1.問答題:有乙個檔案f,有a,b兩組程序共享這個檔案，同組的程序可以同時讀檔案f,但當有a組(或b組)的程序在讀檔案f時就不允許b組(或a組）的程序讀,
解:定義兩個計數器c1,c2,分別記錄a組和b組中讀檔案的程序數,三個訊號量s1,s2,sab,其中s1用於通知a組程序已經有b組程序在讀檔案f了,s2用於通知b程序已經有a程序在讀檔案f了,sab用於實現對共享變數c1和c2以及臨界區的互斥訪問.
begin
var s1,s2,sab:semaphore = 1,1,1;
c1,c2:integer = 0,0;
process a-i(i=1,2)
begin
repeat
p(sab);
c1 = c1+1;
if(c1=1) then p(s2);
v(sab);
讀檔案f;
p(sab)
c1 = c1-1;
if(c1==0)v(s2)
v(sab)
until false
end
process b-i(i=1,2)
begin
repeat
p(sab);
c2 = c2+1;
if(c2=1) then p(s1);
v(sab);
讀檔案f;
p(sab)
c2 = c2-1;
if(c2==0)v(s1)
v(sab)
until false
end
end
2,應用題:get程序讀資料到buffer1裡，然後程序copy從buffer1裡的資料複製到buffer2裡，再由put程序取出buffer2裡的資料去進行列印.
分析:這是兩個階段的生產-消費問題.第一階段的生產者和消費者是get和copy,第二階段的生產者和消費者是copy和put.為簡單計,假設buffer1,buffer2 都是單緩衝區,因此只要設4個訊號量empty1,full1,empty2,full2,就可以了.
begin
buffer:integer
empty1,empty2,full1,full2,:semaphore=1,1,0,0;
cobegin
process get
begin
repeat
讀資料p(empty1);
把資料放到buffer1裡
v(full1);
until false
endprocess copy
begin
repeat
p(full1)
從buffer1裡讀出資料
v(empty1);
p(empty2)
把資料放到buffer2裡
v(full2)
until false
endprocess put
begin
repeat
p(empty2)
從buffer2裡讀出資料
v(full2);
列印資料
until false
endcoend
end3.輸入程序輸入資料到緩衝區buffer1中，計算程序從buffer1中讀出資料進行計算,並把結果送入buffer2,然後列印程序從buffer2中讀出結果進行列印.假設緩衝區大小分別為n1和n2.
begin
buffer:integer
empty1,empty2,full1,full2,mutex1,mutex2:semaphore=n1,n2,0,0,1,1;
cobegin
process input
begin
repeat
輸入資料
p(empty1);
p(mutex1);
把資料放到buffer1裡
v(mutex1);
v(full1);
until false
endprocess compute
begin
repeat
p(full1)
p(mutex1);
從buffer1裡讀出資料
v(mutex1);
v(empty1);
p(empty2)
p(mutex2);
把資料放到buffer2裡
v(mutex2);
v(full2);
until false
endprocess print
begin
repeat
p(empty2)
p(mutex2);
從buffer2裡讀出資料
v(full2);
v(full2);
列印資料
until false
endcoend
end4.過橋問題.
(1)橋每次只能有一輛車通過,
(2)不允許兩車交會,但允許同方向的多輛車依次通過
解:(1)
begin
mutex:semaphore=1;
cobegin
process scar//南邊來的車
begin
come;
p(mutex);
過橋;v(mutex);
go;end
process ncar//北邊來的車
begin
come;
p(mutex);
過橋;v(mutex);
go;end
coend
end(2)
begi
var smutex=1,nmutex=1,mutex=1:semaphore;
scarcount=0,ncarcount=0:integer;
cobegin
process scari(i=1,2)
begin
p(smutex);
if(scarcount=0) then p(mutex);
scarcount = scarcount +1;
v(smutex);
過橋；p(smutex);
scarcount = scarcount -1;
if(scarcount=0) then v(mutex);
v(smutex);
endprocess ncarj(j=1,2)
begin
p(nmutex);
if(ncarcount=0) then p(mutex);
ncarcount = ncarcount +1;
v(nmutex);
過橋；p(nmutex);
ncarcount = ncarcount -1;
if(ncarcount=0) then v(mutex);
v(nmutex);
endcoend
end5.在管道通訊機制中，用訊號量描述讀程序和寫程序訪問管道檔案的過程，假設管道檔案大小為10kb.
分析:在unix系統中，利用乙個開啟的共享檔案來連線兩個相互通訊的程序，這個共享檔案叫管道．作為管道輸入的傳送程序，以字元流的形式將資訊送入管道，而作為管道輸出的接收程序，從管道中獲取資訊．管道通訊機制要提供三方面的協調能力：(1)互斥．當乙個程序對管道進行讀／寫操作時，另乙個程序必須等待．(2) 同步．當寫程序把資料寫入管道後便去睡眠等待，直到輸出程序取走資料後喚醒它．若一次寫入的資料超過緩衝區剩餘空間的大小，當緩衝區滿時，寫程序必須阻塞，並喚醒讀程序。(3)對方是否存在．只有確定對方存在時，才能夠進行通訊．
本題只需要考慮互斥，同步問題。由於只有一對程序訪問管道，因此不需要設定互斥訊號量，只要設定兩個同步訊號量empty,full．分別表示管道可寫和可讀．
begin
pipe:array[09] of kilobytes;
ts=10,length,in=0,out=0:integer;
empty,full:semaphore=1,0;
cobegin
process pipewriter
begin
repeat
產生資料；
p(empty);
length = data length;
while(length>0 and ts>0)
begin
pipe[in] = data of 1kb;
in = (in+1) mod n;
ts = ts-1;
length = length - 1;
endv(full);
endprocess consumer
begin
repeat;
p(full);
從緩衝區取出一件物品;
out = (out+1) mod n;
ts = ts +1;
v(empty);
endcoend
end
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