pv操作经典例题

例1 在某展示厅设置一个自动计数系统，以计数器count表示在场的人数，count是动态变化的，若有一个人进入展示厅进程pin对计数器count加1，当有一个人退出展示厅时，进程pout实现计数器减1。由于进、出所以展示厅的人是随机的，用P-V操作实现。（并发进程之间的互斥问题）

解：定义信号量：S——表示是否有进程进入临界区，初值为1.（表示没有进程进入临界区） begin

count: Integer; S: semaphore; count:=0; S:=1; cobegin process Pin R1: Integer; begin P (S); R1:=count; R1:=R1+1; count:=R1; V(S); end;

Process Pout R2: Integer;

begin P (S); R2:=count; R2:=R2-1; count:=R2; V (S); end; count; end;

例2 与生产者和消费过者相似的问题，把―A进程将记录送入缓冲器‖看生产者生产了一件物品且把物品存入缓冲器，把―B进程从缓冲器中取出记录并加工‖看作是消费

？？？信号量的PV操作是如何定义的？试说明信号量的PV操作的物理意义。 参考答案：P（S）：将信号量S减1，若结果大于或等于0，则该进程继续执行；若结果小于0，则该进程被阻塞，并将其插入到该信号量的等待队列中，然后转去调度另一进程。

V（S）：将信号量S加1，若结果大于0，则该进程继续执行；若结果小于或等于0，则从该信号量的等待队列中移出一个进程，使其从阻塞状态变为就绪状态，并插入到就绪队列中，然后返回当前进程继续执行。

PV操作的物理含义：信号量S值的大小表示某类资源的数量。当S>0时，其值表示当前可供分配的资源数目；当S<0时，其绝对值表示S信号量的等待队列中的进程数目。每执行一次P操作，S值减1，表示请求分配一个资源，若S≥0，表示可以为进程分配资源，即允许进程进入其临界区；若S<0，表示已没有资源可供分配，申请资源的进程被阻塞，并插入S的等待队列中，S的绝对值表示等待队列中进程的数目，此时CPU将重新进行调度。每执行一次V操作，S值加1，表示释放一个资源，若S>0，表示等待队列为空；若S≤0，则表示等待队列中有因申请不到相应资源而被阻塞的进程，于是唤醒其中一个进程，并将其插入就绪队列。无论以上哪种情况，执行V操作的进程都可继续运行。

1、设公共汽车上，司机和售票员的活动分别是：

司机的活动：启动车辆； 正常行车； 到站停车； 售票员的活动：

关车门； 售票； 开车门；

在汽车不断地到站、停车、行驶过程中，这两个活动有什么同步关系？用P、V操作实现它们的同步

？？？信号量的PV操作是如何定义的？试说明信号量的PV操作的物理意义。 参考答案：P（S）：将信号量S减1，若结果大于或等于0，则该进程继续执行；若结果小于0，则该进程被阻塞，并将其插入到该信号量的等待队列中，然后转去调度另一进程。

V（S）：将信号量S加1，若结果大于0，则该进程继续执行；若结果小于或等于0，则从该信号量的等待队列中移出一个进程，使其从阻塞状态变为就绪状态，并插入到就绪队列中，然后返回当前进程继续执行。

PV操作的物理含义：信号量S值的大小表示某类资源的数量。当S>0时，其值表示当前可供分配的资源数目；当S<0时，其绝对值表示S信号量的等待队列中的进程数目。每执行一次P操作，S值减1，表示请求分配一个资源，若S≥0，表示可以为进程分配资源，即允许进程进入其临界区；若S<0，表示已没有资源可供分配，申请资源的进程被阻塞，并插入S的等待队列中，S的绝对值表示等待队列中进程的数目，此时CPU将重新进行调度。每执行一次V操作，S值加1，表示释放一个资源，若S>0，表示等待队列为空；若S≤0，则表示等待队列中有因申请不到相应资源而被阻塞的进程，于是唤醒其中一个进程，并将其插入就绪队列。无论以上哪种情况，执行V操作的进程都可继续运行。

1、设公共汽车上，司机和售票员的活动分别是：

司机的活动：启动车辆； 正常行车； 到站停车； 售票员的活动：

关车门； 售票； 开车门；

在汽车不断地到站、停车、行驶过程中，这两个活动有什么同步关系？用P、V操作实现它们的同步

问题1 一个司机与售票员的例子

在公共汽车上，为保证乘客的安全，司机和售票员应协调工作：

停车后才能开门，关车门后才能行车。用PV操作来实现他们之间的协调。 S1：是否允许司机启动汽车的变量 S2：是否允许售票员开门的变量 driver()//司机进程 {

while (1)//不停地循环 {

P(S1);//请求启动汽车 启动汽车; 正常行车； 到站停车；

V(S2); //释放开门变量，相当于通知售票员可以开门 } }

busman()//售票员进程 {

while(1) {

关车门;

V(S1)；//释放开车变量，相当于通知司机可以开车 售票

P(S2)；//请求开门 开车门； 上下乘客； } }

注意：busman() driver() 两个不停循环的函数

问题2 图书馆有100个座位，每位进入图书馆的读者要在登记表上登记，退出时要在登记表上注销。要几个程序？有多少个进程？（答：一个程序；为每个读者设一个进程）

（1） 当图书馆中没有座位时，后到的读者在图书馆为等待（阻塞） （2） 当图

PV操作练习题

1.单位要对参加招聘的人员进行面试。待聘人员先要从1号门进入接待室。接待室最多可同时容纳20人，当不满20人时，允许在门外的等待者进入。每次允许在接待室等待的一个人通过2号门进入面试室，一个面试者结束面试后再让下一个进入。回答下列问题： (1)把每个面试者看作一个进程。若用PV操作进行管理，应怎样定义信号量及其初值? (2)在下面进程的程序中的方框位置填写正确的P、V操作，以保证并发进程的正确执行。

答：(1)S1= ____________ ,S2= ____________ (2) ①__________； ②__________； ③__________； ④__________。

2系统有某类资源7个。如果每个进程最多申请3个资源，为保证系统的安全，应限制最多__________个进程并发执行。

3. 有两个并发执行的进程A和B。进程A每次读一个随机整数，由进程B统计读出的偶数个数。回答下列问题：

（1）并发进程A和B之间是同步还是互斥关系？

（2）给出用PV操作管理时应定义的信号量及其初值。

（3）将下列进程的程序结构中的方框位置填写完整，以保证进程能按要求正确地并

有关pv操作类的题目

1、假定系统有三个并发进程read, move和print共享缓冲器B1和B2。进程read负责从输入设备上读信息，每读出一个记录后把它存放到缓冲器B1中。进程move从缓冲器B1中取出一记录，加工后存入缓冲器B2。进程print将B2中的记录取出打印输出。缓冲器B1和B2每次只能存放一个记录。要求三个进程协调完成任务，使打印出来的与读入的记录的个数，次序完全一样。 请用PV操作，写出它们的并发程序。

解：begin

emptyB1 , fullB1, emptyB2, fullB2 : semaphore B1,B2 : record

emptyB1 := 1,fullB1:=0,emptyB2:=1,fullB2:=0 cobegin process read X : record;

begin R: 接收来自输入设备上一个记录 X:=接收的一个记录； P(emptyB1)； B1:=X; V(fullB1); goto R; end;

Proces

有关pv操作类的题目

1、假定系统有三个并发进程read, move和print共享缓冲器B1和B2。进程read负责从输入设备上读信息，每读出一个记录后把它存放到缓冲器B1中。进程move从缓冲器B1中取出一记录，加工后存入缓冲器B2。进程print将B2中的记录取出打印输出。缓冲器B1和B2每次只能存放一个记录。要求三个进程协调完成任务，使打印出来的与读入的记录的个数，次序完全一样。 请用PV操作，写出它们的并发程序。

解：begin

emptyB1 , fullB1, emptyB2, fullB2 : semaphore B1,B2 : record

emptyB1 := 1,fullB1:=0,emptyB2:=1,fullB2:=0 cobegin process read X : record;

begin R: 接收来自输入设备上一个记录 X:=接收的一个记录； P(emptyB1)； B1:=X; V(fullB1); goto R; end;

Proces

操作系统设计实验报告

—— PV操作

学院：计算机科学技术与通信工程学院

班级：计算机0501班

姓名：白璐 学号：3050603018 指导老师：牛德娇

2008年 1月18

1

日

一、操作系统课程设计题目

LINUX系统管理实践与进程控制、进程通信实现

进程通信题目：桌上有一只盘子，每次只能放入3只水果。爸爸专放苹果，妈妈专放橘子，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P，V操作实现爸爸、妈妈、儿子、女儿进程的同步控制，橘子用orange表示，苹果用apple表示，空用empty表示。

二、开发环境

LINUX环境

三、分析设计

（一）实验原理

1. 原理：

parents（包括father和mother）--> |+++|（缓冲区：存放3个水果）-->daughter和son。 Parents和daughter、son通过共享缓冲区进行通信，信号量用于对缓冲区互斥访问、对parents和daughter、son进行同步。

2.共有五个程序：control , father , mother,son,daughter.其中control是主控程序. con

P,V操作

P(S):S=S-1;=> IF S>=0 CONTINUE; ELSE WAIT; 申请锁

V(S):S=S+1;=> IF S<=0 RELEASE_A_PROCESS; 释放锁

(一)图书馆有100个座位,每位进入图书馆的读者要在登记表上登记,退出时要在登记表上注销.要几个程序？有多少个进程？(答:一个程序;为每个读者设一个进程)

(1)当图书馆中没有座位时,后到的读者在图书馆为等待(阻塞)

(2)当图书馆中没有座位时,后到的读者不等待,立即回家.

解(1)

设信号量:

S=100;MUTEX=1;

P(S)

P(MUTEX)

登记

V(MUTEX)

阅读,复习

P(MUTEX)

注销

V(MUTEX)

V(S)

解(2)

设整型变量COUNT=100;信号量:MUTEX=1;

P(MUTEX);

IF(COUNT==0)

{

V(MUTEX);

RETURN;

}

COUNT=COUNT-1;

登记

V(MUTEX);

阅读

P(MUTEX);

COUNT=COUNT+1;

V(MUTEX);

RETURN;

(二)有一座东西方向的独木桥;用P,V操作实现:

(1)每次只允许一个人过桥;

(2)当独木桥上有行人时,同方向的行人可以同时过桥,相反方向的人必须等待.

(3)当

（一） 图书馆有100个座位，每位进入图书馆的读者要在登记表上登记，退出时要在登记表上注销。要几个程序？有多少个进程？（答：一个程序；为每个读者设一个进程）

（1） 当图书馆中没有座位时，后到的读者在图书馆为等待（阻塞） （2） 当图书馆中没有座位时，后到的读者不等待，立即回家。 设信号量 S=200；MUTEX=1; P(S)

P(MUTEX) 登记

V(MUTEX) 阅读

P(MUTEX) 注销

V(MUTEX) V(S) (2)

设信号量 MUTEX=1; 整型变量 S=200; P(MUTEX) IF(S==0) { V(MUTEX) RETURN }

ELSE{

COUNT=COUNT-1; 登记

V(MUTEX) 阅读

P(MUTEX)

COUNT=COUNT+1; 注销

V(MUTEX) RETURN }

解（1 )

设信号量：S=100; MUTEX=1 P(S)

P(MUTEX) 登记

V(MUTEX) 阅读

P(MUTEX) 注销

V(MUTEX) V(S) 解(2)

设整型变量 COUNT=100; 信号量：MUTEX=1; P(MUTEX); I