操作系统 作业答案.doc

第九题 设有两个生产者进程A、B和一个销售者进程C，他们共享一个无限大的仓库，生产者每次循环生产一个产品，然后入库供销售；销售者每次循环从仓库中取出一个产品进行销售。如果不允许同时入库，也不允许边入库边出库；而且要求生产和消费A产品和B产品的件数都满足以下关系：-nA的件数B的件数m，其中n、m是正整数。分析：生产者A、B和消费者之间不能同时将产品入库和出库，故仓库是一个临界资源。生产的A、B产品必须满足：-nA的件数B的件数m，如练习5中，同样的方法管理，分别使用了信号量SAB和SBA；仓库的管理只要求出入库互斥，由于仓库无限大入库只需操作互斥就可以完成，出库要考虑有无产品，SA对应于仓库中的A产品量，SB对应于仓库中的B产品量；销售要满足：-nA的件数B的件数m，用difference表示A的件数B的件数，即difference= A的件数B的件数;difference=-n的时候，不能取产品B，只能取A；difference=m的时候，不能取产品A，只能取B；-ndifferencem，即可以取产品A也可以取产品B；答：为了互斥地入库和出库，需为仓库设置一初值为1的互斥信号量mutex；为了使生产的产品件数满足-nA的件数B的件数m，须设置两个同步的信号量，其中SAB表示当前允许A生产的产品数量，其初值为m，SBA表示当前允许B生产的产品数量，其初值为n；另外，还需设置一个整数difference表示所销售的A、B产品数量之差，而为了同步生产者和销售者并使销售的A、B产品的件数-nA的件数B的件数m，还需要设置三个资源信号量，其中S对应于仓库中的总的产品量，SA对应于仓库中的A产品量，SB对应于仓库中的B产品量，它们的初值都为0.Semaphore SAB=m,SBA=n,S=0,SA=0,SB=0,mutex=1;process A( ) while(1)/生产产品，-nA的件数B的件数m，方法同第4题wait(SAB);Produce a product A;signal(SBA);/入库操作，满足出入库操作互斥即可wait(mutex);add the product A to the storehouse;signal(mutex);signal(SA); /入库产品A一件，所以给SA增值signal(S); /入库产品一件，所以给S增值，S是仓库中全部产品的数量 process B( ) while(1)/生产产品，-nA的件数B的件数m，方法同第4题wait(SBA);Produce a product B;signal(SAB);/入库操作，满足出入库操作互斥即可wait(mutex);add the product A to the storehouse;signal(mutex);signal(SB); /入库产品A一件，所以给SA增值signal(S); /入库产品一件，所以给S增值，S是仓库中全部产品的数量 process C( ) while(1) wait(S); /首先检查有无产品，无产品阻塞，有产品，下面操作将会取走一件产品，所以S减1 if(difference=-n) wait(SA); / difference=m) wait(SB); / difference=m时只能取B产品一件，无B产品则需阻塞 /出库操作，满足出入库操作互斥wait(mutex); take a product B from storehouse; signal(mutex); difference-; /取B产品一件，difference- else /-ndifferencem，即可以取产品A也可以取产品B，随意取一件产品出来，之后再根据取得产品是A还是B进行处理 /出库操作，满足出入库操作互斥wait(mutex); take a product A 或B from storehouse; signal(mutex); if（product_type=A） /取的是产品A，则信号量SA减1，这里不可能发生没有A产品，进程C需要阻塞的情况wait(SA); difference+;/取A产品一件，difference+ else /取的是产品B，则信号量SB减1，这里不可能发生没有B产品，进程C需要阻塞的情况wait(SB); difference-;/取B产品一件，difference- Sell the product; main()cobeginA();B();C();例题20解答本题是一个有限缓冲区的生产者消费者问题，关键是找到缓冲区资源，以及谁是生产者、谁是消费者。本题中烟草、纸和火柴应该看作是产品，桌子是缓冲区。问题是有几种产品。烟草、纸和火柴三种原料又不能简单地看成是三种产品，因为它们并不是以单独的形式被三个吸烟者进程所竞争的，而是以固定的组合被三个进程所申请的。因此可以考虑：设置三个信号量r、s和t，分别代表三种原料组合，即r表示烟草和纸，s表示纸和火柴，t表示烟草和火柴，初值均为0；桌面上一次只能放一种组合，可以看作是放一个产品的缓冲区，设置信号量empty初值为1，控制经销商往桌子上放原料；对于三个吸烟者的申请动作也要加以判断，用三个变量smoker1、smoker2、smoker3，初值为false，当为true时，表示申请资源，得到资源后置为false。四个进程循环往复，并发执行。经销商进程：吸烟者1进程：吸烟者2进程：吸烟者3进程：第一题44. a、b两点之间是一段东西向的单行车道，现要设计一个自动管理系统，管理规则如下：当a、b之间有车辆在行驶时同方向的车可以同时驶入ab段，但另一方向的车必须在ab段外等待；当ab之间无车辆在行驶时，到达a点(或b点)的车辆可以进入ab段，但不能从a点和b点同时驶入；当某方向在ab段驶出了ab段且暂无车辆进入ab段时，应让另一方向等待的车辆进入ab段行驶。现定义两个计数器CountE和CountW分别记录东行和西行车辆进程数。用PV操作进行管理时的三个信号量为S、SE、SW，程序结构如下：begin S, SE, SW: semaphore; CountE, CountW: Integer; CountE := _(1)_0_; CountW := _(2)_0_; S := _(3)_1_; SE := _(4)_1_; SW := _(5)1_; cobegin5 Process EASTi (i=1, 2, 3, ) begin _(6)_P（SE）_; if CountE = 0 then_(7)P（S）_; CountE := CountE+1; _(8)_V（SE）_; pass(ab); _(9)_P（SE）_; CountE := CountE-1; if CountE = 0 then _(10)_V（S）_; _(11)_V（SE）_; end; Process WESTj(j=1, 2, 3, ) Begin _(12)_P（SW）_; if CountW = 0 then _(13)_P（S）_; CountW := CountW+1; _(14)_V（SW）_; pass(ba); _(15)_P(SW)_; CountW := CountW-1; if CountW = 0 then _(16)_V(S)_; _(17)_V(SW)_; end; coend;end;44. (1) 0 (2) 0 (3) 1 (4) 1 (5) 1 (6) P(SE) (7) P(S) (8) V(SE) (9) P(SE) (10) V(S)(11) V(SE) (12) P(SW) (13) P(S) (14) V(SW) (15) P(SW) (16) V(S) (17) V(SW)3、如果有三个进程R、W1、W2共享一个缓冲器B，而B中每次只能存放一个数。当缓冲器中无数时，进程R可以将从输入设备上读入的数存放到缓冲器中。若存放到缓冲器中的是奇数，则允许进程W1将其取出打印；若存放到缓冲器中的是偶数，则允许进程W2将其取出打印。同时规定：进程R必须等缓冲区中的数被取出打印后才能再存放一个数；进程W1或W2对每次存入缓冲器的数只能打印一次；W1和W2都不能从空缓冲中取数。写出这三个并发进程能正确工作的程序。答：S为互斥信号量，用来对缓冲器的互斥使用；SO和SE为资源信号量，SO表示是否允许进程W1打印；SE表示是否允许进程W2打印。semaphore S=1,SO=SE=0;buffer B;process R（） int x;while(1)从输入设备上读一个数;x=接收的数;wait(S);B=x;if B=奇数 then signal(SO);else signal(SE); process W1() int y;while(1) wait(SO);y=B;signal(S);打印y中数; process W2() int z;while(1) wait(SE);z=B;signal(S);打印z中数 ;main()cobegin R(); W1(); W2();