系统中有多个生产者进程和消费者进程，共享用一个可以存1000个产品的缓冲区（初始为空），当缓冲区未满时，生产者进程可以放入1件其生产的产品，否则等待；当缓冲区不空时，消费者进程可以取走1件产品，否则等待。要求1个消费者进程从缓冲区连续取出10件产品后，其他消费者进程才可以取产品，请用信号量p，v（或wait()、signal()）操作实现进程间的互斥和同步，要求写出完整的过程；并指出所用信号量的含义和初值。

### 回答1：
该系统需要使用两个信号量：一个用于互斥访问缓冲区，一个用于同步生产者和消费者进程。

互斥信号量的初值为1，表示缓冲区只能被一个进程访问。每个进程在访问缓冲区前需要执行P操作，如果信号量的值为，则进程需要等待。

同步信号量的初值为，表示缓冲区中没有产品可供消费。每个生产者在放入产品后需要执行V操作，将同步信号量的值加1；每个消费者在取出产品后需要执行V操作，将同步信号量的值减1。如果同步信号量的值为，则消费者需要等待。

完整的过程如下：

1. 初始化互斥信号量mutex为1，同步信号量sync为。

2. 生产者进程执行如下操作：

a. 执行P(mutex)，获取缓冲区的访问权。

b. 如果缓冲区未满，则放入1件产品，缓冲区数量加1。

c. 执行V(mutex)，释放缓冲区的访问权。

d. 执行V(sync)，将同步信号量的值加1。

3. 消费者进程执行如下操作：

a. 执行P(sync)，等待缓冲区中有产品可供消费。

b. 执行P(mutex)，获取缓冲区的访问权。

c. 如果缓冲区不空，则取出1件产品，缓冲区数量减1。

d. 执行V(mutex)，释放缓冲区的访问权。

e. 如果该消费者已经取出了10件产品，则执行V(sync)，将同步信号量的值减1，其他消费者可以继续取产品。

4. 所有进程执行完毕后，释放信号量的资源。

a. 执行sem_destroy(&mutex)，释放互斥信号量的资源。

b. 执行sem_destroy(&sync)，释放同步信号量的资源。

需要注意的是，如果有多个消费者进程，需要使用一个计数器来记录每个消费者已经取出的产品数量，以便判断是否已经取出了10件产品。计数器的初值为，每个消费者进程需要在取出产品后将计数器加1。

### 回答2：
该问题中需要用到3个信号量。

信号量S1：表示缓冲区空的信号量，初值为1000，每当有一个消费者从缓冲区中取出一个产品时，S1增加1，每当一个生产者向缓冲区中放入一个产品时，S1减少1。

信号量S2：表示缓冲区满的信号量，初值为0，每当有一个生产者向缓冲区中放入一个产品时，S2增加1，每当一个消费者从缓冲区中取出一个产品时，S2减少1。

信号量S3：表示互斥锁，初值为1，用于保护缓冲区的访问，防止多个进程同时访问缓冲区导致数据错误。

以下为该问题的解决方案：

1. 在每个生产者和消费者进程中加入互斥锁的保护，即在访问缓冲区的时候首先对S3进行操作，在进入临界区之前进行P操作（申请资源），离开临界区时进行V操作（释放资源）。

2. 生产者进程的主要操作过程为：不断生成产品，当产品数量小于1000时，首先申请S3资源（P操作），然后检查缓冲区是否已满，若已满则等待（阻塞），否则将产品放入缓冲区，S1减1，S2加1，并输出当前产品数量。最后释放S3资源（V操作）。

3. 消费者进程的主要操作过程为：不断取出产品，每次取10件，当产品数量大于等于10时，首先申请S3资源（P操作），然后检查缓冲区是否为空，若为空则等待（阻塞），否则从缓冲区取出10件产品，S1加10，S2减10，并输出当前产品数量。最后释放S3资源（V操作）。

4. 以上操作中需要注意对于S2的操作，因为取10件产品是需要一次性取完的，如果S2的值小于10，则需等待其他消费者吧缓冲区中的产品取走再继续取出10件产品，可以使用一个计数变量来判断，当计数变量达到10时才执行S2减10的操作。

5. 确保在访问共享资源时首先申请互斥锁（P(S3)），然后释放互斥锁（V(S3)）是十分必要的，如果不进行互斥操作，可能会导致多个进程同时访问缓冲区导致数据错误。

综上所述，使用三个信号量S1、S2和S3，它们分别表示缓冲区空间大小、缓冲区使用大小和互斥锁。在生产者与消费者中对信号量进行P、V操作，即对进程的阻塞和解除阻塞，以达到进程的同步和互斥。

### 回答3：
该系统需要使用三个信号量，分别是empty、full和mutex。

其中，empty的初值为1000，表示缓冲区的剩余可用空间，每放入一个产品则减1；full的初值为0，表示缓冲区中已经使用的数量，每取出一个产品则加1；mutex的初值为1，表示互斥访问缓冲区的资源。

生产者进程的代码如下：

while(true){
    p(empty); //等待缓冲区有空间
    p(mutex); //申请缓冲区的互斥
    produceItem(item); //生产商品
    putItemIntoBuffer(item); //把商品放入缓冲区
    v(mutex); //释放缓冲区的互斥
    v(full); //缓冲区有商品了，可以供消费者进程消费
}

消费者进程的代码如下：

while(true){
    p(full); //等待缓冲区中有商品可以消费
    p(mutex); //申请缓冲区的互斥
    for(int i = 0; i < 10; i++){ //连续取出10件商品
        consumeItem(item); //消费商品
        removeItemFromBuffer(item); //从缓冲区中取出商品
    }
    v(mutex); //释放缓冲区的互斥
    v(empty); //缓冲区有空位了，可以供生产者进程放置商品
}

其中，p代表获取信号量，v代表释放信号量。

以上的代码保证了生产者进程和消费者进程之间的互斥和同步，避免了竞态条件的发生。生产者进程在放入商品之前需要等待缓冲区有空位，并且在放入商品后要及时通知消费者进程可以进行消费；消费者进程在取出商品之前需要等待缓冲区中有商品，并且在取出商品后也要及时通知生产者进程可以放置新商品。而消费者连续取出10件商品的要求，则通过在消费者进程中的代码段中增加一个for循环来实现。