进程同步练习题
1. 在公共汽车上，司机和售票员的工作流程如图所示。为保证乘客的安全，司机和售票员应密切配合协调工作。请用信号量来实现司机与售票员之间的同步。
司机 售票员 启动车辆 关车门 正常行车 售票 到站停车 开车门 图 司机和售票员工作流程图
①约束：怎么密切配合协调工作才能保证安全呢？
a)关车门之后再启动车辆；利用前驱图解释b)到站停车之后再开车门；②根据约束定义信号量；
关车门和启动车辆需要一个信号量进行同步S1；到站停车和开车门之间需要一个信号量进行同步S2；③建立几个进程呢？
a)为司机建立一个进程Driver；b)为售票员建立一个进程Conductor；Driver： Repeat
启动车辆；正常行驶；到站停车； Until false;
Conductor： Repeat
关车门； 售票；
开车门； Until false;④加入同步关系：
Var s1,s2:semorphore=0,0;
Driver： Repeat
Wait (s1);启动车辆；正常行驶；到站停车；Signal(s2)
Until false;
Conductor： Repeat
关车门；
Signal(s1); 售票；Wait(s2) main(){ }
2. 桌子上有一只盘子，盘子中只能放一只水果。爸爸专向盘子中放苹果，妈妈专向盘子中放橘子，一个儿子专等吃盘子中的橘子，一个女儿专等吃盘子中的苹果。用PV操作实现他们之间的同步机制。分析：①约束：
a)爸爸和妈妈竞争盘子，往盘子放水果，爸爸在放时，妈妈等待，或者相反；b)爸爸和女儿要同步，即爸爸放完苹果之后通知女儿来吃；同时女儿吃完之后要通知
盘子可用；
c)妈妈和儿子要同步，即妈妈放完橘子之后通知儿子来吃；同时儿子吃完之后要通知
盘子可用；
② 经上述分析可知：
需要3个信号量：S1表示临界资源盘子，初值1；爸爸和女儿需要一个信号量进行同步S2=0
妈妈和儿子需要一个信号量进行同步S3=0;③建立进程？爸爸：
妈妈：
女儿：
儿子：
Driver();Conductor ();
开车门；
Until false;
Repeat 取一个苹果； 子；
放入盘子； Until false; ④ 加入同步关系。爸爸： Repeat 取一个苹果； Wait(S1); 放入盘子； Signal(S2); Until false;
repeat 取一个橘子； 放入盘子 Until false; 妈妈： repeat 取一个橘子； Wait(S1); 放入盘子 Signal(S3); Until false;
repeat 从盘子取一个苹果； 吃苹果； Until false; 女儿： repeat wait(S2); 从盘子取一个苹果； signal(S1); 吃苹果； Until false;
repeat
从盘子取一个橘吃橘子；Until false;儿子：repeatwait(S3);
从盘子取一个橘子；signal(S1);吃橘子；Until false;
3. a，b两点之间是一段东西向的单行车道，现要设计一个自动管理系统，管理规则如下：（1）当ab之间有车辆在行驶时同方向的车可以同时驶入ab段，但另一方向的车必须在ab段外等待；
点和b点同时驶入；
（3）当某方向在ab段行驶的车辆驶出了ab段且暂无车辆进入ab段时，应让另一方向等待的车辆进入ab段行驶。
请用信号量为工具，对ab段实现正确管理以保证行驶安全。分析：① 约束：
a)ab两点的单行车道是一种临界资源；两端的车辆对该资源进行竞争；b)同步关系：（1），（3）；② 经上述分析可知：
首先，设置互斥信号量Sab=1，用于a、b点的车辆互斥进入ab段；
然后，分别设置共享变量ab=0用于记录当前ab段上由a点进入的车辆数量；共享变量ba=0用于记录当前ab=段上由b点进入车辆的数量；
最后，设置互斥信号量S1=1用于ab段的车辆互斥访问共享变量ab；设置互斥信号量S2=1用于ba段的车辆互斥访问共享变量ba③建立进程？
semaphore S1=1,S2=1,Sab=1;int ab=ba=0;
（2）当ab之间无车辆在行驶时，到达a点（或b点）的车辆可以进入ab段，但不能从a
Pab： Repeat Wait(S1) abcount=abcount+1; if abcount==1 then wait(sab) signal(S1) 进入车道行驶； Wait(s1) abcount=abcount-1; if abcount==0 then signal(sab) signal(s1) until false;
main(){ }
Pab();Pba();
pba：repeatWait(s2)
bacount=bacount+1;if bacount==1 then wait(sab)signal(s2)进入车道行驶；Wait(s2)bacount=bacount-1;
if bacount==0 then signal(sab)signal(s2); until false;
5．一条河上架设了由若干个桥墩组成的一座桥。若一个桥墩只能站一个人，过河的人只能沿着桥向前走而不能向后退。过河时，只要对岸无人过，就可以过。但不允许河对岸的两个人同时过，以防止出现死锁。请给出两个方向的人顺利过河的同步算法。分析：①约束：
a)桥属于临界资源，两岸的人对该资源进行竞争；
b)桥上的人数是有限制的，设这个桥由N个桥墩构成，桥上同时只能有N个人过桥，
其它人要进行等待。相当于共享资源数。
②设置信号量
信号量s：互斥使用桥，初值为1变量count1：方向1上过河人计数器变量count2：方向2上过河人计数器
信号量scount1：对方向1上过河人计数器count1的互斥使用，初值为1信号量scount2：对方向2上过河人计数器count2的互斥使用，初值为1信号量scount：代表桥上过河人的计数信号量，初值为桥墩个数N③ 建立进程
Semaphore s, scount1, scount2, scount;int count1, count2;
s=1; scount1=1; scount2=1; scount=N;count1=0; count2=0;void direct1(int i){
wait(scount1);count1++;if(count1==1)
wait(s);signal(scount1);wait(scount); 上桥，过桥，下桥；signal(scount);wait(scount1);count1--;if(count1==0) }
void direct2(int i){
wait(scount2);count2++;if(count2==1)
wait(s);signal(scount2);wait(scount);上桥，过桥，下桥；signal(scount);wait(scount2);count2--;if(count2==0)
signal(s);signal(scount1);
[VIP专享]进程同步典型例题(操作系统)
