S2); 到站停车; ｝ 开车门; V(S2); 上下乘客; ｝ ｝ } ｝