● 某学校开水房有4台刷卡机,100个自动水龙头。当学生打水时,只要有刷卡机空闲就让学生进入开水房

Question

● 某学校开水房有4台刷卡机，100个自动水龙头。当学生打水时，只要有刷卡机空闲就让学生进入开水房先刷完卡，如果此时还有水龙头空闲，就允许学生打水，否则等待直到有水龙头空闲。其工作流程如下图所示。为了利用PV操作正确地协调他们之间的工作，设置了两个信号量S1和S2，且S1的初值为4，S2的初值为100。图中的a应填写（1） ；图中的b、c和d应分别填写（2） 。

（1）A.P(S1) B.P(S2) C.V(S1) D.V(S2)

（2）

A.P(S2)、V（S2）和V（S1） B.P（S1）、V（S1）和V（S2）

C.V（S1）、P(S2)和V(S2) D.V（S2）、P（S1）和V（S1）

Answer 1

正确答案：A,C
首先要理解好P、V操作的含义。假设信号量为sem，则：P原语的主要操作是：（1）sem减1；（2）若sem减1后仍大于或等于零，则该进程继续执行；（3）若sem减1后小于零，则该进程被阻塞，在相应队列中排队，然后转向系统的进程调度。V原语的主要操作是：（1）sem加1；（2）若相加结果大于零，则进程继续执行；（3）若相加结果小于或等于零，则唤醒一阻塞在该信号量上的进程，然后再返回原进程继续执行或转进程调度。当信号量S小于0时，其绝对值表示系统中因请求该类资源未被满足而被阻塞的进程数目，S大于0时表示可用的临界资源数。对于V操作有一些说明，以纠正理解偏差：Sem大于0的确表示有临界资源可供使用，而且这个时候没有进程被阻塞在这个资源上，也就是说没有进程因为得不到这类资源而阻塞，所以没有被阻塞的进程，自然不需要唤醒。有人可能会问：当Sem小于0时表明没有临界资源可供使用，为什么还要唤醒进程？这是因为，V原语操作的本质在于：一个进程使用完临界资源后，释放临界资源，使Sem加1，以通知其它的进程，这个时候如果Sem<0，表明有进程阻塞在该类资源上，因此要从阻塞队列里唤醒一个进程来“转手”该类资源。比如，有2个某类资源，三个进程A、B、C、D要用该类资源，最开始Sem=2，当A进入，Sem=1，当B进入Sem=0,表明该类资源刚好用完，当C进入时Sem=-1,表明有一个进程被阻塞了，D进入，Sem=-2。当A用完该类资源时，进行V操作，Sem=-1，释放该类资源，而这时Sem<0,表明有进程阻塞在该类资源上，于是唤醒一个。有了上述对PV操作的正确理解，那这道题就很好解决了。S1的初值为4，显然表明最开始有4个“刷卡机”这种资源，当学生打水刷卡时要用去一个这样的资源，于是a显然填P(S1)。当刷完卡之后，学生进程要释放“刷卡机”资源，于是b显然填V（S1）。从图中可看出，接着要看是否有水龙头空闲，同理，学生要用去一个“水龙头”资源，于是c应该填P(S2)。最后，d显然填V(S2)了。值得一提的是，很多人记不清是P操作加1还是V操作加1，这里给大家提供一个小窍门，大家看字母“V”，从下往上它是逐渐变大的，这“表明”V操作是对信号量进行加1操作。