假定有一个可容纳100人的阅览室，读者进入和离开时都必须在门口的一个登记表上登记，每次只允许一个登记。试设必要的信号量及赋初值，用P、V操作写出其同步算法。

为了实现这个同步问题，可以使用如下的信号量：

1. count：用于记录阅览室内的读者数量，初值为0。
2. mutex：用于实现对登记表的互斥访问，初值为1。

同步算法如下：

读者进入阅览室：

P(mutex)  //获取对登记表的互斥访问
if count < 100 then
    count = count + 1  //阅览室内人数加1
    //在登记表上登记
end if
V(mutex)  //释放对登记表的互斥访问

读者离开阅览室：

P(mutex)  //获取对登记表的互斥访问
count = count - 1  //阅览室内人数减1
//在登记表上登记
V(mutex)  //释放对登记表的互斥访问

需要注意的是，在登记表上登记的部分需要在进入和离开阅览室的代码中进行操作，具体实现可以根据实际情况进行调整。

相关问题

4.假定一个阅览室最多可容纳100人，读者进入和离开阅览室时都必须在阅览室门口的一个登记表上进行登记，而且每次只允许一人进行登记操作。完成用信号量实现该过程的算法描述。

可以使用三个信号量来实现该过程：`mutex`、`enter`和`leave`。

- `mutex`用于对阅览室的读者数量进行互斥访问，防止多个线程同时访问该变量导致读者数量出错。
- `enter`用于限制进入阅览室的读者数量不超过100人。
- `leave`用于限制离开阅览室的读者数量不超过当前阅览室内的读者人数。

具体算法描述如下：

mutex = Semaphore(1) # 初始化互斥信号量为1
enter = Semaphore(100) # 初始化进入信号量为100（阅览室最多可容纳100人）
leave = Semaphore(0) # 初始化离开信号量为0

def reader_enter():
    enter.acquire() # 进入信号量-1
    mutex.acquire() # 互斥信号量-1
    # 更新阅览室内的读者数量
    reader_count += 1
    mutex.release() # 互斥信号量+1

def reader_leave():
    mutex.acquire() # 互斥信号量-1
    # 更新阅览室内的读者数量
    reader_count -= 1
    mutex.release() # 互斥信号量+1
    leave.release() # 离开信号量+1

读者进入阅览室时，首先需要获取进入信号量，保证阅览室内的读者数量不超过100人。然后获取互斥信号量，更新阅览室内的读者数量。读者离开阅览室时，需要获取互斥信号量，更新阅览室内的读者数量，然后释放离开信号量，保证离开阅览室的读者数量不超过当前阅览室内的读者人数。

假定有一个可容纳300人的阅览室，读者进入时必须在门口的一台电脑上登记，离开时必须在该电脑上销号，每次只允许一人登记或销号。试设置必要的信号量及赋初值，用P、V操作描写其同步算法。

根据题目描述，阅览室最多容纳300人，因此可以设置一个计数信号量count，表示当前阅览室中的人数。另外，由于每次只允许一人登记或销号，因此需要设置两个互斥信号量mutex1和mutex2，分别用于登记和销号操作的互斥。

初始时，阅览室中没有人，因此count的初值为0，mutex1和mutex2的初始值都为1。

登记操作的同步算法：

P(mutex1)     // 申请登记互斥信号量
if count == 300:   // 如果阅览室已满，则等待
    wait()
count += 1     // 人数加1
if count == 1:    // 如果是第一个进入阅览室的人，则申请销号互斥信号量
    P(mutex2)
V(mutex1)     // 释放登记互斥信号量

销号操作的同步算法：

P(mutex2)     // 申请销号互斥信号量
count -= 1     // 人数减1
if count == 0:    // 如果是最后一个离开阅览室的人，则释放登记互斥信号量
    V(mutex1)
V(mutex2)     // 释放销号互斥信号量

其中wait()表示等待操作，它会使当前进程进入阻塞状态，等待被唤醒。在这个例子中，等待操作可以用条件变量来实现。具体来说，可以设置一个条件变量cond，表示阅览室已满，当count达到300时，进程在wait()处等待被唤醒。当有人离开阅览室时，如果有进程在cond上等待，则唤醒其中的一个进程。这里只给出wait()和唤醒操作的代码，完整的同步算法见上面的代码：

wait():
    while count == 300:   // 如果阅览室已满，则等待
        wait(cond)

唤醒等待的进程：
    if count < 300:    // 如果阅览室没有满，则唤醒等待的进程
        signal(cond)