操作系统PV操作应用解析：图书馆与独木桥问题

"操作系统pv操作练习题，包括图书馆座位管理、独木桥通行控制和俱乐部服务场景的应用。" 操作系统中的PV操作是荷兰计算机科学家Dijkstra提出的信号量机制，用于解决进程间的同步与互斥问题。PV操作是基于临界区概念的，临界区是指进程中访问共享资源的那段代码。在多进程环境中，每个进程必须互斥地进入自己的临界区，以防止数据竞争和不一致性。 1. 图书馆座位管理： - 解（1）采用了一个信号量S（初始值为100）来表示剩余座位数，以及一个互斥信号量MUTEX（初始值为1）来保证对登记表的操作是互斥的。读者进入时先执行P(S)，确保有空位，然后P(MUTEX)进入临界区登记，读完后V(MUTEX)释放临界区，V(S)表示离开座位。如果图书馆无座位，P(S)会阻塞等待。 - 解（2）使用了一个整型变量COUNT（初始值为100）记录剩余座位数，同样使用互斥信号量MUTEX。当无座位时，读者直接返回，避免了等待。 2. 独木桥通行控制： - 解（1）简单地设置了一个互斥信号量MUTEX（初始值为1），每次只有一个行人过桥。P(MUTEX)表示获取过桥权，过桥后V(MUTEX)释放权。 - 解（2）引入了两个计数信号量MD和MX（初始值都为1）以及互斥信号量MUTEX。东向西的行人使用MD，西向东的行人使用MX。当同方向行人过桥时，相应计数器增加，反之则需等待。 - 解（3）与解（2）类似，只是针对西向东的行人恢复到了单个通行的状态，即与解（1）相同。 3. 俱乐部服务场景： - 在这个情景中，需要两个互斥信号量SY和SH分别对应送烟和送火的服务，以及两个条件变量CY和CH。当顾客请求烟或火时，必须等待相应的服务员准备好。信号量的初值设定未给出，但一般来说，初始值应为0，表示服务未准备好。顾客通过P(SY)或P(SH)请求服务，服务完成后V(SY)或V(SH)通知顾客可以接受服务。若服务员无任务，他们将被挂起，直到有新的请求。 这些题目旨在训练学生对PV操作的理解和应用，以解决实际问题中的同步和互斥。通过对这些例子的分析，可以深入理解PV操作如何帮助构建多进程环境下的并发控制策略，防止数据错误和死锁情况的发生。