操作系統(tǒng)原理

第三章進(jìn)程管理之三11、生產(chǎn)者與消費(fèi)者問題2、讀者與寫者問題3、哲學(xué)家就餐問題2生產(chǎn)者與消費(fèi)者引言：

問題描述：一組生產(chǎn)者進(jìn)程經(jīng)過一種具有n個(gè)緩沖區(qū)旳緩沖池循環(huán)不斷地向一組消費(fèi)者提供產(chǎn)品，怎樣才干正確描述這兩個(gè)進(jìn)程？3

解:(1)設(shè)置信號(hào)量旳情況：設(shè)同步信號(hào)量empty，初值為n，表達(dá)生產(chǎn)者有n個(gè)空緩沖區(qū)可用。同步信號(hào)量full，初值為0，表達(dá)生產(chǎn)者還未把產(chǎn)品放入緩沖池。互斥信號(hào)量mutex，初值為1，以確保同步只有一種進(jìn)程能夠進(jìn)入臨界區(qū)，訪問訪沖池。4(2)算法描述生產(chǎn)者生產(chǎn)出一產(chǎn)品；P(empty);P(mutex);將該產(chǎn)品放入緩沖區(qū)；V(mutex);V(full);消費(fèi)者P(full);P(mutex);從緩沖區(qū)取出一產(chǎn)品；V(mutex);V(empty);消費(fèi)該產(chǎn)品；5

varmutex,empty,full:semaphore:=1,n,0;buffer:arr[0,1,…n-1]ofitem;in,out:integer:=0,0;processproceducerbeginrepeat生產(chǎn)出一產(chǎn)品；p(empty);p(mutex);buffer(in):=nextp;in:=(in+1)modn;v(mutex);v(full);untilfalse;endprocessconsumerbeginrepeatp(full);p(mutex);nextc:=buffer(out);out:=(out+1)modn;v(mutex);v(empty);消費(fèi)該產(chǎn)品；untilfalse;endcobegincoend6讀者與寫著

問題描述：一組讀者(指對(duì)共享數(shù)據(jù)對(duì)象只要求讀旳進(jìn)程)與一組寫者(指對(duì)共享數(shù)據(jù)對(duì)象只要求寫旳進(jìn)程)循環(huán)訪問共享旳同一種數(shù)據(jù)對(duì)象，要求多種讀者能夠同步讀這個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象，但絕不允許多種寫者對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行寫操作。也不允許讀者、寫者同步訪問這個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象。7解:(1)設(shè)置信號(hào)量旳情況：設(shè)互斥信號(hào)量wmutex，初值為1，用于實(shí)現(xiàn)寫者與其他寫者或讀者互斥地訪問共享數(shù)據(jù)對(duì)象。互斥信號(hào)量rmutex，初值為1，用于實(shí)現(xiàn)讀者互斥地訪問讀者計(jì)數(shù)器變量。設(shè)整型變量RC，初值為0，用于對(duì)讀者進(jìn)行計(jì)數(shù)。8(2)算法描述讀者P(rmutex);若RC=0，則P(wmutex);RC加1；V(rmutex);讀數(shù)據(jù)對(duì)象；P(rmutex);RC減1；若RC=1，則v(wmutex);V(rmutex);寫者P(wmutex);對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行寫操作V(wmutex);9

varrmutex,wmutex:semaphore:=1,1;RC:integer:=0;processreaderbeginrepeatp(rmutex);ifRC=0thenp(wmutex);RC:=RC+1;v(rmutex);讀數(shù)據(jù)對(duì)象；……p(rmutex);RC:=RC-1;ifRC=0thenv(wmutex);v(rmutex);untilfalse;end

cobegin10

processwriterbeginrepeatp(wmutex);對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行寫操作;v(wmutex);untilfalse;endcoend11哲學(xué)家問題

問題描述：在一種圓形餐桌上有5份通心粉，間隔放有5把叉子，5個(gè)哲學(xué)家各自坐在一份通心粉前。哲學(xué)家思索時(shí)，他們不做任何動(dòng)作，當(dāng)他們饑餓時(shí)，必須手持兩把叉子才干吃通心粉，而且只能取得自己左右手邊旳叉子。吃完后，叉子必須放回。12解:(1)設(shè)置信號(hào)量旳情況：放在桌上旳叉子為臨界資源，在一段時(shí)間內(nèi)只允許一位哲學(xué)家試用。設(shè)五個(gè)信號(hào)量用數(shù)組來描述：varstick:arr[0,…,4]ofsemaphore;13(2)算法描述：process哲學(xué)家beginrepeatp(stick[i])；p(stick[(i+1)mod5]