TYUT太原理工大学2022操作系统大题之PV操作

题型一：PV操作

前言：该题题目中会给出我们一个任务（通常可以分几步完成，每一步为一个进程），要求我们用PV操作实现该任务的同步问题，类似于这样：

首先让我们用一个简单的例子（生产者-消费者问题）来理解PV操作：

一个生产者，一个消费者，公用一个缓冲区：

该任务可分为两个部分（也就是两个进程）：进程1——生产者生产一个产品放入缓冲区；

进程2——消费者从缓冲区拿走产品进行消费。我们就是要用PV操作实现进程1、2的同步。

让我们来看一下完整的代码一：
begin //begin-end相当于{-} semaphore s1=1; //表示缓冲区是否为空，初值为1 semaphore s2=0;
//表示缓冲区中是否为满，初值为0 cobegin //cobegin与coend作用是确保P生产（进程）与P消费（进程）同步进行 process P生产
//用process定义进程 begin Ls: //Ls意味L生产，下文还有Lx表示L消费 生产一个产品; //此处中文必须写，用来解释pv操作
p(s1); //s1=s1-1=0,意味着放入了产品使缓冲区不为空 产品送往缓冲区; //此处中文必须写，用来解释pv操作 v(s2);
//s2=s2+1=1,意味着取出了产品使缓冲区为空 goto Ls; //Ls和goto Ls并用相当与while(true){
},使用它是为了确保p、v两个操作成对存在，避免发生中断 end process P消费 begin Lx: 从缓冲区取出一个产品; p(s2);
消费该产品; v（s1）; goto Lx; end coend end
我们还可以用代码二来代替代码一，如下：
semaphore s1=1; semaphore s2=0; main() { cobegin shengchan(); xiaofei(); coend
} shengchan() { while(true){ //while(true){ },使用它是为了确保p、v两个操作成对存在，避免发生中断
生产一个产品; //此处中文必须写，用来解释pv操作 p(s1); //s1=s1-1=0,意味着放入了产品使缓冲区不为空 产品送往缓冲区;
//此处中文必须写，用来解释pv操作 v(s2); } } xiaofei() { while(true){ 从缓冲区取出一个产品; p(s2);
消费该产品; v(s1); } }
考试时我们用代码一。

有了“生产者-消费者”的铺垫我们来看一下文章最开始的3道例题，加深理解

桌子上有一只盘子，每次只能放入一个水果。爸爸专向盘中放苹果，妈妈专向盘中放橘子，女儿专吃盘中的苹果，儿子专吃盘中的橘子。试用P、V
操作实现父、母、儿、女进程的同步。
begin semaphore S1=1；//（盘中是否为空） semaphore S2=0; //（盘中是否有苹果） semaphore S3=0;
//（盘中是否有橘子） cobegin 　process P父 begin Lf: 取一个苹果； P(S1); 放入苹果； 　 V(S2); goto Lf;
end process　P母 begin Lm: 取一个橘子； P(S1); 放入橘子； V(S3); goto Lm; end process P儿
begin Ls: P(S3); 从盘中取橘子； V(S1); 吃橘子； goto Ls; end process P女 begin Ld: P(S2); 　
从盘中取苹果； V(S1); 吃苹果； goto Ld; end coend end

 

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