操作系统分章习题(4)

第二章进程管理

END PB：BEGIN

L2：P（full1）；

P（mutex1）； get from buffer 1； V（avail1）； V（mutex1）；

P（avail2）； P（mutex2）； put to buffer 2； V（full2）； V（mutex2）； goto L2 ； END PC：BEGIN

L3：P（full2）；

P（mutex2）； get from buffer 2； V（avail2）； V（mutex2）； print RECORD goto L3 ； END PAREND END

3. 有三个进程，Reader进程读入数据number1，将其放入缓冲器B1，Executor进程将B1中数据取出，处

理成数据number2，将其放入缓冲器B2，Printer进程将number2数据取出打印，假设B1和B2只能存放一个数据，用P、V操作管理这三个进程的执行。 解：解：采用P、V操作的同步算法如下：

BEGIN

semaphore empty1, full1, empty2, full2 ; empty1.vale = empty2.value = 1 ; ful2.value = full2.value = 0 ; PARBEGIN Reader：BEGIN

L1：read number1 ;

P(empty1) ; B1=number1 ; V(full1) ; goto L1； END

Executor：BEGIN

L2：P(full1) ;

take number1 from B1 ;

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第二章进程管理

V(empty1) ;

Process number1-->number2 ; P(empty2) ; B2=number2 ; V(full2) ; goto L2； END

Printer：BEGIN

L3：P（full2）；

take number2 from B2 ; V(empty2) ; Print(number2) ; goto L3； END

COEND END

4. 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。(注：本题与第3题是同一个题，与第5题类似) 解：参考程序如下： begin

SR, SM1, SM2, SP: semaphore; B1, B2 : record;

SR:=1; SM1:=0; SM2=1; SP:=0; cobegin

process read X : recoed; begin

R: X:=从输入设备上读入的一个记录; P(SR); B1:=X; V(SM1); goto R; end;

process move Y : record; begin

M: P(SM1); Y :=B1;

V(SR); 加工Y中的记录; P(SM2); B2 := Y;

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第二章进程管理

V(SP); goto M; end; process print Z : record; begin P: P(SP);

Z := B2; V(SM2); 打印Z中的记录; goto P; end; coend; end;

5. 今有3个并发进程R、M、P，它们共享一个缓冲器B。进程R负责从输入设备读入信息，每读一个记

录后把它存放在缓冲器B中。进程M在缓冲器B中加工进程R存入的记录。进程P把加工后的记录打印出来。缓冲器B中每次只能存放一个记录，当记录被加工输出后，缓冲器B中又可以存放一个新的记录。为协调它们的工作，采用PV操作进行管理。 解：semaphore SR,SM,SP;

SR=1; SM=0; SP=0; parbegin Process R {

while (1) {

从输入设备读入信息X; P(SR); //看看缓冲区B是否是空的 B=X; //信息存入缓冲区B V(SM); //通知M，缓冲区B中已有记录 } }

Process M {

while (1) {

P(SM); //测试R是否已在B中存放信息 在缓冲器B中加工进程R存入的记录; V(SP); //通知P缓冲区B中的信息已可打印 } }

Process P {

while (1) {

P(SP); //测试M是否已将信息加工好 从B中取M加工后的信息Y;

V(SR); //通知R，缓冲区B已可房信息 Print(Y); //打印信息Y

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第二章进程管理

} }

parend

6. 若一只盘子一次只能放一个水果，A只往盘中放苹果，B只往盘中放梨子，C只从盘中取苹果，D只

从盘中取梨子。试用：(1) 信号量和P、V操作；(2) 管程，写出同步算法。 解：(1) 采用P、V操作的同步算法如下：

semaphore SAB=1; //A、B的资源信号量，同时又是它们的互斥信号量 semaphore SC=0; //C的资源信号量(用于与A同步) semaphore SD=0; //D的资源信号量(用于与B同步) begin

parbegin

process A: //进程A的算法描述 {

while(true) { 取一个苹果；

wait(SAB); //测试盘子是否为空 将一苹果放入盘中；

signal(SC) //通知C盘中已有苹果(可能唤醒C) } }

process C: {

while(true) {

wait(SC); //测试盘子是否有苹果 从盘中取出苹果;

signal(SAB); //通知A(或B)盘子一空(可能唤醒A或B) 消费该苹果; } }

process B: //进程B的算法描述 {

while(true) { 取一个梨子；

wait(SAB); //测试盘子是否为空 将一梨子放入盘中；

signal(SD) //通知D盘中已有梨子(可能唤醒D) } }

process D: {

while(true) {

wait(SD); //测试盘子是否有梨子 从盘中取出梨子;

signal(SAB); //通知A(或B)盘子一空(可能唤醒A或B) 消费该梨子;

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第二章进程管理

}

}

parend end

(2) 采用管程的同步算法如下：

首先定义管程MPC，该管程可描述如下： type MPC=monitor

var flag: integer; //flag=0:盘中无水果；=1盘中有苹果；=2盘中有梨子 empty: condition; //用于A或B等待空盘子

W: array[1..2] of condition //W[1]用于等待苹果，W[2]用于等待梨子 procedure entry put(integer k) begin

if flag>0 then empty.wait; //生产者A或B进程阻塞 flag=k;

放一k号水果入盘中; //设1号水果为苹果，2号水果为梨子 if W[k].queue then full.signal; //若有等待k号水果者，则唤醒之

end

procedure entry get(integer k) begin

if flag<>k then W[k].wait; //消费者C或D进程阻塞 从盘中取k号水果; flag := 0;

if empty.queue then empty.signal; //若等待队列非空，则唤醒队首的一个生产者进程 end begin

flag :=0; //初始化内部数据 end

A、B、C、D四个进程的同步算法可描述如下： parbegin Process A begin

任取一个苹果; MPC.put(1); end

Process B begin

任取一个梨子; MPC.put(2); end

Process C begin

MPC.get(1); 吃苹果; end

Process D

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