操作系统PV操作习题
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
操作系统PV操作一百题
seller smoker paper 3 match 1 tobacco 2
mutex seller The P,V code Using Pascal vars , S1 ,S2 , S3 ; semaphore ; S:=1 ; S1:=S2:=S3:=0 ; fiag1 , flag2 , fiag3 : Boolean ; fiag1:=flag2:=flag3:=true; cobegin process begin repeat P(S) ; flagi //nago1 nage2 nage3 if flag2 & flag3 then V(S1) ; // else if flag1 & fiag3 then V(S2); // else V(S3) ; // until false ;
AND Swait(empty 2 -(Readers-Writers Problem) Reader (Writer) mutex) Ssignal(full mutex)
1 2 3 Semaphore P V Reader Read Writer P() V() Write
The P,V code Using Pascal rwmutex rmutex readcount var rwmutex, rmutex int readcount = 0; cobegin procedure reader_i begin // i=1,2,?. P(rmutex); Readcount + +; if (readcount = = 1) P(rwmutex); V(rmutex); P(rmutex); Readcount - -; if (readcount = = 0) V(rwmutex); V(rmutex); end procedure Writer_j begin // j = 1,2,?. P(rwmutex); V(rwmutex); end coend The P,V code Using Pascal 1 2 3 rwmutex rmutex var rwmutex, rmutex / 10 semaphore := 1, 10 10 semaphore := 1, 1 /
操作系统 PV操作习题答案
4有三个并发进程，R负责从输入设备读入信息并传送给M，M将信息加工并传送给P，P将打印输出，写出下列条件下的并发程序：单缓冲区，缓冲区信号量初值mutex1=1; mutex2=1;buffeR-M // R 和M之间的bufbufferM_P // M 和P之间的buf另外R 自己的缓存区data_buf1,另外M 自己的缓存区data_buf2,另外P 自己的缓存区data_buf3,Procedure R：beginwhile true dodata_buf1 = 读入数据P(mutex1);buffeR-M = data_buf1;V(mutex1);endend;Procedure M:beginwhile true doP(mutex2);P(mutex1);Data_buf2 = bufferR_M;处理Data_buf2；BufferM_P = data_buf2V(mutex1);V(mutex2);endend;Procedure P:beginwhile true doP(mutex2);Data_buf3:= BufferM_P;V(mutex2);V(empty);打印输出数据endend;双缓冲区，缓冲区信号量初值mutex1=1; mutex2=1; Empty1 = 2, full1 = 0; empty2=2, full2=0; buffeR-M[2] // R 和M之间的buf，有两个bufferM_P[2] // M 和P之间的buf 有两个另外R 自己有缓存区data_buf1,另外M 自己有缓存区data_buf2,另外P 自己有缓存区data_buf3,var：i,j,k,nProcedure R：beginwhile true dodata_buf1 = 读入数据P(empty1)P(mutex1);buffeR-M[i] = data_buf1;i=(i+1)mod 2;V(mutex1);V(full1)endend;Procedure M:beginwhile true doP(full1);P(mutex1);Data_buf2 = bufferR_M[j];j=(j+1) mod 2V(mutex1);P(empty1);处理Data_buf2；P(empty2);P(mutex2)BufferM_P[k] = data_buf2;k=(k+1) mod 2V(mutex2);V(full2);endend;Procedure P:beginwhile true doP(full2);P(mutex2);Data_buf3:= BufferM_P[n];n=(n+1) mod 2V(mutex2);V(empty2);打印输出数据endend;设有三个进程A、B、C，其中A与B构成一对生产者与消费者（A为生产者，B为消费者），共享一个由n个缓冲块组成的缓冲池；B与C也构成一对生产者与消费者（此时B为生产者，C为消费者），共享另一个由m个缓冲块组成的缓冲池。
操作系统PV深度剖析PV操作的例题
操作系统PV深度剖析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。
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 信号量机制P、V操作习题全解
Get
Copy
Put
A
B
卡片机
buffer1
C
D
buffer2
打印机
• 2. 互斥信号量 s1=1, s2=1; • (因为只有一个get、copy和put进程，故可不定
义互斥信号量） • 同步信号量4个： • full1=0, empty1=1; 为一对 • full2=0, empty2=1; 为一对
• 两个同步关系： • 有顾客营业员才叫号s1=0 • 营业员先叫号，顾客才能被服务service
＝0
• Process 顾客 i：
• { P (empty);
• P(mutex);
• 从取号机获取一个号码；
• V(mutex);
• V(s1);
• P(service); //等待叫号;
• V (empty); • 获得服务； •}
Agent() int rr, rr1=4; while (1) { do
rr = random (3); while (rr == rr1);
rr1=rr; wait (done); if (rr == 0) {
put paper and tobacco; signal (PaperTobacco ); } else if (rr == 1) {
put match and tobacco; signal (MatchTabacco);
}
else { put paper and match; signal (PaperMatch);
} Smaker1 () /* has match */ while(1) { wait (PaperTobacco);
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。
操作系统PV操作习题
操作系统PV操作习题1. 问题描述在并发编程中，进程间的同步与互斥是非常重要的。
信号量机制（Semaphore）提供了一种有效地实现这些目标的方法。
本文档将介绍关于PV操作（P和V操作）相关概念，并给出一些习题以帮助读者更好地理解。
2. PV 操作简介2.1 P 操作：- 等待一个资源可用。
- 如果该资源不可用，则阻塞当前进程直到它变为可用状态。
- 当前进程获得该资源后，可以执行相应任务。
2.2 V 操作：- 发布或释放一个已经被占有的资源。
- 唤醒等待此资源而处于阻塞状态下的其他进程。
3. PV 示例及其分析假设我们有两个线程 A 和 B 需要访问共享数据 X：```// 共享数据 X 的初始值为 0int X = 0;Thread A:while (true) {// 进行 P(X) 操作来获取对共享数据X进行修改/使用权限 P(X);// 执行需要对共享数据X进行修改/使用处理// 完成后通过 V(X) 来释放控制权,使其他线城能够访问到公众区域.V(x);}Thread B:while (true) {// 进行 P(X) 操作来获取对共享数据X进行修改/使用权限 P(x);// 执行需要对共享数据X进行修改/使用处理V(x); 通过V操作释放控制权,使其他线程能够访问到公众区域.}```4. PV 操作习题问题1：假设在上述示例中，A 线程执行完一次循环后被 B 线程抢占了 CPU。
那么当 A 再次获得CPU时会发生什么？解答：- 当 A 获得 CPU 后，它将继续从之前的状态恢复运行。
- 因为 X 的值已经是非零（由于 B 已经完成过一轮），所以 A 不会阻塞并可以直接进入临界区。
问题2：如果我们不用信号量机制而只依赖互斥锁实现同步和互斥性质，在这个场景下可能出现哪些问题？请详细说明。
解答：- 如果只依赖互斥锁，则无法保证资源可用性检查与等待期间的原子性。
- 在某个线城判断资源是否可用，并尚未加锁时，另一个线城也同时判断该资源是否可用；- 结果两者都认为该资源是空闲的，并试图去申请锁；- 这样就会导致两个线程同时进入临界区，造成数据竞争和不一致性。
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操作系统PV操作习题
操作系统PV操作习题
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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。