第7章进程同步

第7章 进程同步练习题一、 单项选择题1、 P、V操作是（A）。A两条低级进程通信原语B两组不同的机器指令C两条系统调用命令D两条高级进程通信原语2、 对进程的管理和控制使用（B）。A指令B原语C信号量D信箱通信3、 若P、V操作的信号量S初值为2,当前值为-1,则表示有（B）等待进程。A0个B1个C2个D3个4、 用P、V操作管理（互斥）临界区时，信号量的初值应定义为（C）。A-lBOC1D任意值5、 用V操作唤醒一个等待进程时，被唤醒进程的状态变为（B）。A等待B就绪C运行D完成6、 进程间的同步是指进程间在逻辑上的相互（B）关系。A联接B制约C继续D调用7、 （D）是一种只能进行P操作和V操作的特殊变量A调度B进程C同步D信号量8、 （B）是解决进程间同步和互斥的一对低级通信原语。Alock和uiilockBP和VCW和SDsend和receive8、 在操作系统中，解决进程间的（D）和（B）问题的一种方法是使用（F）。A调度B互斥C通讯D同步E分派F信号量9、 用P、V操作可以解决（A）互斥问题A一切B某些C正确D错误10、 对于两个并发进程，设互斥信号量为mutex,若mutex=0,则（B）A表示没有进程进入临界区B表示有一个进程进入临界区C表示有一个进程进入临界区，另一个进程等待进入D表示有两个进程进入临界区11、 两个进程合作完成一个任务，在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来消息，或者建立某个条件后再向前执行，这种制约性合作关系被称为进程的（A）A同步B互斥C调度D执行二、 填空题1、 信号量的物理意义是当信号量值大于零时表示（可用资源的数目）；当信号量值小于零时,其绝对值为（因请求该资源而被阻塞的进程数目）。2、 临界资源的概念是（一次仅允许一个进程访问的资源），而临界区是指（进程中访问临界资源的那段程序代码）。3、 系统中各进程之间逻辑上的相互制约关系称为（进程同步）。4、 若一个进程己进入临界区，其他欲进入临界区的进程必须（等待）。5、 用P、V操作管理临界区时，任何一个进程在进入临界区之前应调用（P）操作，退出临界区时应调用（V）操作。6、 在多道程序系统中，进程之间存在着的不同制约关系可以划分为两类：（同步）与（互斥）。（同步）指进程间具有一定逻辑关系；（互斥）是指进程间在使用共享资源方面的约束关系。7、 对于信号量可以做（P）操作和（V）操作，（P）操作用于阻塞进程，（V）操作用于释放进程，程序中的（P）和（V）操作应谨慎使用，以保证其使用的正确性，否则执行时可能发生死锁。8、 操作系统中，对信号量S的P操作定义中，使进程进入相应等待队列等待的条件是（SVO）三、 解析题1、 在生产者和消费者问题中，如果对调生产者（消费者）进程中的两个P操作和V操作,可能发生什么情况？。2、 在测量控制系统中，数据采集任务把采集的数据送入-•单缓冲区，计算任务从该单缓冲区中取出数据进行计算，试写出利用信号量机制实现两者共享单缓冲区的同步算法。（本题实际上是一个生产者/消费者问题，将生产者/消费者问题抽象出来，以另外一种形式描述是一种常见的试题形式）IntSe=l;/*信号量SE用于表示缓冲区有无空位置存放新的信息。*/IntSF=O;/*信号量SF用于表示缓冲区中有无可供计算的信息。*/Main（）get();compute();}get。（:while（采集工作未完成）{采集一个数据；P（SE）；将数据送入缓冲区；V（SF）；••}compute（）{:while（计算工作未完成）（P（SF）；从缓冲区取出数据；V（SE）；）..）3、**在视频通信系统中，由进程PA采集一帧图像信息并存入环形缓冲区buffer,进程PB从buffer中取一帧数据进行处理，假设buffer的大小为11,试用P、V操作实现PA和PB。(类似生产者-消费者)INTBUFFER-SIZE=N；INTSF=O；/BUFFER中是否有可取的信息*/INTSE=N；/*BUFFER中是否有空位置以存放信息*/MAIN(){GET()COMPUTE()get。{:while(采集工作未完成){采集一个数据；P(SE)；将数据送入缓冲区；V(SF)；.•}compute(){:while(计算工作未完成)(P(SF)；从缓冲区取出数据；V(SE)；}.•}4、桌上有一空盘，允许存放一只水果，爸爸可向盘中放苹果，也可向盘中放桔子，儿子专等吃盘中的桔子，女儿专等吃盘中的苹果。规定当盘空时一次只能放一只水果供吃者取出，请用P、V原语实现爸爸、儿子、女儿三个并发进程的同步。INTSE=1；/*盘中是否为空*/INTS0=0；/*盘中是否有可取的桔子*/INTSA=0；/*盘中是否有可取的苹果*/MAIN(){COBEGINFATHER()；SON()；

DAUGHTER()；COENDFATHER(){:P(SE)；放水果；IF(水果为桔子)(SO)；ELSESON(){:P(SO)；取走桔子;V(SE)；吃桔子DAUGHTER()SON(){:P(SO)；取走桔子;V(SE)；吃桔子DAUGHTER(){:P(SA)；取走苹果；V(SE)；吃苹果5、图给出了四个进程合作完成某一任务的前趋图,试说明这四个进程间的同步关系，并用P、V操作描述它。Sl()Sl(){:V(b2);V(b3);intb2=0:/*表示进程S2是否可以开始执行*/intb3=0:/*表示进程S3是否可以开始执行*/intb4=0:/*表示进程S4是否可以开始执行*/Main()sl()；s2();s3()s4()}s2()(P(b2);••V(b4);}s3(){P(b3);..V(b4);)s4(){P(b4);/*因在S2及S3完成时均对b4做了V操作，故需两个P操作。*/P(b4);6、读者/写者问题。有一数据区为多个进程所共享，假设一些进程只能对该数据区完成读操作(读者)，而另一些进程只能对其完成写操作(写者)，读者和写者要遵守以下的约束：允许多个读者同时从数据区中读数据；当有读者正在读数据时，不允许写者写数据；任何时候只允许一个写者向数据区中写数据；若有写者正在写数据区，不允许读者读数据。试用P、V操作实现读者/写者问题解：INTMUTEX-COUNT；/*读进程之间互斥访问变量COUNT*/INTMUTEX-RW；/*读进程与写进程，写进程与写进程之间互斥访问DATA区*/INTCOUNT=0；/*读进程数目*/MAIN()(COBEGINREAD()；WRITE()；COEND)/*读者进程*/reader()/*读者进程*/reader()/*写者进程*/writer()P(mutex_count);Readcount++;If(readcount==l)P(mutex_rw);V(mutex_count)；Readdatafromdataarea;P(mutex_rw);writedataintodataarea;V(mutex_rw);P(mutex_count);Readcount—；lf(readcount==0)V(mutex_rw);V(mutex_count);7、某数据库有一个写进程，多个读进程，它们之间读、写操作的互斥要求是：写进程正在写该数据库时不能有其他进程读数据库，也不能有其他进程写该数据库；读进程之间不互斥，可以同时读该数据库。请用信号量及P、V操作描述这一组进程的工作过程。（同上）8、哲学家甲请哲学家乙、丙、丁至某处讨论问题，约定全体到齐后开始讨论：在讨论的间隙四位哲学家进餐，每人进餐时都需使用刀、义务一把，餐桌上的布置如图，请用信号量及P、V操作说明四位哲学家的同步、互斥过程。信号量及P、V操作说明四位哲学家的同步、互斥过程。甲乙解：INTFORK1=1；/*资源叉1是否可用*/INTFORK2=1；/*资源叉2是否可用*/INTKNIFE1=1；/*资源刀1是否可用*/INTKNIFE2=1；/*资源刀2是否可用*/MAIN()COBEGINPa()；/*Pa表示哲学家甲的活动*/Pb()；PcPb()；Pc()；Pd()；COEND)Pa()Pb()Pc()Pd()P(KNIFED；P(FORK1)；P(KNIFED；P(FORK1)；进餐；(KNIFED；(FORK1)；P(KNIFE2)；P(FORK1)；进餐；(KNIFE2)；(FORK1)；P(KNIFE2)；P(FORK2)；进餐；(KNIFED；(FORK2)；P(KNIFED；P(FORK2)；进餐；(KNIFED；(FORK2)；9、 设公共汽车上，司机和售票员的活动分别是：司机的活动：启动车辆； 售票员的活动：关车门；正常行车； 售票；到站停车； 开车门；在汽车不断地到站、停车、行车过程中，这两个活动有什么同步关系？用信号量和P、V操作实现它们的同步。解：1)同步关系：售票员关车门后向司机发开车信号，司机接到开车信号后启动车辆，在汽车正常行驶过程中，售票员售票，到站时司机停车，售票员在车停后开车门让乘客上下车。2)同步实现(用P、V操作)

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