操作系统进程同步作业题

1.题目：桌上有一个能盛得下五个水果的空盘子。爸爸不停的向盘子中放苹果或者桔子，儿子不停的从盘子中取出桔子享用，女儿不停的从盘中取出苹果享用。规定三人不能同时使用盘子。试用信号量实现爸爸、儿子、女儿这三个循环进程之间的同步。

代码如下：

//苹果，橘子，盘子是临界资源
semaphore mutex = 1, plate = 5, apple = 0, orange = 0;
void father()
{while (true){buy fruits;wait(plate);wait(mutex);put in a fruit;signal(mutex);if (fruit == apple)signal(apple);elsesignal(orange);}
}
void boy()
{wait(orange);wait(mutex);put out and eat an orange;signal(mutex);signal(plate);
}
void girl()
{wait(apple);wait(mutex);put out and eat an apple;signal(mutex);signal(plate);
}

2.题目：试利用记录型信号量写出一个，至多只有四位哲学家去拿左边的筷子，不会死锁的哲学家进餐问题的算法。

代码如下：

semaphore chopstick[5] = {1, 1, 1, 1, 1};
semaphore mutex = 4;
void philosopher_i()
{while (true){wait(mutex);wait(chopstick[i]);wait(chopstick[(i + 1) % 5]);eating;signal(chopstick[i]);signal(chopstick[(i + 1) % 5]);wait(mutex);thinking;}
}

3.题目：请用信号量解决以下的“过独木桥”问题：同一方向的行人可连续过桥，当某一方向有人过桥时，另一方向的行人必须等待；当某一方向无人过桥时，另一方向的行人可以过桥。

代码如下

// 实现左右两边过桥方向的互斥访问，上下桥属于临界资源，需要互斥访问int left = 0, right = 0;           //分别表示左边和右边过桥的人数
semaphore mutex = 1，S_l=1,S_R=1;  //S_l  ,S_r  为对临界资源left和right的互斥访问void left()
{while (true){wait(S_l);     //临界资源互斥访问if (left == 0) //左边开始有人过wait(mutex);left = left + 1;signal(S_l);cross the bridge;wait(S_l);left = left - 1;if (left == 0) //左边所有人都过完signal(mutex);signal(S_l);}
}void right()
{wait(S_r);      //临界资源互斥访问if (right == 0) //右边开始有人过wait(mutex);right = right + 1;signal(S_r);cross the bridge;wait(S_r);right = right - 1;if (right == 0) //右边所有人都过完signal(mutex);signal(S_r);}
}

4.题目：嗜睡的理发师问题：一个理发店由一个有N张沙发的等候室和一个放有一张理发椅的理发室组成。没有顾客要理发时，理发师便去睡觉。当一个顾客走进理发店时，如果所有的沙发都已经被占用，他便离开理发店；否则，如果理发师正在为其他顾客理发，则该顾客就找一张空沙发坐下等待；如果理发师因无顾客正在睡觉，则由新到的顾客唤醒理发师为其理发。在理发完成后，顾客必须付费，直到理发师收费后才能离开理发店。试用信号量实现这一同步问题。

代码如下：

// 理发师问题
// 临界资源：barber_sofa：理发椅，sofa_ed_num：被占用的沙发的数量，costumer：顾客数量
// mutex实现customer_num的互斥访问；
// 收付款也是影响程序能否向下进行的互斥量：semaphore mutex = 1, barber_sofa = 1;
semaphore pay = 0，receive = 0;
int sofa_ed_num = 0; //被占用的沙发数量
void customer()
{come in;            //进店wait(mutex)                     //对临界资源sofa_ed_num的互斥访问if (sofa_ed_num >= N)       {leave;                  //沙发全被占用，离开理发店signal(mutex);          //customer_num 互斥访问结束}else {sofa_ed_num++;          //沙发没有被全部占用,坐到沙发上signal(mutex);          //customer_num 互斥访问结束wait(barber_sofa);      //等待理发椅空出wait(mutex);            //对临界资源sofa_ed_num的互斥访问sofa_ed_num--;          //顾客离开沙发signal(mutex);          //customer_num 互斥访问结束signal(customer);       //顾客到来，唤醒理发师hair cut;               //剪发signal(pay);            //顾客付款wait(receive);          //等待理发师收款siganl(barber_sofa);    //顾客让出理发椅leave;                  //离开}
}void barber()
{while (true){wait(customer); //当customer=0时，等待顾客到来，同时睡觉//customer 不为0，则执行如下操作harcuting;           //理发wait(pay);           //等待顾客付款signal(receive);     //理发师收款}
}

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