操作系统习题答案第(3)

定每个进程每次拣一子;当一个进程在拣时,不允许另一个进程去拣;当一个进程拣了一子时,必须让另一个进程去拣.试写出两进程P1 和P2 能并发正确执行的程序。

答1 :实质上是两个进程的同步问题,设信号量s1 和s2 分别表示可拣白子和黑子,不失一般性,若令先拣白子。 var S1 , S2 : semaphore; S1 : = l; S2 :=0; cobegin {

process P1 begin repeat P( S1 ) ; 拣白子 V ( S2 ) ; until false ; end

process P2 begin repeat P ( S2 ) ; 拣黑子

V (S1 ) ;

until false ; end }

coend .

答2 :

TYPE pickup-chess = MONITOR VAR flag : boolean ;

S-black , s-white : codition ; DEFINE pickup-black , pickup-white ; USE wait,signal , check , release ; procedure pickup-black ; begin

check(IM ) ;

if flag then wait(s-black,IM ) ; flag : =true;

pickup a black; signal(S-white,IM);

release ( IM ) ; end

procedure pickup-white ; begin

check ( IM ) ;

if not flag then wait(S-white,IM ); flag :=false ; pickup a white ;

signal ( S-black,IM ) ; release ( IM ) ; end

begin

flag:=true ; end

main ( ) { cobegin

process -B ( ) ; process -W ( ) ; coend }

process-B ( ) begin

pickup-chess.pickup-black ( ) ; other ; end

process-W ( ) begin

pickup-chess.pickup-white( ) ; other ; end

6 管程的同步机制使用条件变量和wait 及signal ,尝试为管程设计一种仅仅使用一个原语操作的同步机制。

答:可以采用形如waituntil <条件表达式>的同步原语。如waituntil ( numbersum + number < K ) 表示进程由于条件不满足而应等待,当进程号累加和小于K 时,系统应唤醒该进程工作.

7 设公共汽车上,司机和售票员的活动分别如下: 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。

答: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。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0 )。用P 、v 原语描述如下:

var S1 , S2 : semaphore ; S1=0;S2=0; cobegin {

driver ( ) ; busman ( ) ; } coend

driver ( ) begin

while ( 1 ) { P ( S1 )

启动车辆;正常行车;到站停车; V ( S2 ) ; } end

busman ( ) begin

while ( 1 ) { 关车门; V ( 51 ) 售票;

P ( S2 ) 开车门; 上下乘客; } end

8、一个快餐厅有4 类职员:( l )领班:接受顾客点菜;( 2 )厨师:准备顾客的饭菜;( 3 ) 包工:将做好的饭菜打包;( 4 )出纳员:收款并提交食品。每个职员可被看作一个进程,试用一种同步机制写出能让四类职员正确并发运行的程序。

答:典型的进程同步问题,可设四个信号量51 、S2 、S3 和S4 来协调进程工作。

var S1 , S2 ,S3 , S4 : semaphore ; S1 : = 1 ;S2 :=S3 : = S4 : = 0 ; cobegin { process P1 begin repeat

有顾客到来; P ( S1 ); 接受顾客点菜; V ( 52 );

untile false; end

process P2 begin repeat P (S2 ) ;

准备顾客的饭菜; v ( S3 ) ; untile false ; end process P3 begin repeat

P (S3 ) ;

将做好的饭菜打包; V ( S4 ) ; untile false ; end

process P4 begin repeat P( 54 ) ;

收款并提交食品;V ( 51 ) ; ufltile false ; end }

coend .

9、在信号量S上作P 、v 操作时,S的值发生变化,当S> 0、S=0、S< 0 时,它们的的物理意义是什么?

答:S 的值表示它代表的物理资源的使用状态:S > 0 表示还有共享资源可供使用。S 阅表示共享资源正被进程使用但没有进程等待使用资源。S < 0 表示资源已被分配完,还有进程等待使用资源。

10 ( 1 )两个并发进程并发执行,其中,A 、B 、C 、D 、E 是原语,试给出可能的并发执行路径。

Process P Process Q begin begin A ; D ; B ; E ; C ; end : end ;

( 2 )两个并发进程P1 和P2 并发执行,它们的程序分别如下: P 1 P2 repeat repeat k:=k×2 ; print k ; k:=k+1 ; k:=0 ;

until false ; until false ;

若令k 的初值为5 ,让P1 先执行两个循环,然后,P1 和P2 又并发执行了一个循环,写出可能的打印值,指出与时间有关的错误。 答:

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