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一、应用题

1． 某银行提供1个服务窗口和10个供顾客等待的座位。顾客到达银行时，若有空座位，则到取号 机上领取一个号，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：

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

【答案】（1）互斥资源：取机号，故设一个互斥信号量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、无决定两营业员是否能开始服务。另外，顾客获得空座位后，需要等待叫号和被服务，顾客与营业员就服务何时开始有同步关系。设信号量teller ，customer 和mutex 初值分别为0，0和1，设waiting 为整型量，表示排队的储户数量，其初始为0, 表示顾客初始时为0, 最大不超过10 （10把座椅），各进程的具体实现如下所示：

//座椅数，也是最多排队的储户数

//定义信号量

第 2 页，共 40 页 //等待储户的柜员资源

//排队等待服务的储户数量

//对排队机操作的互斥量

//在座椅上休息等待的储户数

//储户进程

//先获得排队机

//若还有座椅则取号

//取号，占用座椅等待叫号

//告知系统储户加1

//释放排队机

//若没有座椅了，则不取号

//不取号，释放排队机

//离开

//并发调度无限循环

//叫号

//需要获得排队机的控制权

//将等候的顾客数减1

//提供柜员服务

//释放排队机

//为储户服务

//等待柜员叫号

//进入窗口被服务

2． 三个进程P1、P2, P3互斥使用一个包含N P1每次用produce （N ＞0）个单元的缓冲区。（ ）生成一个正整数并用put （ ）送入缓冲区某一空单元中；P2每次用getodd （ ）从该缓冲区中取出一个奇数并用countodd （ ）统计奇数个数；P3每次用geteven （ ）从该缓冲区中取出一个偶数并用counteven （ ）统计偶数个数。请用信号量机制实现这三个进程的同步与互斥活动，并说明所定义信号量的含义。要求用伪代码描述。

【答案】定义信号量S1控制P1与P2之间的同步；S2控制P1与P3之间的同步；empty 控制生产者与消费者之间的同步；mutex 控制进程间互斥使用缓冲区，程序如下：

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3． 为什么文件的倒排表比多重表组织方式节省空间？

【答案】倒排表有两项，一是次关键字值，二是具有相同次关键字值的物理记录号，这些记录号有序且顺序存储，不使用多重表中的指针链接，因而节省了空间。

4． 已知一个带有表头结点的单链表，结点结构为datalink , 假设该链表只给出了头指针list 。在不改变链表的前提下，请设计一个尽可能高效的算法，查找链表中倒数第k 个位置上的结点（k 为正整数）。若查找成功，算法输出该结点的data 域的值，并返回1; 否则，只返回0。要求：

（1）描述算法的基本设计思想；

（2）描述算法的详细实现步骤；

（3）根据设计思想和实现步骤，采用程序设计语言描述算法（使用C 或

，关键之处请给出简要注释。 现）

【答案】（1）算法的基本设计思想定义两个指针变量p 和q ，初始时均指向头结点的下一个结点。p 指针沿链表移动；当p 指针移动到第k 个结点时，q 指针开始与p 指针同步移动；当p 指针移动到链表最后一个结点时，因为p 和q 相隔k ，故q 指针所指元素为倒数第k 个结点。以上过程对链表仅进行一遍扫描。

（2）算法的详细实现步骤

①count=0, p 和q 指向链表表头结点的下一个结点；

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