2011 操作系统 同步问题设计 解答题
第 45 题

某银行提供 1 个服务窗口和 10 个顾客等待座位。顾客到达银行时,若有空座位,则到取号机领取一个号,等待叫号。取号机每次仅允许一位顾客使用。当营业员空闲时,通过叫号选取一位顾客,并为其服务。顾客和营业员的活动过程描述如下:

cobegin
{
    process 顾客 i 
    {
        从取号机获得一个号码;
        等待叫号;
        获得服务;
    }
    process 营业员
    {
        while (TRUE) {
            叫号;
            为顾客服务;
        }
    }
    }coend

请添加必要的信号量和 P、V(或 wait()signal())操作实现上述过程的互斥和同步。要求写出完整的过程,说明信号量的含义并赋初值。

同步问题设计

[tag_link]

1)互斥资源:取号机(一次只一位顾客领号),因此设一个互斥信号量 mutex。

2)同步问题:顾客需要获得空座位等待叫号,当营业员空闲时,将选取一位顾客并为其服务。空座位的有、无影响等待顾客数量,顾客的有、无决定了营业员是否能开始服务,故分别设置信号量 empty 和 full 来实现这一同步关系。另外,顾客获得空座位后,需要等待叫号和被服务。这样,顾客与营业员就服务何时开始又构成了一个同步关系,定义信号量 service 来完成这一同步过程。

semaphore empty   = 10;       // 空座位的数量
semaphore mutex   = 1;        // 互斥使用取号机
semaphore full    = 0;        // 已占座位的数量
semaphore service = 0;        // 等待叫号

process 顾客 i {
    P(empty);                 // 等空位
    P(mutex);                 // 申请使用取号机
    从取号机上取号;
    V(mutex);                 // 取号完毕
    V(fu11);                  // 通知营业员有新顾客
    P(service);               // 等待营业员叫号
    接受服务;
}

process 营业员 {
    while(True) (
        P(fu11);              // 没有顾客则休息
        叫号;
        V(empty);             // 离开座位
        V(service);           // 叫号
        为顾客服务;
    }
}