操10、11_第三章_进程管理

1、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customers：用于记录等候的顾客的数量，初值0barbers：用于记录空闲理发师

2、的数量，初值1mutex：用于进程之间的互斥，初值1waiting：也是用于记录等候的顾客的数量，初值0理发师:p(customers);p(mutex);waiting-;v(mutex);理发;v(barbers);顾客:p(mutex);if(waiting<n)waiting+;v(customers);v(mutex);p(barbers);接受理发服务;elsev(mutex);1 桌上有一个空盘，允许存放一只水果。父亲可向盘中放苹果，也可向盘中放桔子。儿子专等吃盘中的桔子，女儿专等吃盘中的苹果。规定当盘空时一次只能放一只水果供子女取用。请用P、V原语实现父亲、儿子、女儿三个

3、并发进程的同步。信号量S表示盘子是否为空，初值为1；信号量orange表示盘中是否有桔子，初值为0；信号量apple表示盘中是否有苹果，初值为0。Int S=1;Int orange=0;Int apple=0;Main()cobeginfather();son();daughter();coendfather()while(true)p(s);将水果放入盘中；if (放入的是桔子) v(orange);elsev(apple)son()while(true)p(orange);从盘中取出桔子；v(s);吃桔子；daughter()while(true)p(apple);从盘中取出苹果;v(s

4、);吃苹果;2.（读者、写者）多个进程共享一个文件，其中只读文件的称为读者，只写文件的称为写者。读者可以同时读，但写者只能独立写。用P、V操作写出其同步算法。读互斥信号量：rmutex，用于使读者互斥的访问共享变量count，初值为1写互斥信号量：wmutex，用于实现写者与读者的互斥及写者与写者的互斥，初值为1共享变量：count，记录当前正在读文件的读者数目，初值为0A.读者优先：Reader()p(rmutex);if (count= =0) p(wmutex);count+;v(rmutex);读文件；p(rmutex);count - -;if (count= =0) v(wmute

5、x);v(rmutex);writer()p(wmutex);写文件；v(wmutex);B.写者优先信号量s：在写进程到达后封锁后续的读者，初值为1Reader()p(s);p(rmutex);if (count=0) p(wmutex);count+;v(rmutex);v(s);读文件；p(rmutex);count - - ;If (count=0) v(wmutex);V(rmutex);writer()p(s);p(wmutex);写文件；v(wmutex);v(s);3.有一共享文件F可供A、B两组进程共享，同组的进程可以同时读文件F， 但不同组的进程不能同时读文件F而只能互斥地

6、读文件F。s:=1 s1:=1s2:=1 sr:=1 保护计数器ra:=0 A组计数器rb:=0 B组计数器 reader A P(s1); ra:=ra+1; if ra=1 then P(s); V(s1); read file F; P(s1); ra:=ra-1; if ra=0 then V(s); V(s1);   

7、 reader B P(s2); rb:=rb+1; if rb=1 then P(s); V(s2); read file F; P(s2); rb:=rb-1; if rb=0 then V(s); V(s2); 如果仅用一个sr来控制A组进程和B组进程之间的互斥会形成死锁的：假设已经有3个A组的人在读F文件，此时ra=3;就在这时，有一个B组的读进程来访问文件F此时rb=1;然后p(s)将S-1后S等

8、于-1；进入等待队列，而这时无法恢复sr从而使保持在-1的状态，而若这时又有一个A组的进程要进入F文件读，因为sr=-1所以导致A组的进程也进不去了。而按照题义此时A组的进程是可以进的解决方法是分别假设信号量S1和S2 从而即使在A组读时S2被修改了也不会影响A进程的读操作。从而S1，S2分别控制自己进程内的临界操作,而S实现了A组和B组之间的互斥4. 三个进程PA、PB和PC合作解决文件打印问题：PA将文件记录从磁盘读入主存得缓冲区1，每执行一次读一个记录；PB将缓冲区1的内容复制到缓冲区2，每执行一次复制一个记录；PC将缓冲区2的内容打印出来，每执行一次打印一个记录。缓冲区的大小

9、等于一个记录大小。请用P、V操作来保证文件的正确打印。empty1、empty2表示缓冲区1，2是否为空，初值为1full1，full2表示缓冲区1，2是否有记录，初值为0PA：从磁盘读一个记录P（empty1）将记录存入缓冲区1V（full1）PB：P（full1）从缓冲区1中取出记录V（empty1）P（empty2）将记录存入缓冲区2V（full2）PC：P（full2）从缓冲区2中取出记录V（empty2）打印记录5.阅览室共有200个座位，读者进入时必须先在一张登记表上登记，该登记表为每一座位列一表目，包括座号和读者姓名等，读者离开时要销掉登记的信息。试用PV操作描述读者进程之间的同

10、步关系。 算法的信号量有三个：seats,表示阅览室是否有座位，初值为200；readers，表示阅览室里的读者数，初值为0；s，用于登记或注销互斥的信号量,初值为1。 读者进入阅览室： P(seats); /是否有座位 P(s); /是否有人在登记 填写登记表； V(s); /登记完毕 进入阅览室； V(readers); /读者个数加1 读者离开阅览室： P(readers); /阅览室是否有人在读书 P(s); /是否有人在注销 销掉登记； V(s); /注销完毕 离开阅览室； V(seats); /释放一个座位资源 管道 #include <stdio.h>Main()In

11、t x,fd2;Char buf30,s30;Pipe(fd);While(x=fork()=-1);If(x=0)Sprintf(buf,”son”);Write(fd1,buf,30);Exit(0);ElseWait(0);Read(fd0,s30);Printf(“%s”,s);一、 死锁问题l 死锁的概念：1. 死锁的定义：各并发进程彼此互相等待对方所拥有的资源，且这些并发进程在得到对方的资源之前不会释放自己所拥有的资源，从而造成大家都想得到资源而又都得不到资源，各并发进程不能继续向前推进得状态。2. 死锁的起因：并发进程的资源竞争，系统提供的资源个数少于并发进程所要求的资源数。3.

12、 产生死锁的必要条件：² 互斥条件：² 不可剥夺条件：² 部分分配条件：² 环路条件：l 死锁的排除方法：1. 死锁预防：² 打破资源的互斥和不可剥夺条件：由客观条件限制² 打破资源的部分分配条件：² 打破环路条件：2. 死锁避免（动态预防）：3. 死锁的检测与恢复：l 银行家算法：银行有10个单位的资金（安全状态）已使用 最大 （不安全状态） 已使用 最大A16 1 6B15 2 5C24 2 4D47 4 7不安全状态并不一定导致死锁。² 多种资源的银行家算法： 总资源数（6，3，4，2）已分配资源（5，3，2，2） 剩余资源（1，0，2，0）已分配打印机扫描仪绘图仪CDROMA3011B0100C1110D1101E0000 未分配打印机扫描仪绘图仪CDROMA1100B0112C3100D0010E21103种资源A、B、C，总数分别为：17、5、20剩余资源2，3，35个进程T0时刻最大资源需求已分配资源ABCABCP1559212P2536402P34011405P4425204P5424314安全序列：P5、P4、P3、P2、P11、若T0时刻进程P2请求资源（0、3、4），是否能实