操作系统pv操作共34页
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操作系统-PV操作
未来研究方向和挑战
01
随着云计算、大数据和人工智能等技术的快速发展，操作系统中的并发和并行 处理需求越来越高，PV操作在解决并发和并行处理中的问题也面临着新的挑战 。
02
未来的研究需要进一步探索PV操作在新型计算环境中的应用，例如在分布式系 统、物联网、边缘计算等领域中，PV操作的应用和优化具有重要的研究价值。
详细描述
生产者消费者问题描述了一个共享缓冲区的场景，其中生产者产生数据放入缓冲区，消费者从缓冲区取出数据进 行处理。为了防止缓冲区溢出和数据饥饿，需要使用PV操作来控制对缓冲区的访问。
读者写者问题
总结词
读者写者问题是生产者消费者问题的 变种，主要解决多个读者共享数据和 单个写者修改数据时的同步问题。
03
同时，随着系统规模的扩大和复杂度的增加，PV操作的管理和维护也变得越来 越困难，如何有效地管理和维护PV操作也是未来的重要研究方向之一。
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操作系统-pv操作
目 录
• 引言 • PV操作原理 • PV操作实现 • PV操作的应用 • 总结与展望
01 引言
操作系统简介
操作系统是计算机系统的核心软件， 负责管理计算机硬件和应用程序的资 源分配、调度和监控。
操作系统的主要功能包括进程管理、 内存管理、文件管理和设备管理。
PV操作的基本概念
饥饿问题
饥饿问题是当一个或多个进程长期得不到足够的资源，导致其无法正常执行的情况。为避免饥饿问题 ，可以采用一些调度算法，如先来先服务、最短作业优先等，确保每个进程都能获得足够的资源。
04 PV操作的应用
生产者消费者问题
总结词
生产者消费者问题是操作系统中经典的并发循环执行
操作系统关于PV操作
1.读写操作1、、设有一台计算机，有两条I/O通道，分别接一台卡片输入机和一台打印机。
卡片机把一叠卡片逐一输入到缓冲区B1中，加工处理后在搬到缓冲区B2中，并在打印机上印出，问：①系统要设几个进程来完成这个任务？各自的工作是什么？②这些进程间有什么样的相互制约关系？③用P、V操作写出这些进程的同步算法。
①系统可设三个进程来完成这个任务：R进程负责从卡片输入机上读入卡片信息，输入到缓冲区B1中；C进程负责从缓冲区B1中取出信息，进行加工处理，之后将结果送到缓冲区B2中；P进程负责从缓冲区B2中取出信息，并在打印机上印出。
②R进程受C进程影响，B1放满信息后R进程要等待——等C进程将其中信息全部取走，才能继续读入信息；C进程受R进程和P进程的约束：B1中信息放满后C进程才可从中取出它们，且B2被取空后C进程才可将加工结果送入其中；P进程受C进程的约束：B2中信息放满后P进程才可从中取出它们,进行打印。
③信号量含义及初值：B1full——缓冲区B1满，初值为0；B1empty——缓冲区B1空，初值为0；B2full——缓冲区B2满，初值为0；B2empty——缓冲区B2空，初值为0；R进程C进程P进程B1B22、用P.V操作处理生产者和消费者问题如下：mutex初值为1；empty初值为n；full初值为0生产者消费者L1：生产产品 L2：P（full）P（empty） P（mutex）P（mutex）取出产品产品装入缓冲区 V（empty）V（full） V（mutex）V（mutex） GOTO L2GOTO L1（1）信号量mutex,empty,full的作用是什么？（2）为什么P操作的顺序不能调换？（1）mutex起互斥作用，empty与full为同步作用。
（2）假设进程处于如下运行状态：缓冲区暂时无进程申请，故mutex＝1。
缓冲区无空单元，即empty＝0，此时生产者进程要放产品，若P（empty）与P（mutex）位置颠倒，先执行P（mutex），顺利通过，再执行P（empty），被阻塞，且该进程不会释放临界区资源，使消费者进程无法进入缓冲区，就不能取走产品，最终导致死锁3、设公共汽车上，司机、售票员的活动分别是：司机售票员启动车辆上乘客正常行车关车门到站停车售票开车门下乘客假设售票员关车门后司机才可启动车辆，到站停车后售票员方可开车门，在汽车不断到站、停车、行驶过程中，这两个活动有什么同步关系？用P.V操作实现它们的同步。
操作系统实验——PV操作实现生产者消费者模型
2. 生产者类
/** * 单个生产者类 * @author Vfdxvffd * @count 生产的物品数量标号 */ class Producer implements Runnable{ int count = 0; //数量 @Override public void run() { while(count < 20) { //最多生产20件商品
Global.empty.Wait(); /*要生产物品了，给剩余空 闲缓冲区数量--，如果减完后变为负数，则说明当前没 有空闲缓冲区，则加入等待队列*/ //临界区，生产商品 int index = count % 2; Global.buffer[index] = count; System.out.println("生产者在缓冲区"+index+"中生产了物品"+count); count++;
假如生产者号生产了0号商品，但此时他还没做Global.pCount++这一步操作，CPU将执行权切换到生产者2号，这时Global.pCount的值还是 刚刚的0，没有加1，所以又会生产出一个0号商品，那消费者也同理，消费完还没加1，就被切换了执行权。
那就有个问题，如果我们将Global.pCount++这一步提前能不能解决问题呢，当然也是不行的，因为可能++完还没输出就被切换执行权，那下次 执行权回来时候就会继续执行输出操作，但此时的Global.pCount的值已经不知道加了多少了。
/*remove a process P from the waiting queue*/ wakeup(P); } }
信号量的应用
/** * 单个生产者类 * @author Vfdxvffd * @count 生产的物品数量标号 */ class Producer implements Runnable{ int count = 0; //数量 @Override public void run() { while(count < 20) { //最多生产20件商品
Global.empty.Wait(); /*要生产物品了，给剩余空 闲缓冲区数量--，如果减完后变为负数，则说明当前没 有空闲缓冲区，则加入等待队列*/ //临界区，生产商品 int index = count % 2; Global.buffer[index] = count; System.out.println("生产者在缓冲区"+index+"中生产了物品"+count); count++;
假如生产者号生产了0号商品，但此时他还没做Global.pCount++这一步操作，CPU将执行权切换到生产者2号，这时Global.pCount的值还是 刚刚的0，没有加1，所以又会生产出一个0号商品，那消费者也同理，消费完还没加1，就被切换了执行权。
那就有个问题，如果我们将Global.pCount++这一步提前能不能解决问题呢，当然也是不行的，因为可能++完还没输出就被切换执行权，那下次 执行权回来时候就会继续执行输出操作，但此时的Global.pCount的值已经不知道加了多少了。
/*remove a process P from the waiting queue*/ wakeup(P); } }
信号量的应用
进程 PV操作
4
主要内容： 主要内容：
1. 进程 2. 同步与互斥 3. PV操作与典型问题 PV操作与典型问题
5
同步与互斥
1. 同步：多个相关进程在执行次序上的协调 同步： 如：单缓冲区 2. 互斥：在多道程序环境下，每次只允许一 互斥：在多道程序环境下， 个进程对临界资互斥
13
同步与互斥问题
1. 判断该问题是用于解决同步还是互斥？ 判断该问题是用于解决同步还是互斥？ 2. 哪些资源属于临界资源，如何设置信号量， 哪些资源属于临界资源，如何设置信号量， 如何设置初值？ 如何设置初值？ 3. 如何实现互斥或者同步？ 如何实现互斥或者同步？
14
典型问题： 典型问题：
1. 生产者-消费者 生产者2. 哲学家进餐 3. 读者-写者 读者4. 理发师 5. 吸烟者
12
PV操作实现同步与互斥 PV操作实现同步与互斥
2. 用P、V操作实现进程互斥 假设有i个临界资源供给多个进程共享， 假设有i个临界资源供给多个进程共享，对其实现 互斥使用的方法为： 互斥使用的方法为： 针对每一类临界资源设一个互斥信号量mutex， （1）针对每一类临界资源设一个互斥信号量mutex， 若某类临界资源有n 初值为n 若某类临界资源有n个，初值为n；如果只有一个 或者只能允许一个进程进入，则初值设为1. 或者只能允许一个进程进入，则初值设为1. （2）在每个进程中对涉及临界资源的临界区做如 下处理： 下处理： P(mutex); CS; V(mutex);
进程的同步与互斥
何志学
主要内容： 主要内容：
1. 进程 2. 同步与互斥 3. PV操作与典型问题 PV操作与典型问题
2
进程的基本概念
1. 为什么要引入进程？ 为什么要引入进程？ 2. 进程具有哪些基本特征？ 进程具有哪些基本特征？ 3. 进程有哪些基本状态？ 进程有哪些基本状态？ 4. PCB具有哪些作用，必须包含哪些内容？ PCB具有哪些作用 必须包含哪些内容？ 具有哪些作用，
主要内容： 主要内容：
1. 进程 2. 同步与互斥 3. PV操作与典型问题 PV操作与典型问题
5
同步与互斥
1. 同步：多个相关进程在执行次序上的协调 同步： 如：单缓冲区 2. 互斥：在多道程序环境下，每次只允许一 互斥：在多道程序环境下， 个进程对临界资互斥
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同步与互斥问题
1. 判断该问题是用于解决同步还是互斥？ 判断该问题是用于解决同步还是互斥？ 2. 哪些资源属于临界资源，如何设置信号量， 哪些资源属于临界资源，如何设置信号量， 如何设置初值？ 如何设置初值？ 3. 如何实现互斥或者同步？ 如何实现互斥或者同步？
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典型问题： 典型问题：
1. 生产者-消费者 生产者2. 哲学家进餐 3. 读者-写者 读者4. 理发师 5. 吸烟者
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PV操作实现同步与互斥 PV操作实现同步与互斥
2. 用P、V操作实现进程互斥 假设有i个临界资源供给多个进程共享， 假设有i个临界资源供给多个进程共享，对其实现 互斥使用的方法为： 互斥使用的方法为： 针对每一类临界资源设一个互斥信号量mutex， （1）针对每一类临界资源设一个互斥信号量mutex， 若某类临界资源有n 初值为n 若某类临界资源有n个，初值为n；如果只有一个 或者只能允许一个进程进入，则初值设为1. 或者只能允许一个进程进入，则初值设为1. （2）在每个进程中对涉及临界资源的临界区做如 下处理： 下处理： P(mutex); CS; V(mutex);
进程的同步与互斥
何志学
主要内容： 主要内容：
1. 进程 2. 同步与互斥 3. PV操作与典型问题 PV操作与典型问题
2
进程的基本概念
1. 为什么要引入进程？ 为什么要引入进程？ 2. 进程具有哪些基本特征？ 进程具有哪些基本特征？ 3. 进程有哪些基本状态？ 进程有哪些基本状态？ 4. PCB具有哪些作用，必须包含哪些内容？ PCB具有哪些作用 必须包含哪些内容？ 具有哪些作用，
操作系统pv操作
（经典理发师问题）
• 假设后街有家理发店，店里有一个理发师、一把理发椅和 n把等候理发的顾客椅子。 （1）.如果没有顾客则理发师便在理发椅上看报纸； （2）.当有一个顾客到达时，首先查看理发师在干什么， 如果在看报纸则告诉理发师理发，然后坐到理发椅上开始 理发；如果理发师正在理发，则查看是否有空的椅子可坐， 如果有，他就坐下等待，如果没有，则离开； （3）.理发师为一位顾客理完发后，查看是否有人等待， 如有则唤醒一位为其理发，如没有则在理发椅上看报纸； （4）.顾客不分优先级
142765
276514 3 427651 514276
6 51427
7 65142
有两个程序，A程序按顺序使用CPU l0s，使用设备甲5s， 使用CPU 5s，使用设备乙10 s，最后使用CPU l0s。B程序 按顺序使用设备甲10s，他用CPU 10s，使用设 备乙5s，使用CPU 5s，使用设备乙10s。在顺序环境下先 执行A程序再执行B程序，CPU的利用率是多少?
原理：规定奇数号的哲学家先拿起他左边的筷子,然后再去 拿他右边的筷子;而偶数号的哲学家则相反.按此规定,将是 1,2号哲学家竞争1号筷子,3,4号哲学家竞争3号筷子.即五个 哲学家都竞争奇数号筷子,获得后,再去竞争偶不到的 哲学家进入阻塞等待队列，根FIFO原则，则先申请的哲学家 会较先可以吃饭，因此不会出现饿死的哲学家。
end;
桌上有一个空的水果盘，盘中一次只能放一个水 果，服务员、男顾客和女顾客共用这个盘子。服 务员向盘中放草莓和香蕉，男顾客专等吃盘中的 草莓，女顾客专等吃盘中的香蕉。规定每次当盘 子空时只能放一个水果供顾客食用。请用信号量 机制实现服务员、男顾客和女顾客三个进程的同 步。
题解：盘子是三个人的公有信号量，设为mutex,初值为1， 服务员的私有信号量设为empty初值为1，男顾客的私有信 号量为ba，初值为0，女顾客的私有信号量为cm，初值为0。 waiter :begin L1: p(empty); p(mutex); 放香蕉或草 莓； v(mutex); 如果放香蕉 则v(ba); 否则v(cm); goto L1; end; Woman:begin L3: p(cm); p(mutex); 取草莓； v(mutex); v(empty); goto L2; end; Man:begin L2: p(ba); p(mutex); 取香蕉； v(mutex); v(empty); goto L2; end;
计算机操作系统PV操作
操作系统支持
进程管理
创建、终止、挂起和恢复进程，管理进程的内存空间和资源。
信号机制
用于进程间通信和进程控制，如发送信号、处理信号等。
文件系统
提供文件和目录的管理功能，支持文件的读写操作。
用户态和内核态的实现方式
用户态实现
内核态实现
用户程序通过系统调用接口进入 内核态，执行PV操作。系统调用 接口提供了一组系统调用函数， 如`semwait()`和`sempost()`。
操作系统内核负责实现PV操作的 具体逻辑。当用户程序调用系统 调用函数时，内核会处理请求并 执行相应的操作，如信号量的增 减、进程的阻塞和唤醒等。
上下文切换
在用户态和内核态之间切换时， 需要进行上下文切换。上下文切 换涉及到处理器状态的保存和恢 复，以及内存空间的切换。在PV 操作过程中，上下文切换可能会 频繁发生。
操作系统的主要功能包括资源管理、 系统监控、用户界面等，是计算机系 统中不可或缺的重要组成部分。
操作系统的功能
资源管理
操作系统负责分配和管理计算机 系统中的各种资源，如CPU、内 存、磁盘空间、网络等，确保系 统资源的合理利用和高效分配。
系统监控
操作系统负责监控系统的运行状 态，包括硬件和软件的运行情况 、系统性能等，以便及时发现和 解决问题。
03
如果此时存在等待该资源的进程，则其中一个会被 唤醒并执行相应的操作。
04
PV操作的实现
硬件支持
内存管理单元（MMU）
提供内存地址映射和转换功能，实现进程间的 地址空间隔离。
中断和异常机制
用于处理异步事件，如I/O操作完成或进程状态 变更。
处理器状态保存
在进程切换时保存和恢复处理器状态，包括寄存器值和执行模式。
计算机操作系统pv操作
• • • • • • •
写者： PROCESS Writerj begin P(S); write file F; V(S); end;
• 问题：对共享变量rs访问的程序段也是临界区。
课后练习
• 24有一阅览室，读者进入时必须先在一张登记表上进
行登记。该表为每一作为列出了一个表目，包括座 号，姓名。读者离开时要撤销登记信息。阅览室有 100个作为，试问： • (1)为描述读者的动作，应编写几个程序，应该设置 几个进程？进程和程序之间的对应关系如何？ • （2)试用P,V操作描述这些进程之间的同步算法。
• • • • • •
• • • • • • • • • • • •
PROCESS Pi begin L1: produce a product; P(SP); P(S1); B[k] := product; k := (k + 1) mod n; V(S1); V(SG); goto L1 end
例2：飞机航班有N个售票处，每个售票处通过 终端访问系统的公共数据区。
• 售票处1 • begin 售票处2 begin 从数据单元中取出现 有余票； 做减1操作； 把结果送回到数据单元 end;
•
• • •
从数据单元中取出现
有余票； 做减1操作； 把结果送回到数据单元
• end;
• • • • • • • • • •
PROCESS Cj begin L2: P(SG); P(S2); take a product from B[t]; t := (t + 1) mod n; V(S2); V(SP); consume; goto L1 end
生产者分别向 缓冲区送产品， 由S1控制互 斥访问。 消费者分别从 缓冲区中取出 产品，由S2 控制互斥访问
考研_计算机_操作系统_经典PV操作全集
(三) 扩展三 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 15
二 读者-写者问题扩展· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 16
(二) 扩展二 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 18
第三章 九阴真经之研究生题辑 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 20
十一真经之珍珑棋局问题 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 32
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目
录
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十二真经之公交车问题(哈尔滨工业大学2000)· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 32
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所采用信号量的初值不相同。 在情况(1)中，信号量的初值为1， 信号量值的变化范围是l，0，-1…-(n-1)。 在情况(2)中，信号量的初值为M， 信号量值的变化范围是M，m-1，m-2…(m-n)。
有一个售票厅只能容纳200人，当少于200人时，可 以进入；否则需在外等侯。 若将每一个购票者作为一个进程，请用P、v操作描 写其互斥关系。
令p［1：n］为1到n(n>1)的整数置换， 设i=1，2，3，4，5，6，7； p［i］=4，7，3，2，1，5，6；
描述p［i］的巡回置换算法。（巡回置换指k∈［1：n］ 时，k=p［...p［k］...］的置换。）
p［i］=4，7，3，2，1，5，6；
巡回置换算法的执行结果 Begin
local x, k; k1; while k<=7
P(s); 过桥；
V(s) end Coend end
两个并发进程的程序如下：
begin N；Integer; N:=3；
cobegin
PROCESS A
begin L1：N：＝N+5；
goto Ll end；
PROCESS B
bend ; coend； end；
cobegin PROCESS A begin L1: P(S); N:=N+5; V(S); goto L1 end;
PROCESS B
begin L2：P(S)；
print(N); N：＝0；
V(S);
goto L2 end； coend； end
南京大学2000年试题
桌子上有一只盘子，最多可容纳两个水果，每次只能放入 或取出一个水果。爸爸专向盘子中放苹果，妈妈专向盘子 中放橘子，两个儿子专等吃盘子中的橘子，两个女儿专等 吃盘子中的苹果。请用PV操作来实现爸爸、妈妈、儿子、 女儿之间的同步与互斥关系。
当出现情况(1)时，出现的打印值为18;当出现情况(2)时， 出现的打印值为18;当出现情况(3)时，出现的打印值为23。
为了使它们并发执行时不出现与时间有关的错误，我们采 用了PV操作进行管理，其管理 的程序如下：
begin s: semaphore; N:integer; N:=3; S:=1;
若PROCESS A先执行了 三个循环后，PROCESS A和PROCESS B 又并发 执行了一个循环，写出可
能出现的打印值。请用 PV操作进行管理，使它 们并发执行时不出现与时 间有关的错误。
[解答]若PR0CESS A先执行了三个循环后，N值变为 3+5+5+5＝18；这时PROCESS A和PROCESS B并发执行 了一个循环,这时可能出现的情况有以下几种： (1)print(N)；N：=0;N：＝N+5； (2)print(N)；N：＝N+5； N:=0； (3)N:=N十5；print(N); N:=0；
解：根据题意，A程序的运行时间为： 10+5+5+10+10＝40 s， 其中cpu的运行时间为：10+5+10=25s。 B程序的运行时间为：10+10+5+5十10=40s， 其中cpu的运行时间为；10+5＝15s。 cpu的利用率为：（15+25）/（40+40）=50%
设有n个进程共享一个程序段，对如下两种情况： （1)如果每次只允许一个进程进入该程序段； (2)如果每次最多允许m个进程(M＜＝n)同时进入该 程序段。 试问：所采用的信号量初值是否相同?信号量值的变 化范围如何?
题解：盘子是三个人的公有信号量，设为mutex,初值为1， 服务员的私有信号量设为empty初值为1，男顾客的私有信 号量为ba，初值为0，女顾客的私有信号量为cm，初值为0。
waiter :begin
L1: p(empty);
p(mutex); 放香蕉或草 莓；
v(mutex); 如果放香蕉 则v(ba); 否则v(cm); goto L1;
设公有信号量mutex=200 购票者进程：
cobegin
p(mutex) 进入购票厅； 购票；
v(mutex)
coend
习题 1.一条小河上有一座独木桥，规定每次只允许一人过桥。如 果把每个过桥这看作一个进程，为保证安全，请用PV操作 实现正确管理。
begin s:semaphore; s：=1; cobegin begin
end;
Woman:begin L3: p(cm);
p(mutex); 取草莓；
v(mutex); v(empty); goto L2; end;
Parbegin Father:begin L1: p(empty);
p(mutex); 放苹果； v(mutex); v(apple); goto l1; end;
Mather:begin L2:p(empty)；
p(mutex); 放橘子； v(mutex); v(orange); goto l2; end;
Daughter:begin L3:p(apple);
p(mutex); 取苹果； v(mutex); v(empty); goto l3; end;
L4:p(orange); p(mutex); 取橘子； v(mutex); v(empty); Goto l4; end;
桌上有一个空的水果盘，盘中一次只能放一个水 果，服务员、男顾客和女顾客共用这个盘子。服 务员向盘中放草莓和香蕉，男顾客专等吃盘中的 草莓，女顾客专等吃盘中的香蕉。规定每次当盘 子空时只能放一个水果供顾客食用。请用信号量 机制实现服务员、男顾客和女顾客三个进程的同 步。
do xk; repeat print(x); x p[x]; until x=k; kk+1;
od End
142765 276514 3 427651 514276 6 51427 7 65142
有两个程序，A程序按顺序使用CPU l0s，使用设备甲5s， 使用CPU 5s，使用设备乙10 s，最后使用CPU l0s。B程序 按顺序使用设备甲10s，他用CPU 10s，使用设 备乙5s，使用CPU 5s，使用设备乙10s。在顺序环境下先 执行A程序再执行B程序，CPU的利用率是多少?
有一个售票厅只能容纳200人，当少于200人时，可 以进入；否则需在外等侯。 若将每一个购票者作为一个进程，请用P、v操作描 写其互斥关系。
令p［1：n］为1到n(n>1)的整数置换， 设i=1，2，3，4，5，6，7； p［i］=4，7，3，2，1，5，6；
描述p［i］的巡回置换算法。（巡回置换指k∈［1：n］ 时，k=p［...p［k］...］的置换。）
p［i］=4，7，3，2，1，5，6；
巡回置换算法的执行结果 Begin
local x, k; k1; while k<=7
P(s); 过桥；
V(s) end Coend end
两个并发进程的程序如下：
begin N；Integer; N:=3；
cobegin
PROCESS A
begin L1：N：＝N+5；
goto Ll end；
PROCESS B
bend ; coend； end；
cobegin PROCESS A begin L1: P(S); N:=N+5; V(S); goto L1 end;
PROCESS B
begin L2：P(S)；
print(N); N：＝0；
V(S);
goto L2 end； coend； end
南京大学2000年试题
桌子上有一只盘子，最多可容纳两个水果，每次只能放入 或取出一个水果。爸爸专向盘子中放苹果，妈妈专向盘子 中放橘子，两个儿子专等吃盘子中的橘子，两个女儿专等 吃盘子中的苹果。请用PV操作来实现爸爸、妈妈、儿子、 女儿之间的同步与互斥关系。
当出现情况(1)时，出现的打印值为18;当出现情况(2)时， 出现的打印值为18;当出现情况(3)时，出现的打印值为23。
为了使它们并发执行时不出现与时间有关的错误，我们采 用了PV操作进行管理，其管理 的程序如下：
begin s: semaphore; N:integer; N:=3; S:=1;
若PROCESS A先执行了 三个循环后，PROCESS A和PROCESS B 又并发 执行了一个循环，写出可
能出现的打印值。请用 PV操作进行管理，使它 们并发执行时不出现与时 间有关的错误。
[解答]若PR0CESS A先执行了三个循环后，N值变为 3+5+5+5＝18；这时PROCESS A和PROCESS B并发执行 了一个循环,这时可能出现的情况有以下几种： (1)print(N)；N：=0;N：＝N+5； (2)print(N)；N：＝N+5； N:=0； (3)N:=N十5；print(N); N:=0；
解：根据题意，A程序的运行时间为： 10+5+5+10+10＝40 s， 其中cpu的运行时间为：10+5+10=25s。 B程序的运行时间为：10+10+5+5十10=40s， 其中cpu的运行时间为；10+5＝15s。 cpu的利用率为：（15+25）/（40+40）=50%
设有n个进程共享一个程序段，对如下两种情况： （1)如果每次只允许一个进程进入该程序段； (2)如果每次最多允许m个进程(M＜＝n)同时进入该 程序段。 试问：所采用的信号量初值是否相同?信号量值的变 化范围如何?
题解：盘子是三个人的公有信号量，设为mutex,初值为1， 服务员的私有信号量设为empty初值为1，男顾客的私有信 号量为ba，初值为0，女顾客的私有信号量为cm，初值为0。
waiter :begin
L1: p(empty);
p(mutex); 放香蕉或草 莓；
v(mutex); 如果放香蕉 则v(ba); 否则v(cm); goto L1;
设公有信号量mutex=200 购票者进程：
cobegin
p(mutex) 进入购票厅； 购票；
v(mutex)
coend
习题 1.一条小河上有一座独木桥，规定每次只允许一人过桥。如 果把每个过桥这看作一个进程，为保证安全，请用PV操作 实现正确管理。
begin s:semaphore; s：=1; cobegin begin
end;
Woman:begin L3: p(cm);
p(mutex); 取草莓；
v(mutex); v(empty); goto L2; end;
Parbegin Father:begin L1: p(empty);
p(mutex); 放苹果； v(mutex); v(apple); goto l1; end;
Mather:begin L2:p(empty)；
p(mutex); 放橘子； v(mutex); v(orange); goto l2; end;
Daughter:begin L3:p(apple);
p(mutex); 取苹果； v(mutex); v(empty); goto l3; end;
L4:p(orange); p(mutex); 取橘子； v(mutex); v(empty); Goto l4; end;
桌上有一个空的水果盘，盘中一次只能放一个水 果，服务员、男顾客和女顾客共用这个盘子。服 务员向盘中放草莓和香蕉，男顾客专等吃盘中的 草莓，女顾客专等吃盘中的香蕉。规定每次当盘 子空时只能放一个水果供顾客食用。请用信号量 机制实现服务员、男顾客和女顾客三个进程的同 步。
do xk; repeat print(x); x p[x]; until x=k; kk+1;
od End
142765 276514 3 427651 514276 6 51427 7 65142
有两个程序，A程序按顺序使用CPU l0s，使用设备甲5s， 使用CPU 5s，使用设备乙10 s，最后使用CPU l0s。B程序 按顺序使用设备甲10s，他用CPU 10s，使用设 备乙5s，使用CPU 5s，使用设备乙10s。在顺序环境下先 执行A程序再执行B程序，CPU的利用率是多少?