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1、Process+Synchronization+Exercise5题参考答案Process Synchronization Problems 1、 在公共汽车上，司机和售票员的工作流程如图所示。为保证乘客的安全，司机和售票员应密切配合协调工作。请用信号量来实现司机与售票员之间的同步。 司机 售票员 启动车辆 关车门 正常行车 售票 到站停车 开车门 司机和售票员工作流程图 解：根据题意，可设置两个互斥信号量lock和mutex，信号量lock表示汽车是否已经关了车门；信号量mutex表示汽车是否已经到站停车，两者的初值为0。同步描述为： Driver T_seller while(1) whi
2、le(1) wait(lock); 关车门； 启动车辆； signal(lock); 正常行车; 售票； 到站停车； wait(mutex); signal(mutex); 开车门； 2、 桌子上有一只盘子，盘子中只能放一只水果。爸爸专向盘子中放苹果，妈妈专向盘子中放橘子，一个儿子专等吃盘子中的橘子，一个女儿专等吃盘子中的苹果。用wait和signal信号量操作实现他们之间的同步机制。 解：应设置三个信号量S、Sa、So，信号量S表示盘子是否为空，其初值为1；信号Sa表示盘中是否有苹果，其初值为0；信号量So表示盘中是否有橘子，其初值为0。同步描述为： Father( ) while(1) P
3、(S); 向盘中放入一个苹果; V(Sa); Son( ) While(1) P(So); 从盘中取出橘子; V(s); 吃橘子; Mother( ) While(1) P(S); 向盘中放入一个橘子; V(So); Daughter( ) While(1) P(Sa); 从盘中取出苹果; V(s); 吃苹果; 3、 设有一个售票厅，可容纳100人购票。如果厅内不足100人则允许进入，进入后购票，购票后退出。如果厅内已有100人，则在厅外等候。试问： (1) 购票者之间是同步还是互斥？ (2) 用wait和signal操作表达购票者的工作过程。 解：购票者之间是同步操作，因为可以同时允许100
4、人进入厅内购票。 根据题意，需要设置一个计数型信号量empty，表示售票厅中还可进入多少购票者，其初值为100；设置一个互斥型信号量mutex，表示购票的动作是互斥的，初值为1，同步过程如下： T-buyer( ) While(1) wait(empty); 进入售票厅; wait(mutex); 购票； signal(empty); signal(mutex); 4、 假设有3个并发进程P，Q，R，其中P负责从输入设备上读入信息，并传送给Q,Q将信息加工后传送给R，R负责打印输出。进程P，Q共享一个有m个缓冲区组成的缓冲池；进程Q，R共享一个有n个缓冲区组成的缓冲池，请写出满足上述条件的并发
5、程序。 解：分析题意，设置六个信号量empty1、full1、mutex1、empty2、full2、mutex2，empty1表示P、Q共享的缓冲池中空缓冲区数，初值为m； full1表示P、Q共享的缓冲池中中满缓冲区数，初值为0； mutex1表示P、Q对同一缓冲区操作的互斥信号量，初值为1； empty2表示Q、R共享的缓冲池中空缓冲区数，初值为n； full2表示Q、R共享的缓冲池中中满缓冲区数，初值为0； mutex2表示Q、R对同一缓冲区操作的互斥信号量，初值为1； 同步描述为： empty1,empty2,full1,full2,mutex1,mutex2:semaphore=m
6、,n,0,0,1,1； P: While(1) read a message; wait(empty1); wait(mutex1); store to buffer1; signal(mutex1); signal(full1); Q: While(1) wait(full1); wait(mutex1); get from buffer1; signal(mutex1); signal(empty1); work with massage; wait(empty2); wait(mutex2); store to buffer2; signal(mutex2); signal(full2)
7、; R: While(1) wait(full2); wait(mutex2); Get from buffer2; print; signal(mutex2); signal(empty2); 5、 有一只铁笼子，每次只能放入一只动物，猎手向笼子里放入老虎，农民向笼子里放入猪；动物园等待取笼子里的老虎，饭店等待取笼子里的猪。现请用wait和signal操作写出能同步执行的程序。 解：分析题意可设三个信号量，分别为：empty为铁笼子是否为空，初值为1；full1表示笼子里是否有老虎，初值为0；full2表示笼子里是否有猪，初值为0。 猎手： 动物园： hunter: zoo： while(1) while(1) wait(empty); wait(full1); 放老虎; 取老虎; signal(full1); signal(empty); 农民： 饭店： farmer: restaurant： while(1) while(1) wait(empty); wait(full2); 放猪; 取猪; signal(full2); signal(empty);
