pv操作 历年考研题详细解答

PV 操作在同步与互斥问题中的应用 PV 操作是解决同步与互斥问题的重要手段，以下是 PV 操作在同步与互斥问题中的应用。 一、 同步和互斥类 在解决同步与互斥问题时，需要遵循一些规律： 1. 进程同步问题中，管理共享资源常常设两个信号量，而进程互斥问题中仅需设立一个信号量。 2. P、V 操作要成对调用，在进程互斥中是针对同一个信号量进行。而在进程同步问题中，进入临界区前后 P、V 操作是针对不同的信号量的。 3. 至少有一个信号量初值大于等于 1（一般指管理共享资源的信号量），否则进程无法被启动运行。 4. 若有多个（k）共享资源，则某信号量初值可设为 k。 二、 北京大学 1991 年同步与互斥题 本题给出的第一个条件是临界资源的访问控制，可用一个互斥信号量解决该问题。第二个条件可以分解为： －N＜A 产品数量－B 产品数量 A 产品数量－B 产品数量＜M 也就是说，A 产品的数量不能比 B 产品的数量少 N 个以上，A 产品的数量不能比 B 产品的数量多 M 个以上。 解：在本题中，可以设置两个信号量来控制 A、B 产品的存放数量，sa 表示当前允许 A 产品比 B 产品多入库的数量，即在当前库存量和 B 产品不入库的情况下，还可以允许 sa 个 A 产品入库；sb 表示当前允许 B 产品比 A 产品多入库的数量，即在当前库存量和 A 产品不入库的情况下，还可以允许 sb 个 B 产品入库。初始时，sa 为 M－1，sb 为 N－1。当往库中存放入一个 A 产品时，则允许存入 B 产品的数量也增加 1；当往库中存放入一个 B 产品时，则允许存入 A 产品的数量也增加 1。 三、 北京大学 1994 年同步与互斥题 本题是生产者－消费者问题的一个变形，一组生产者 A1，A2，…An1 和一组消费者 B1，B2，…Bn2 共用 m 个缓冲区，每个缓冲区只要写一次，但需要读 n2 次。因此，可以把这一组缓冲区看成 n2 组缓冲区，每个发送者需要同时写 n2 组缓冲区中相应的 n2 个缓冲区，而每一个接收者只需读它自己对应的那组缓冲区中的对应单元。 解：在本题中，应设置一个信号量 mutex 实现诸进程对缓冲区的互斥访问；两个信号量数组 empty[n2]和 full[n2] 描述 n2 组缓冲区的使用情况。mutex 的初始值为 1；empty 中的元素初值为 m；数组 full 中的元素初值为 0。 其同步关系描述如下： var mutex,empty[n2],full[n2]：semaphore; int i; mutex=1; for(i=0;i<=n2-1;i++) { empty[i]=m; full[i]=0; } main (){ cobegin A1( ); A2( ); ┋ An1 (); B1 (); B2 (); ┋ Bn2(); coend } send ( ) /*发送消息*/ { int i; for (i=0;i<=n2-1;i++) p(empty[i]); p(mutex); 将消息放入缓冲区； V（mutex）; for(i=0;i<=n2-1;i++) V(full[i]); } receive ( ) /*接收消息*/ { int i; for (i=0;i<=n2-1;i++) p(full[i]); p(mutex); 将消息从缓冲区读出； V（mutex）; for(i=0;i<=n2-1;i++) V(empty[i]); } 以上是 PV 操作在同步与互斥问题中的应用，通过设置信号量和使用 P、V 操作，可以解决同步与互斥问题，确保进程之间的同步和互斥。