OS ---PV大题

1. 生产者消费者问题——进程间关系为“生产资源-消费资源”

动作：
P1车间生产A，送到货架F1上
P2车间生产B，送到货架F2上
C车间取A、B，组装成产品
Semaphore mutex1=1; //互斥访问货架F1
Semaphore mutex2=1; //互斥访问货架F2
Semaphore empty1=10;//货架F1上有几个空位
Semaphore full1=0;//货架F1上有几个A零件
Semaphore empty2=10;//货架F2上有几个空位
Semaphore full2=0;//货架F2上有几个B零件
P1(){while(1){生产A;P(empty1);P(mutex1);把A放上货架F1;V(mutex1);V(full1);}} P2(){while(1){生产B;P(empty2);P(mutex2);把B放上货架F2;V(mutex2);V(full2);}
}C(){while(1){P(full1);P(mutex1);取A;V(mutex1);V(empty1);P(full2);P(mutex2);取B;V(mutex2);V(empty2);组装A、B成产品; }
}

动作：
生产者：放产品到缓冲区
消费者：从缓冲区取产品条件：取10件产品
Semaphore empty=1000; //1000个空位
Semaphore mutex1=1; //互斥访问缓冲区
Semaphore mutex2=1; //一个消费者进程在一个周期对缓冲区的访问
Semaphore full=0;//缓冲区中有几个产品
pro(){while(1){生产产品;P(empty);P(mutex1);放产品到缓冲区;V(mutex1); V(full);}
}
cust(){while(1){P(mutex2);for(int i = 0; i < 10; i ++){P(full);P(mutex1);从缓冲区取产品;V(mutex1);V(empty);消费产品; }V(mutex2);}
}

figure：
小和尚、老和尚、水缸、水桶、井
move：
小和尚拿桶入井取水，提水入缸
老和尚拿桶入缸取水 Semaphore mutex1=1;//互斥访问井
Semaphore mutex2=2;//互斥访问水缸
Semaphore empty1=3;//水桶个数
Semaphore empty2=10;//水缸容量
Semaphore full=0;//水缸中有几桶水
small(){while(1){P(empty2);P(empty1);拿桶;P(mutex1);入井取水;V(mutex1);P(mutex2);提水入缸;V(mutex2);V(full);V(empty1);}
}old(){while(1){P(full);P(empty1);拿桶;P(mutex2);入缸取水;V(mutex2);V(empty2);喝水; V(empty1);}
}

2. 理发师问题——进程间关系为“服务-被服务”

figure: 理发师、顾客、理发椅子、顾客椅子
move:
顾客：-若理发师忙- 有空位，等待 - 没空位，那我走 -不忙，叫醒理发师，理发
理发师：-没人来，睡觉-有人来，理发int wait=0; //等待理发顾客数
semaphore mutex=1;//互斥访问wait
semaphore cust=0;//实现"理发师等待顾客"的同步关系
semaphore tony=0;//实现"顾客等待理发师"的同步关系 Tony(){while(1){P(cust);P(mutex);wait--;V(mutex);V(tony);给顾客理发;}
}Cust(){P(mutex);if(wait<n){wait++;V(mutex);V(cust);P(tony);理发;        }else V(mutex);
}

cobegin{process 顾客i{P(mutex1);if(wait < 10){wait++;V(mutex1);P(mutex2);从取号机获取一个号码;V(mutex2);等待叫号;V(cust);P(seller); 获取服务;           }else V(mutex1);} process 营业员{while(true){P(cust);P(mutex1);wait--;V(mutex1);叫号;V(seller);为客户服务; }}
}coend

figure:
销售人员，顾客顾客取号，等待叫号
销售人员，叫号int i = 0;//顾客取到哪个号
int j = 0;//销售员叫到哪个号
semaphore mutex_i=1;//互斥访问i
semaphore mutex_j=1;//互斥访问j
seller(){while(1){P(mutex_j);if(j < i){叫号j;j++;V(mutex_j);销售面包;    }else{V(mutex_j);}}
} cust(){进店; P(mutex_i);取号i;i++; V(mutex_i);等待叫号i并购买面包;
}

3.读者写者问题——同类进程不互斥、异类进程互斥

--------------------------------------------------------------
semaphore bridge=1;
NtoS(){P(bridge);过桥; V(bridge);
}
StoN(){P(bridge);过桥; V(bridge);
}
--------------------------------------------------------------
int countNS=0;
int countSN=0;
semaphore mutexNS=1;
semaphore mutexSN=1;
semaphore bridge=1;
NtoS(){P(mutexNS);if(countNS==0)P(bridge);countNS++;V(mutexNS);过桥;P(mutexNS);countNS--;if(countNS==0)V(bridge);V(mutexNS);
}StoN(){P(mutexSN);if(countSN==0)P(bridge);countSN++;V(mutexSN);过桥;P(mutexSN);countSN--;if(countSN==0)V(bridge);V(mutexSN);
}

4. 哲学家进餐问题——只有一类进程，每个进程需要同时拥有多种资源才能运行

int wan=m;
int a[n];
for(int i = 0; i < n; i ++){a[i] = 1;
}
semaphore mutex=1;
CoBegin
while(1){P(mutex);if(wan <= 0) V(mutex),continue;if(a[i]!=1||a[(i+1)%n]!=1) V(mutex),continue;wan--;a[i]=0,a[(i+1)%n]=0;V(mutex);
}
CoEnd

5. 单纯的同步问题——前驱后继图

semaphore AC=1;
semaphore BC=1;
semaphore CE=1;
semaphore DE=1;
CoBegin
A(){完成动作A;V(AC);
}
B(){完成动作B; V(BC);
}
C(){P(AC);P(BC);完成动作C; V(CE);
}
D(){完成动作D; V(DE);
}
E(){P(CE);P(DE);完成动作E;
}
CoEnd

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