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操作系统PV操作练习题.doc

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简介:
这份文档《操作系统PV操作练习题》包含了多个关于进程同步的经典问题,通过实践PV操作(信号量操作),帮助学习者深入理解并发控制机制。 一、用P、V操作描述前趋关系。设P1、P2、P3、P4、P5、P6为一组合作进程,其执行顺序如下:任务启动后,先由P1开始执行;当它结束后,P2和P3可以开始执行;接着在完成各自的任务之后,分别有等待的进程P4和P5准备就绪。只有当所有前驱进程(即P3、P4、以及P5)都完成了它们的工作后,最后一个任务即进程P6才能启动。 为了确保上述顺序准确无误地进行,设置五个同步信号量n、f1、f2、f3和g分别代表了各个关键点的完成状态。初始时这些变量均被设定为0值: ```c int f1=0; /*表示进程P1是否执行完成*/ int f2=0; /*表示进程P2是否执行完成*/ int f3=0; /*表示进程P3是否执行完成*/ int f4=0; /*表示进程P4是否执行完成*/ int f5=0; /*表示进程P5是否执行完成*/ main() { cobegin P1(); P2(); P3(); P4(); P5(); P6(); coend } void P1 () { v(f1); // 由于原文中存在重复的v操作,这里保持原样处理。若考虑实际应用中的正确性,则应仅执行一次。 } void P2() { p(f1); v(f2); } ``` 注意:在P1函数里,原本有两个`v(f1)`的操作,这可能是原文中为了强调需要将信号量值增加两次而特意添加的。然而,在实际编程环境中可能只需要执行一次即可实现相应的同步控制功能。

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    这份文档《操作系统PV操作练习题》包含了多个关于进程同步的经典问题,通过实践PV操作(信号量操作),帮助学习者深入理解并发控制机制。 一、用P、V操作描述前趋关系。设P1、P2、P3、P4、P5、P6为一组合作进程,其执行顺序如下:任务启动后,先由P1开始执行;当它结束后,P2和P3可以开始执行;接着在完成各自的任务之后,分别有等待的进程P4和P5准备就绪。只有当所有前驱进程(即P3、P4、以及P5)都完成了它们的工作后,最后一个任务即进程P6才能启动。 为了确保上述顺序准确无误地进行,设置五个同步信号量n、f1、f2、f3和g分别代表了各个关键点的完成状态。初始时这些变量均被设定为0值: ```c int f1=0; /*表示进程P1是否执行完成*/ int f2=0; /*表示进程P2是否执行完成*/ int f3=0; /*表示进程P3是否执行完成*/ int f4=0; /*表示进程P4是否执行完成*/ int f5=0; /*表示进程P5是否执行完成*/ main() { cobegin P1(); P2(); P3(); P4(); P5(); P6(); coend } void P1 () { v(f1); // 由于原文中存在重复的v操作,这里保持原样处理。若考虑实际应用中的正确性,则应仅执行一次。 } void P2() { p(f1); v(f2); } ``` 注意:在P1函数里,原本有两个`v(f1)`的操作,这可能是原文中为了强调需要将信号量值增加两次而特意添加的。然而,在实际编程环境中可能只需要执行一次即可实现相应的同步控制功能。
  • PV
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    本资源集合了多道经典的操作系统PV(信号量)相关的编程题及解答,旨在帮助学习者深入理解进程同步与互斥机制,并提供实践操作的机会。适合课程作业和自我提升使用。 PV操作是典型的同步机制之一,在操作系统中用于进程间的同步与互斥问题解决。荷兰计算机科学家Edsger Dijkstra提出了信号量机制,其中的P(PROCedure)和V(VERification)操作分别代表获取资源和释放资源。 在民航售票系统里,每个售票处需要访问航班票数这一共享数据区。为了确保同一时间只有一个进程可以进行访问,我们使用互斥信号量s来控制。当一个进程调用P(s)时,它会检查信号量的值:若为0,则该进程会被阻塞等待;若不为0,则将信号量减1并继续执行。完成操作(例如卖出一张票)后,进程通过V(s),即增加信号量s来释放资源,并可能唤醒其他等待的进程。 围棋分拣系统中的两个并发运行的进程A和B分别负责挑选黑子与白子,但不能同时进行。这里同样使用互斥信号量s以确保每次只有一个进程在操作中:每个进程在开始拣选前调用P(s),完成后则通过V(s)释放资源。 对于车站售票厅问题而言,存在20个窗口和一个初始值为20的信号量s来控制购票者进入的数量。每个购票者的进程需要调用P(s)以获得进入许可,并在完成购票后使用V(s)将计数器加一,确保任何时候最多有20人在售票厅内。 至于双向单车道简易桥的情形,则需设置四个信号量:S用于互斥控制桥梁的访问;Scounteast和Scountwest分别记录由东向西及由西向东行驶车辆的数量,以防止反方向车辆在桥上有车时进入。而信号量Scount4则限制了同时停留在桥上的汽车总数不超过四辆。 综上所述,PV操作对于管理操作系统中的共享资源至关重要,它们通过控制进程的同步和互斥来确保系统的正确运行与效率。这些机制的应用实例展示了如何利用不同的信号量设计与P/V操作配合以实现对公共资源的有效管理和系统性能优化。
  • PV经典
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    本资料汇集了关于操作系统中PV(信号量)操作的经典练习题,旨在帮助学习者深入理解进程同步与互斥机制。 操作系统中的PV操作是进程同步与互斥的关键工具,主要用于解决多进程访问共享资源的问题。这一概念由荷兰计算机科学家Dijkstra提出,并通过P(代表PROCure即获取资源)和V(代表VECTate即释放资源)两个原语实现。 具体来说: 1. **P操作**包含两步: - 将信号量S的值减1,即S=S-1。 - 如果S大于等于0,进程继续执行;否则,该进程将进入等待状态,并被加入到等待队列中。 2. **V操作**同样包括两个步骤: - 将信号量S的值加1,即S=S+1。 - 若此时S大于0,则直接返回;如果非正,则唤醒处于等待状态的第一个进程(该进程正在等待此资源)。 信号量是一个包含数值和指向等待队列指针的数据结构。当它的值为正值时,表示可用的共享资源数量;若其值小于零,绝对值则代表了在等待这些资源的进程数。只有通过P操作与V操作才能改变信号量的当前状态。 **互斥机制**通常利用一个初始设置为1的信号量S来实现:当任何进程进入临界区域时执行P(S),而在退出前执行V(S)。这样确保了在任一时刻只有一个进程可以访问该关键部分,从而实现了对共享资源的有效控制。需要注意的是: - P和V操作必须成对出现,并且P操作应在尝试获取互斥权之前进行,而V则在其后。 - 临界区应紧挨着P与V操作之间执行以避免死锁的可能情况。 - 初始值为1是一个常见的设定。 **同步机制**更多地关注于进程间的协调工作。通过信号量传递消息:当其数值为0时,表示没有可用信息;非零则表明有新的数据可以处理。P操作用于检查并消耗一条消息而V操作用来生成或发送新消息给其他等待的进程。 - 在设计同步机制时需要明确各进程中所涉及的关系,并据此确定所需的信号量数量及其初始值; - 同一信号量上的所有P和V调用也必须成对出现,但它们可能分布在不同的任务中。 例如,在经典的生产者消费者问题中: 当只有一个缓冲区可用时,可以设置一个empty(初值1)表示空闲状态以及full(初值0)指示满载情况。在产品放入之前执行P(full),之后再调用V(empty);而在取出商品前先运行P(empty),然后是V(full)。 对于多个环形缓冲区的情况,则使用分别代表“已填满”与“未占用”的两个信号量,其初始值分别为0和n(其中n表示总的缓存单元数)。每个生产者与消费者在执行相应的P/V操作时会根据特定的信号量状态调整自己的行为以确保同步性和互斥性。 掌握PV机制及其应用对于理解和解决并发控制问题至关重要。这不仅有助于防止诸如死锁或资源饥饿等问题的发生,也能够通过分析如生产者-消费者这样的经典案例来更深入地理解其工作原理和功能作用。
  • PV的经典
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    本文章详细解析了关于操作系统的经典PV操作习题,帮助读者理解进程同步与互斥的相关概念和应用。 操作系统课程中的资料包括PV操作的经典题目。这些题目有助于学生深入理解进程同步与互斥的概念,并且通过解决这些问题可以更好地掌握操作系统的核心知识。
  • PV期末复
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    本资料涵盖操作系统中PV操作的核心知识点与经典习题,旨在帮助学生深入理解进程同步与通信机制,有效准备期末考试。 1. 司机与售票员的例子:通过司机和售票员之间的协作来演示进程间的通信问题。 2. 图书馆座位问题:图书馆内有 100 个座位供读者使用,如何管理这些资源以避免超载? 3. 独木桥过河问题:一座东西方向的独木桥上只能同时通过一个人。请用 P、V 操作实现多人安全过桥。 4. 俱乐部服务员处理顾客请求的问题:一个俱乐部有两个服务员甲和乙为顾客提供服务,当有顾客提出需求时如何合理分配? 5. 家庭晚餐场景问题:一家四口围桌而坐,桌上有一个水果盘。父母与孩子轮流取食,请设计合理的共享机制。 6. 购物超市人数限制问题:一个超市内部最多允许 N 个人同时进入购物区域,怎样保证顾客安全有序地进出? 7. 理发店座位安排问题:一家理发店内共有20个等待区的座位供顾客使用。如何管理这些资源以确保最佳服务体验? 8. 取棋子游戏:在一个盒子里装有黑白两色数量相等的棋子,甲每次取出一颗黑棋子,乙则每次都取白棋子。 9. 三进程协同工作问题:input 进程负责数据输入、compute 进程进行计算处理以及 output 进程完成结果输出。如何确保它们之间的协调合作? 10. 多进程共享缓冲区的问题描述:有三个独立的进程 R(读取)、M(中间操作)和 P(打印),这三个进程需要访问同一个公共缓存区域来交换信息。 11. 共享缓冲器问题:现有四个并发执行的程序 R1、R2 和 W1、W2,它们都需要使用一个存放单个数值的小型共享存储区 B。如何实现这些程序之间的有效通信?
  • 计算机中的PV.doc
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    这份文档深入讲解并提供了多个关于计算机操作系统中PV(信号量)操作的经典例题,旨在帮助学生理解同步与互斥原理的实际应用。 本段落档提供了三个关于计算机操作系统PV操作的例题,涵盖了PV操作在解决多进程同步问题中的应用。 **问题1:司机与售票员的协调** 公共汽车上的司机和售票员需要相互配合以确保乘客的安全。通过使用PV操作实现它们之间的协作。定义两个变量S1和S2表示司机及售票员的状态。具体来说,当司机启动车辆时执行P(S1),而当通知售票员可以开门的时候,则调用V(S2);相反地,在售票员进程busman()中,为了使汽车能够行驶会先通过V(S1)释放信号量,并且在需要打开车门之前使用P(S2)。 这两个并发操作确保了司机和售票员之间协调工作的安全执行流程。 **问题2:图书馆读者登记系统** 该例子描述了一个包含100个座位的图书馆,每位到访者必须进行登录与注销。这里提供了两种解决方案: - **方案一**: 使用信号量S初始化为100以及互斥变量MUTEX=1;当一个读者想要注册时需要调用P(S)和P(MUTEX),完成操作后再通过V(MUTEX)释放锁,并且执行V(S)以允许其他用户进行登记。 - **方案二**: 利用了整数COUNT初始化为100以及互斥变量MUTEX=1。读者在尝试登录时首先获取互斥量,然后检查座位是否可用(即COUNT>0)。如果当前没有空位,则直接返回;否则更新计数值,并执行实际的登记动作,在完成之后增加一个单位来表示离开。 这两种方法都利用了PV操作以确保读者系统的同步和独占访问控制机制的有效性。 **问题3:独木桥问题** 这是一道经典的计算机操作系统中的互斥与顺序约束挑战。具体要求如下: 1. 每次仅允许一个人过河。 2. 在有行人通过时,同向的人可以同时通行;而反方向的行者必须等待直到当前通道空出为止。 3. 当独木桥上有东至西行走之人的时候,则东西朝向的人都能一起过桥;然而当从西往东走过来一个人的话就只能单独一人过去。 解决策略包括: - **方案一**: 仅使用MUTEX信号量,对于每个方向的行人进程分别执行P(MUTEX)和V(MUTEX),从而控制独木桥上的通行权。 - **方案二**: 在此基础上增加了MD(东到西)与MX(西向东),以及两个计数器CD和CX。具体逻辑包括检查当前是否有同向行人在等待,如果允许则增加相应方向的计数值,并释放对应信号量让行人过河;反之,则需要独占桥面。 这两种策略均通过PV操作实现了对独木桥问题中的同步控制与互斥访问管理。
  • 与解答.doc
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    《操作系统练习题与解答》包含了丰富的操作系统相关练习题及其详尽答案解析,适用于学习和复习各类操作系统课程。 操作系统习题及答案文档主要涉及了虚拟存储管理和可变分区存储管理两个核心概念。 1. 虚拟存储管理: - 请求分页系统:在内存有限的情况下,将部分程序的页面存放在磁盘交换区中,当需要时再调入内存。 - 缺页中断:如果执行过程中所需的页面不在内存,则产生缺页中断。系统根据替换算法把不常用的页面从内存中移出,并加载所需页面到内存。 - 页面替换算法: - FIFO(先进先出):按进入顺序逐个淘汰,可能导致Belady现象——即增加分块数量反而增加了缺页率。 - LRU(最近最少使用):将最久未使用的页面进行替换。 - OPT(最佳页面替换):理论上最优的算法,总是选择未来一段时间内不会被访问到的页面进行淘汰。但实际操作中难以实现。 2. 页面走向分析: - 给定序列模拟程序运行时页表更新过程,通过该序列可以计算不同算法下的缺页中断次数和比率。 例如,在分配3个、4个、5个或6个分块的情况下,使用FIFO、LRU及OPT方法分别进行测试,并根据得出的缺页中断数除以总访问页面数目来确定其效率。 3. Belady现象: - 使用FIFO算法时,随着可用内存单元数量增加,因为历史访问模式的影响可能会导致缺页次数上升的现象称为Belady效应。 4. 可变分区存储管理: - 连续分配方式下,有首次适应、最佳适应、最差适应和下次适应等方法来处理空闲区域。 - 首次适应:从第一个可用区开始选择满足需求的区块。 - 最佳适应:选取能满足要求且大小最小的空间以减少内存碎片问题。 - 最差适用:挑选最大的未被使用的空间,避免小单元过度分割的情况发生。 - 下次适用:从上次分配后的位置继续搜索直到找到合适的区域。 这些习题解答帮助理解操作系统如何管理和优化内存资源及页面调度策略。通过对比不同算法和方法的优点与缺点有助于在设计或改进系统时做出更明智的选择。
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    PV操作是操作系统中用于实现进程同步与互斥的一种经典原语机制,通过信号量及其相关的P(等待)和V(唤醒)操作来管理资源访问。 使用C语言实现操作系统的PV(信号量)操作来解决一个有趣的问题:桌上有一个盘子,只能存放一个水果。爸爸总是往盘子里放苹果,而妈妈总是放香蕉;儿子专等吃盘中的香蕉,女儿则专等吃盘中的苹果。请用P和V操作来设计解决方案以确保不会出现资源竞争或死锁的情况。
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    《操作系统练习题》包含了各类操作系统相关的习题和解答,旨在帮助学生加深对操作系统的理解,并为考试做好准备。 您提到的“操作系统习题.docx”这段文字本身并没有包含任何具体的联系信息或网址链接。如果需要对文档内容进行进一步的文字改写或其他处理,请提供更详细的内容描述或者具体段落,以便我能更好地帮助到您。
  • PV实验报告(
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    本实验报告深入探讨了PV操作在操作系统中的应用与实现,通过模拟经典生产者-消费者问题,验证同步机制的有效性,并分析系统性能。 这里有一份完整的PV操作实验报告可供参考。该报告包含了详细的实验目的、过程以及结果,并附有截图以供验证。如果有需要的小伙伴可以下载使用。