操作系統(tǒng)進程通信練習及答案

1、進程同步與通信練習題( 一 ) 單項選擇題1. 臨界區(qū)是指 ( ) 。 A. 并發(fā)進程中用于實現(xiàn)進程互斥的程序段B 并發(fā)進程中用于實現(xiàn)進程同步的程序段 C 并發(fā)進程中用戶實現(xiàn)進程通信的程序段 D 并發(fā)進程中與共享變量有關的程序段2相關臨界區(qū)是指()。A. 一個獨占資源B 并發(fā)進程中與共享變量有關的程序段c一個共享資源D 并發(fā)進程中涉及相同變量的那些程序段3管理若干進程共享某一資源的相關臨界區(qū)應滿足三個要求 , 其中 ( ) 不考慮。程可以搶占己分配給另一進程的資源 B 任何進程不應該無限地逗留在它的臨界區(qū)中A 一個進c 一次最多讓一個進程在臨界區(qū)執(zhí)行D 不能強迫一個進程無限地等待進入它的臨界區(qū)

2、4、()是只能由P 和 v操作所改變的整型變量。A 共享變量B 鎖c整型信號量D 記錄型信號量5對于整型信號量，在執(zhí)行一次P 操作時，信號量的值應()。 A 不變 B 加 1C減1 D 減指定數(shù)值6在執(zhí)行 v 操作時， 當信號量的值 ( ) 時，應釋放一個等待該信號量的進程。A>0 B.<0 c.>=0D.<=0操作必須在屏蔽中斷下執(zhí)行，這種不可變中斷的過程稱為( ) 。A 初始化程序 B 原語 c 子程序 D 控制模塊8進程間的互斥與同步分別表示了各進程間的( ) 。 A競爭與協(xié)作 B相互獨立與相互制約 c 不同狀態(tài)D動態(tài)性與并發(fā)性9并發(fā)進程在訪問共享資源時的基本關系

3、為( )。 A 相互獨立與有交往的B 互斥與同步c 并行執(zhí)行與資源共享D 信息傳遞與信息緩沖10在進程通信中， ()常用信件交換信息。A 低級通信 B高級通信 c 消息通信D管道通信11在間接通信時，用send(N ， M)原語發(fā)送信件，其中N表示 () 。 A發(fā)送信件的進程名 B 接收信件的進程名C 信箱名 D信件內容12下列對線程的描述中，( ) 是錯誤的。 A 不同的線程可執(zhí)行相同的程序B 線程是資源分配單位 c 線程是調度和執(zhí)行單位D 同一進程中的線程可共享該進程的主存空間13實現(xiàn)進程互斥時，用 ( ) 對應，對同一個信號量調用Pv 操作實現(xiàn)互斥。 A 一個信號量與一個臨界區(qū) B 一個

4、信號量與個相關臨界區(qū)c 一個信號量與一組相關臨界區(qū)D 一個信號量與一個消息14實現(xiàn)進程同步時， 每一個消息與一個信號量對應，進程( )可把不同的消息發(fā)送出去。A在同一信號量上調用P 操作B 在不同信號量上調用P 操作 c 在同一信號量上調用 v操作 D 在不同信號量上調用v 操作( 二) 填空題1目前使用的計算機的基本特點是處理器_執(zhí)行指令。 2 進程的 _是指進程在順序處理器上的執(zhí)行是按順序進行的。3 當一個進程獨占處理器順序執(zhí)行時，具有_和_ 兩個特性。 4 進程的封閉性是指進程的執(zhí)行結果只取決于_，不受外界影響。5進程的可再現(xiàn)性是指當進程再次重復執(zhí)行時，必定獲得_的結果。 6 一個進程的

5、工作在沒有全部完成之前, 另一個進程就可以開始工作，則稱這些進程為 _. 7若系統(tǒng)中存在一組可同時執(zhí)行的進程， 則就說該組進程具有 _。 8如果個進程的執(zhí)行不影響其他進程的執(zhí)行，且與其他進程的進展情況無關，則說這些并發(fā)進程相互之間是_的。 9 如果一個進程的執(zhí)行依賴其他進程的進展情況，則說這些并發(fā)進程相互之間是_10有交往的并發(fā)進程一定 _某些資源。 11 有交往的進程執(zhí)行時可能產生與時間有關的錯誤，造成不正確的因素與進程_、 _和外界的影響有關。 12 對 _的使用不受限制， 這是使有交往的并發(fā)進程執(zhí)行時出現(xiàn)與時間有關的錯誤的根本原因。13 臨界區(qū)是指并發(fā)進程中與_有關的程序段。14 _是指

6、并發(fā)進程中涉及到相同變量的那些程序段。15 只要涉及相同變量的若干進程的相關臨界區(qū)_，就不會造成與時間有關的錯誤。16 進程的 _是指當有若干進程都要使用某一共享資源時，任何時刻最多只允許一個進程去使用。17 Pv 操作是在一個信號量上進行的_ 的過程，這種過程也稱為 _ 18利用 Pv 操作管理相關臨界區(qū)時，必須成對出現(xiàn)，在進入臨界區(qū)之前要調用 _，在完成臨界區(qū)操作后要調用_。 l9. 若信號量的初值為1，用 Pv 操作能限制一次 _進程進入臨界區(qū)操作。20 進程的 _是指并發(fā)進程之間存在一種制約關系,一個進程的執(zhí)行依賴另一個進程的消息。21 _能把它進程需要的消息發(fā)送出去，也能測試自己需要

7、的消息是否到達。22 Pv 操作不僅是實現(xiàn)_的有效工具，而且也是一種簡單而方便的 _工具。 23 用 Pv 操作實現(xiàn)進程同步時，調用 _測試消息是否到達，調用 _發(fā)送消息。 24 用 Pv 操作實現(xiàn)生產者消費者之間的同步時，在訪問共享緩沖區(qū)的_ 和_ 分別調動 P 操作和 v 操作。 25 進程的互斥實際上是進程_的一種持殊情況。 26 進程的互斥是進程間 _ 共享資源的使用權，其結果沒有_，而進程的同步則在共享資源的并發(fā)進程之間有一種_依賴關系。27 Pv 操作也可看作為進程間的一種通信方式，由于只交換了少量的信息，故稱為_28通過專門的通信機制實現(xiàn)進程間交換大量信息的通信方式稱為_。 29

8、 采用高級通信方式時, 進程間用_來交換信息。 30 最基本的通信原語有兩條, 它們是 _原語和 _原語。 31 進程通信方式有兩種：_和_ 。 32 直接通信是固定在_進程之間通信，而間接通信以信箱為媒體實現(xiàn)通信。33 一個信息可以由_和 _兩部分組成。34 進程間通過信件交換信息，可實現(xiàn) _。 35_ 是進程中可以獨立執(zhí)行的子任務。36 線程是處理器的獨立_單位，多個線程可以_執(zhí)行。 37 線程與進程有許多相似之處，所以線程又稱為 _。 38 線程在生命周期內會經歷_、 _和 _之間各種狀態(tài)變化。39 采用多線程技術可把生產者消費者兩個進程作為一個進程和進程中的兩個線程來處理，這兩個線程仍

9、具有_，但不在需要額外的_。 40 在使 Pv操作實現(xiàn)進程互斥時， 調用 _相當于申請一個共享資源，調用 _相當于歸還共享資源的使用權。 41 在多線程操作系統(tǒng)中， 線程與進程的根本區(qū)別在于進程作為_ 單位，而線程是 _單位。( 二) 簡答題1什么是進程的順序性和并發(fā)性2 為什么并發(fā)進程執(zhí)行時可能會產生與時間有關的錯誤如何避免 3 簡述臨界區(qū)的相關臨界區(qū)的概念。4 管理相關臨界區(qū)有些什么要求5 假設PV操作用信號量s 管理某個共享資源，請問當s 0，S0和 S 0時，它們的物理意義是什么 6 請給出 Pv 操作的定義。7 用 Pv 操作實現(xiàn)進程間同步與互斥應注意些什么8 何謂進程通信最基本的通

10、信原語有哪些9 直接通信與間接通信有何區(qū)別10 線程與進程的根本區(qū)別是什么？( 四) 應用題1有一南北向的單行車道，在車道A、B 兩端以外一段距離處有減速標志和自動計數(shù)系統(tǒng)，A、 B 兩處設有信號燈，信號燈的管理要求如下：綠燈行，紅燈停，A、 B 兩端紅綠燈同時變換，一方紅變綠時另一方綠變紅。綠燈保持到同一方向進入的車輛全部駛入AB段, 當 AB之間無車輛行駛時，允許到達A 端( 或 B 端 ) 的車輛駛入AB段，但只準某一方的車輛進入；一方最后一輛車進入AB段后，雙向亮紅燈讓車輛全部通過( 假設 2分鐘 ) ，然后讓已在等待的任何一方車輛駛入。試用Pv 操作管理 AB路段車輛的行駛。2在測溫

11、系統(tǒng)中要完成采樣、轉換和顯示等任務。采樣過程把從傳感器上得到的整型微電壓值存入一個緩沖區(qū)，轉換過程把微電壓值從緩沖區(qū)中取出，計算轉換成溫度值再存入該緩沖區(qū)，顯示過程把緩沖區(qū)中的溫度值取出并顯示。試用Pv 操作實現(xiàn)三個過程共享緩沖區(qū)的同步問題。3，現(xiàn)有三個進程，Reader 進程把鍵盤輸入的一個整數(shù)讀入緩沖區(qū)B1， Executor進程把 B1中的數(shù)據(jù)取出進行處理，處理完后存到輸出緩沖區(qū)B2中，最后由 Pinter進程將 B2中的數(shù)據(jù)打印出來。假設B1和 n2都只能存放一個整數(shù)，請用Pv 操作管理這三個并發(fā)進程的執(zhí)行.4用進程通信的方法解決生產者消費者問題。要求生產者能告訴消費者產品的說明、規(guī)格

12、、價格等。而消費者能反饋對物品的評價和處理情況。第八章進程同步與通信練習題參考答案( 一 ) 單項選擇題1 D 2 D 3 A 4 c 5 c 6 D 7 B 8 A 9 B 10 B 11 C 12 B 13 C 14 D( 二) 填空題1順序 2 順序性 3 封閉性，可再現(xiàn)件4 進程本身 5 相同 6 可同時執(zhí)行的7 并發(fā)性 8 無關 9 有交往的 10 共享 11 占用處理器的時間，執(zhí)行的速度12 共享資源 13 共享變量14相關臨界區(qū)15 互斥執(zhí)行16 互斥 17 不可被中斷，原語18 P 操作， v 操作 19 只有一個 20 同步 21 同步機制22 進程互斥， 同步 23 P 操

13、作， v 操作 24 前，后 25 同步 26 競爭，固定的必然關系， 必然的 27 低級通信方式28 進程通信29 信件 30 send，receive31直接通信，間接通信32 一對 33 信箱說明，信箱體34 進程同步35 線程 36 調度，并發(fā) 37 輕型進程38 等待態(tài)， 就緒態(tài)，運行態(tài) 39 并發(fā)性，公共緩沖區(qū)40 P操作， v 操作 41. 資源分配，調度和執(zhí)行( 三) 簡答題1進程的順序性是指進程在順序的處理器上嚴格地按順序執(zhí)行。若系統(tǒng)中存在一組可同時執(zhí)行的過程， 則該組程序具有并發(fā)性?？赏瑫r執(zhí)行的進程是指這些進程執(zhí)行時在時間上是重疊的，即一個進程的工作沒有全部完成之前，另一個

14、進程就可以開始工作。2有交往的并發(fā)進程可能會同時使用共享資源，如果對這種情況不加控制，由于進程占用處理器的時間、 執(zhí)行的速度和外界的影響等，就會引起與時間有關的錯誤。只要使若干并發(fā)進程的相關臨界區(qū)互斥執(zhí)行，就可避免造成這類錯誤。3臨界區(qū)是指并發(fā)進程中與共享變量有關的程序段。相關臨界區(qū)是指并發(fā)進程中涉及到相同變量的那些程序段。4管理相關臨界區(qū)有三點要求：(1) 一次最多讓一個進程在臨界區(qū)執(zhí)行；(2) 任何一個進入臨界區(qū)執(zhí)行的進程必須在有限的時間內退出臨界區(qū)；(3) 不能強迫一個進程無限地等待進入它的臨界區(qū)。5信號量 S 的物理意義如下：s 0時，S 表示可使用的資源數(shù)或表示可使用資源的進程數(shù)。s

15、 0時，表示無資源可供使用和表示不允許進程再進入臨界區(qū)。s 0時， S表示等待使用資源的進程個數(shù)或表示等待進入臨界區(qū)的進程個數(shù)。6Pv 操作是指在信號量上進行的P 操作和 v 操作。假定信號量為s，則 P(s) 和 v(s) 的定義如下：Procedure p(Var s:semaphore);begin s:=s-1; if s<0 then w(s)end;Procedure v(Var s:semaphore);begin s:=s+1; if s<=0 then r (s) end;其中，W(s) 表示將調用P(s) 過程的進程置成“等待信號量s”的狀態(tài)， 且將其排入等待隊

16、列。R(s) 表示釋放一個“等待信號量s”的進程，該進程從等待隊列退出并加入就緒隊列中.7.(1) 對每一個共享資源( 含變量 ) 都要設立信號量，互斥時對一個共享資源設一個信號量，同步時對一個共享資源可能要設兩個或多個信號量，視由幾個進程來使用該共享變量而定。(2) 互斥時信號量的初值可大于或等于1, 同步時，至少有一個信號量的初值大于等于1。(3)Pv操作一定要成對調用，互斥時在臨界區(qū)前后對同一信號量作Pv 操作，同步時則對不同的信號量作 Pv 操作， Pv 操作的位置一定要正確。(4) 對互斥和同步混合問題PV操作可能會嵌套，般同步的Pv 操作在外，互斥的Pv 操作在內。8通過專門的通信

17、機制實現(xiàn)進程間交換大量信息的通信方式稱為進程通信。最基本的通信原語有 send 原語和 receive原語，前者負責發(fā)送信件，后者負責接收信件。9直接通信是固定在一對進程間進行的, 而間接通信時以信箱為媒體實現(xiàn)通信。因此在 send和 receive原語中 , 第一個參數(shù)互不相同。直接通信時分別為接收者進程名和發(fā)送者進程名,而間接通情時均為信箱名。10在采用線程技術的操作系統(tǒng)中，線程與進程的根本區(qū)別在于：進程是資源的分配單位，而線程是調度和執(zhí)行單位。( 四) 應用題1分析：本題可參考讀者寫者問題，相當于兩組讀者使用一個共享文件的互斥問題。對共享資源 AB路段設一個信號量s，對 A、B 兩端的共

18、享計數(shù)器cA 和 cB 應設兩個信號量sA 和 SB。所設計的程序段如下：BEGIN s,sa,ab: semaphore; ca,cb:integer; s:=1; sa:=1; sb:=1;CobeginProcess car-ai;I=1,2,Begin p(sa); ca:=ca+1; if ca=1 then p(s);v(sa); 使信號燈A 端綠， B 端紅 , 車輛從 A 端駛入 AB段p(sa);ca:=ca-1;ifca=0 then begin A,B 兩端都亮紅燈 2分鐘 v(s)end;end;Process car-bj;j=1,2,Begin p(sb); cb:

19、=cb+1; if cb=1 then p(s); v(sb); 使信號燈B 端綠， A 端紅；車輛從B 端駛入 AB段 p(sb); cb:=cb-1; if cb=0 then begin A,B兩端都亮紅燈 2分鐘 v(s) end; end;coend; end;2分析：此題類似于兩個生產者消費者問題。采樣過程相當于生產者，轉換過程相當于消費者，顯示過程為消費者，而轉換過程還充當生產者。為此設立三個信號量：SS表示采集的微電壓值能否存入緩沖區(qū), 初值為 1；Sc 表示緩沖區(qū)中是否有微電壓值要轉換成溫度值，, 初值為 0； sD 表示緩沖區(qū)是否有溫度值要顯示，初值為0。解決此同步問題的程

20、序段為：BEGIN ss,sc,sd: semaphore; buffer : integer; ss:=1; sc:=0; sd:=0;CobeginProcess sample;Begin L1: get a sample; p(ss); buffer:= sample;v(sc); goto L1end;Process convert;Begin L2: p(sc); take a sample from buffer; convert the sample to temperature;buffer:= temperature; v(sd); goto L2end;Process di

21、splay;Begin L3: p(sd);take a temperaturefrom buffer;v(ss);displaythe temperature;goto L3 end;Coend; end;3分析：本題也可看作是兩個生產者消費者問題。Reader 進程為生產者，Executor進程既是消費者又是生產者，Printer進程為消費者，由于這里有兩個緩沖區(qū)，所以要設四個信號量： sR 表示是否能把數(shù)據(jù)存入緩沖區(qū)B1，初值為1； SEl表示緩沖區(qū)Bl中是否已存有數(shù)據(jù)可供處理， 初值為 0；SE2表示是否把處理過的數(shù)據(jù)存入緩沖區(qū)B2，初值為1；sP 表示緩沖區(qū)B2中是否已存有數(shù)據(jù)可供打印，初值為0。用 Pv 操作管理這三個并發(fā)進程的程序如下：BEGIN sr,se1,se2,sp: semaphore; b1,b2 : integer; sr:=1; se1:=0; sp:=0; se2:=1;CobeginProcess