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今有3个并发进程R、M和P,互斥使用一个可循环使用的缓冲区B,缓冲区B共有n个单元(n>0)。进程R负责从输入设备读信息,每读一个字符后,把它们存放在缓冲区B的一个单元中,进程M负责处理读入字符,若发现读入的字符中有空格,则把它改变成“;”;进程P负责把处
今有3个并发进程R、M和P,互斥使用一个可循环使用的缓冲区B,缓冲区B共有n个单元(n>0)。进程R负责从输入设备读信息,每读一个字符后,把它们存放在缓冲区B的一个单元中,进程M负责处理读入字符,若发现读入的字符中有空格,则把它改变成“;”;进程P负责把处
admin
2017-04-28
51
问题
今有3个并发进程R、M和P,互斥使用一个可循环使用的缓冲区B,缓冲区B共有n个单元(n>0)。进程R负责从输入设备读信息,每读一个字符后,把它们存放在缓冲区B的一个单元中,进程M负责处理读入字符,若发现读入的字符中有空格,则把它改变成“;”;进程P负责把处理后的字符取出并打印输出。当缓冲区单元中的字符被进程P取出后,又可用来存放下一次读入的字符。请添加必要的信号量和P、V(或wait()、signal())操作,实现上述过程中的互斥与同步。要求写出完整的过程,说明信号量的含义并赋初值。
选项
答案
本题还是一个生产者.消费者的变型,与2009年真题不同之处在于,2009年真题是一个生产者,对应两个消费者;本题是生产者.消费生产者.消费者类型,其实质是两个生产者一消费者关系。R是生产者,M是对应消费者,同时M也充当生产者,P是对应的消费者。把这些进程间的关系理清楚,是解题的基础。 本题的缓冲区B可描述为 char bufferB[n]; (1)缓冲区是一互斥资源,因此设互斥信号量mutex。 (2)上述进程的同步问题,需设置3个信号量,其中empty对应空闲的缓冲单元,初值为n;full_1对应缓冲区中待M处理的字符,初值为0; fu11_2对应缓冲区中已经处理过而待打印输出的字符,初值为0。另外,还需定义3个整型变量m、out_1、out_2,分别用来指示下一个可存放字符的缓冲单元、下一个待M处理的缓冲单元及下一个待打印输出的缓冲单元,它们的初值均为0。 过程如下: char bufferB[n] //缓冲区字符数组。 semaphore empty=n; //空闲缓冲单元数 semaphore full_1=0; //待M处理韵字符数。 semaphore fu11_2=0; //待p取出打印字符数。 semaphore mutex=1; //缓冲区的互斥访问信号量 int in=0; //指示可存放字符的缓冲单元 int out 1=0; //指示下一个待M处理的缓冲单元 int out 2=0; //指示下一个待p取出打印的缓冲单元 R() { char ch; while (1) { 从输入设备读取一个字符到ch中; Pl{empty); //检查缓冲区是否有可以存放新读入字符的缓冲单元 P (mutex)j //申请访问缓冲区 bufferBein]=ch; //存放新读入字符的缓冲单元 V(mutex); //释放缓冲区 v(full_1); //待M处理的字符数增1 in=(in+1)%n; //in指针后移,遇末循环到0单元 } } M() //读者可参照R()自行写出注释 { while (1) { P(full1); P (mutex), if (bufferB[out 1]==’ ’) buffer[out 1]=’;’; V (mutex); V(full 2); out_1=fout 1+1)%n; } } P() //读者可参照R()自行写出注释 { char ch while (1) { P( fu11_2); P (mutex); ch=bufferB[out 2]; V (mutex); V (empty); out_2=(out 2+1) %n; 将字符ch打印输出; } }
解析
同步和互斥的解题思路为
(1)分清哪些是互斥问题(互斥访问临界资源的),哪些是同步问题(具有前后执行顺序要求的)。
(2)对互斥问题要设置互斥信号量,不管具有互斥关系的进程有几个或几类,通常都只设置一个互斥信号量,且初值为1,代表一次只允许一个进程对临界资源访问。
(3)对同步问题要设置同步信号量,通常同步信号量的个数与参与同步的进程种类有关,即同步关系涉及几类进程,就有几个同步信号量。同步信号量表示该进程是否可以开始或该进程是否已经结束。
(4)在每个进程中用于实现互斥的PV操作必须成对出现;用于实现同步的PV操作也必须成对出现,但可以分别出现在不同的进程中;在某个进程中如果同时存在互斥于同步的P操作,则其顺序不能颠倒,必须先执行对同步信号量的P操作,再执行对互斥信号量的P操作,但V操作的顺序没有严格要求。
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计算机408题库学硕统考专业分类
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