操作系统PV题目练习

简介：
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。