习题解答——第3章进程同步与通信

1、第3章进程同步与通信6.有三个并发执行的进程 A、B和C, A负责输入信息到缓冲区，B负责加工输入到缓冲区中的数据，C负责将加工后的数据打印输出。在下列情况下：（1单缓冲区。（2）由N个缓冲区组成的缓冲池。分别写出三个进程的并发关系。答：（1）semaphore S1=1, S2=S3=0A:B:C:while(1) while(1) while(1) P(S1);P(S2);P(S3);输入信息到缓冲区；加工缓冲区中数据；输出缓冲区中数据；V(S2);V(S3);V(S1);(2) semaphore S仁N; semaphore S2=0,S3=0; semaphore mutex=1;

2、int i.,j,k;ITEM bufferN;ITEM data_i,data_o;A:B:C:while(1) while(1) while(1) P(S1);P(S2);P(S3);P(mutex);P(mutex);P(mutex);输入数据data_i;data_o= bufferk;bufferi=data_i;处理中bufferj的数据k=(k+1)%N;i=(i+1)%N;j=(j+1)%N;输出 data_o;V(mutex);V(mutex);V(mutex);V(S2);V(S3);V(S1);7三个并发执行的进程 A、B和C, A与B共享缓冲区M , B与C共享缓冲区N

3、，如图所示：假 如缓冲区的大小只能存放一个单位的数据，试写出A、B、C三个进程的同步关系。答:semaphore S1=M;S3=N;semaphore S2=0,S4=0; semaphore mutex=1; int i.,j,k,l;ITEM buffer1M;ITEM buffer2N;ITEM data_i,data_o;9设有两个优先级相同的进程P1 , P2如下，令信- 号量 S1、S2的初值为0,已知z=2 ,A:B:C:while (1) while (1) while (1) P(S1);P(S2);P(S4);P(mutex);P(mutex) ;P(mutex);输入数

4、据 data_i;data_o=buffer1j;data_o= bufferl;buffer1i=data-i;j=(j+1)%M;l=(l+1)%N;i=(i+1)%M;V(mutex);输出 data_o;V(mutex);V(S1);V(mutex);V(S2);P(S3)V(S3);P(mutex); buffer2k=data_o; k=(k+1)%N;V(mutex);V(S4)试 问P1、P2并发运行结束后x= ? y= ? z= ?进程 P1进程 P2y: =1 ； y:=y+2 ；V(S1)；x:=1 ； x:=x+1 ； P(S1)；z:=y+1 ；x:=x+y ；P(S

5、2)；V(S2) ；z:=x+z ；y:=z+y ；解答：由题意可知执行顺序存在如下 5种情况：z:=y+1x:=x+yy:=z+yz:=x+zz:=y+1x:=x+yz:=x+zy:=z+yx:=x+yz:=y+1 z:=x+zy:=z+yx:=x+yz:=y+1 y:=z+yz:=x+zx:=x+yz:=x+z z:=y+1y:=z+y和的结果为：x=5,y=7,z=9;和结果为： X=5,y=12,z=9;的结果为： x=5,y=7,z=4;*10 有一个隧道，由于很窄，只能容纳一个方向的车辆通过。如果东西两方向的车辆都想 通过该隧道，并有下面的情况：(1)如东西两方向的车辆都想通过隧道

6、时，便形成了等待队列。 (2)若一个方向没有车辆，允许另一个方向的车辆通过。 (3)若双方都有车辆想通过，则先到达的哪个方向的车辆先通过。 试用 PV 操作描述东西两方向车辆的同步关系。解答：方法一： (用信号量)Semaphore eastmutex,westmutex,mutex=1;Int east,west=0;东方向车：Void eastcar()while(true) P(eastmutex);If(east=0)P(mutex);east+;V(eastmutex);Go through the tunnel;P(eastmutex);east-;If(east=0)V(mute

7、x);V(eastmutex);Leave;西方向车：Void westtcar()while(true) P(westmutex);If(west=0)P(mutex);west+;V(westmutex);Go through the tunnel;P(westmutex);west-;If(west=0)V(mutex);V(westmutex);Leave; 方法二：(用一般 “信号量集 ”) Semaphore eastmutex,westmutex=N; 东方向车：Void eastcar()swait(eastmutex,1,1; westmutex,N,0);Go throug

8、h the tunnel;Ssignal(eastmutex,1);西方向车：Void westcar()swait(westmutex,1,1; eastmutex,N,0);Go through the tunnel;Ssignal(westmutex,1); *13在读者、写者问题中，如果总有读者进程进行读操作，会造成写者进程永远都不能进 行写操作(读者优先) ，即所谓的写者饿死现象。给出读者、写者问题的另一个解决方案： 即保证当有一个写者进程想写时， 不允许读者进程再进入， 直到写者写完为止， 即写者优先。 解答：Semaphore Rmutex,Wmutex,mutex1=mutex2=1;Int Rcount,Wcount=0;、十一h<读者：Void reader()while(true) P(mutex1);V(mutex1);P(Rmutex);If(Rcount=0)P(Wmutex);Rcount+;V(Rmutex);reading;P(Rmutex);Rcount-;If(Rcount=0)V(Wmutex);V(Rmutex);Leave;Void writer()while(true) P(m