操作系统PV操作习题

1.两个进程PA 和PB通过两个FIFO缓冲区队列连接(如下图所示),每个缓冲区长度等于传送消息长度。进程PA和PB之间的通信满足如下条件:

(a)至少有一个空缓冲区存在时,相应的发送进程才能发送一个消息。

(b)当缓冲队列中至少存在一个 非空缓冲区时,相应的接收进程才能接收一个消息。

试描述发送过程send(i,m)和接收过程receive(i,m)。这里i代表缓冲队列。

      由题意可知,进程PA与PB之间进行通信时,过程send(i,m)和过程receive(i,m)必须同步执行,因为过程send(i,m)的执行结果是过程receive(i,m)的执行条件,而当缓冲队列全部装满数据时,receive(i,m)的执行结果又是send(i,m)的执行条件,满足同步定义。

      由于进程PA和PB通过俩个FIFO缓冲区队列连接,设Bufempty[0],Bufempty[1]为进程PA的私用信号量,Buffull[0]、Buffull[1]为进程PB的私用信号量。Bufempty[0],Bufempty[1]的初始值为n(n为缓冲队列的缓冲区个数),Buffull[0]、Buffull[1]的初始值为0。

send(i,m):

        begin local x

        P(Bufempty[i])

        按FIFO方式选择一个空缓冲区Buf[i](x)

        Buf[i](x) <- m

        Buf[i](x)置满标记位

        V(Buffull[i])

end

receive(i,m):

        begin local x

        P(Buffull[i])

        按FIFO方式选择一个装满数据的缓冲区Buf[i](x)

        m <- Buf[i](x)

        Buf[i](x)置空标记

        V(Bufempty[i])

End

2.有五个哲学家,他们的生活方式是交替地进行思考和进餐。他们共用一张圆桌,分别坐在五张椅子上。

在圆桌上有五个碗和五支筷子,平时一个哲学家进行思考,饥饿时便试图取用其左、右最靠近他的筷子,只有在他拿到两支筷子时才能进餐。进餐完毕,放下筷子又继续思考。

 方法一:至多只允许四位哲学家同时去拿左筷子,最终能保证至少有一位哲学家能进餐,并在用完后释放两只筷子供他人使用。

semaphore chopstick[5] = {1,1,1,1,1};         //初始化信号量

semaphore mutex=4;         //控制最多允许四位哲学家同时进餐

while(true){

        P(mutex);        //请求进餐

        P(chopstick[i]);        //先拿左手边的筷子

        P(chopstick[(i+1)mod5]);        //再拿右手边的筷子

        eat();

        V(chopstick[(i+1)mod5]);        //先放下右手的筷子

        V(chopstick[i]);        //再放下左手的筷子

        V(mutex);        //用餐完毕,其他哲学家可以进餐

        think();

}

方法二:规定奇数号哲学家先拿左筷子再拿右筷子,而偶数号哲学家相反。

while(true){

        if(i mod 2 ==0){

                P(chopstick[(i+1)mod5]);        //先拿右手边的筷子

                P(chopstick[i]);        //再拿左手边的筷子

                eat();

                V(chopstick[i]);        //先放下左手的筷子

                V(chopstick[(i+1)mod5]);        //再放下右手的筷子

        }

        else{

                P(chopstick[i]);        //先拿左手边的筷子

                P(chopstick[(i+1)mod5]);        //再拿右手边的筷子

                eat();

                V(chopstick[(i+1)mod5]);        //先放下右手的筷子

                V(chopstick[i]);        //再放下左手的筷子

        }

}

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