第7章進(jìn)程同步

第7章 進(jìn)程同步練習(xí)題一、 單項(xiàng)選擇題1、 P、V操作是（A）。A兩條低級(jí)進(jìn)程通信原語B兩組不同的機(jī)器指令C兩條系統(tǒng)調(diào)用命令D兩條高級(jí)進(jìn)程通信原語2、 對(duì)進(jìn)程的管理和控制使用（B）。A指令B原語C信號(hào)量D信箱通信3、 若P、V操作的信號(hào)量S初值為2,當(dāng)前值為-1,則表示有（B）等待進(jìn)程。A0個(gè)B1個(gè)C2個(gè)D3個(gè)4、 用P、V操作管理（互斥）臨界區(qū)時(shí)，信號(hào)量的初值應(yīng)定義為（C）。A-lBOC1D任意值5、 用V操作喚醒一個(gè)等待進(jìn)程時(shí)，被喚醒進(jìn)程的狀態(tài)變?yōu)椋˙）。A等待B就緒C運(yùn)行D完成6、 進(jìn)程間的同步是指進(jìn)程間在邏輯上的相互（B）關(guān)系。A聯(lián)接B制約C繼續(xù)D調(diào)用7、 （D）是一種只能進(jìn)行P操作和V操作的特殊變量A調(diào)度B進(jìn)程C同步D信號(hào)量8、 （B）是解決進(jìn)程間同步和互斥的一對(duì)低級(jí)通信原語。Alock和uiilockBP和VCW和SDsend和receive8、 在操作系統(tǒng)中，解決進(jìn)程間的（D）和（B）問題的一種方法是使用（F）。A調(diào)度B互斥C通訊D同步E分派F信號(hào)量9、 用P、V操作可以解決（A）互斥問題A一切B某些C正確D錯(cuò)誤10、 對(duì)于兩個(gè)并發(fā)進(jìn)程，設(shè)互斥信號(hào)量為mutex,若mutex=0,則（B）A表示沒有進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)B表示有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)C表示有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)，另一個(gè)進(jìn)程等待進(jìn)入D表示有兩個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)11、 兩個(gè)進(jìn)程合作完成一個(gè)任務(wù)，在并發(fā)執(zhí)行中，一個(gè)進(jìn)程要等待其合作伙伴發(fā)來消息，或者建立某個(gè)條件后再向前執(zhí)行，這種制約性合作關(guān)系被稱為進(jìn)程的（A）A同步B互斥C調(diào)度D執(zhí)行二、 填空題1、 信號(hào)量的物理意義是當(dāng)信號(hào)量值大于零時(shí)表示（可用資源的數(shù)目）；當(dāng)信號(hào)量值小于零時(shí),其絕對(duì)值為（因請求該資源而被阻塞的進(jìn)程數(shù)目）。2、 臨界資源的概念是（一次僅允許一個(gè)進(jìn)程訪問的資源），而臨界區(qū)是指（進(jìn)程中訪問臨界資源的那段程序代碼）。3、 系統(tǒng)中各進(jìn)程之間邏輯上的相互制約關(guān)系稱為（進(jìn)程同步）。4、 若一個(gè)進(jìn)程己進(jìn)入臨界區(qū)，其他欲進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程必須（等待）。5、 用P、V操作管理臨界區(qū)時(shí)，任何一個(gè)進(jìn)程在進(jìn)入臨界區(qū)之前應(yīng)調(diào)用（P）操作，退出臨界區(qū)時(shí)應(yīng)調(diào)用（V）操作。6、 在多道程序系統(tǒng)中，進(jìn)程之間存在著的不同制約關(guān)系可以劃分為兩類：（同步）與（互斥）。（同步）指進(jìn)程間具有一定邏輯關(guān)系；（互斥）是指進(jìn)程間在使用共享資源方面的約束關(guān)系。7、 對(duì)于信號(hào)量可以做（P）操作和（V）操作，（P）操作用于阻塞進(jìn)程，（V）操作用于釋放進(jìn)程，程序中的（P）和（V）操作應(yīng)謹(jǐn)慎使用，以保證其使用的正確性，否則執(zhí)行時(shí)可能發(fā)生死鎖。8、 操作系統(tǒng)中，對(duì)信號(hào)量S的P操作定義中，使進(jìn)程進(jìn)入相應(yīng)等待隊(duì)列等待的條件是（SVO）三、 解析題1、 在生產(chǎn)者和消費(fèi)者問題中，如果對(duì)調(diào)生產(chǎn)者（消費(fèi)者）進(jìn)程中的兩個(gè)P操作和V操作,可能發(fā)生什么情況？。2、 在測量控制系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集任務(wù)把采集的數(shù)據(jù)送入-?單緩沖區(qū)，計(jì)算任務(wù)從該單緩沖區(qū)中取出數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，試寫出利用信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)兩者共享單緩沖區(qū)的同步算法。（本題實(shí)際上是一個(gè)生產(chǎn)者/消費(fèi)者問題，將生產(chǎn)者/消費(fèi)者問題抽象出來，以另外一種形式描述是一種常見的試題形式）IntSe=l;/*信號(hào)量SE用于表示緩沖區(qū)有無空位置存放新的信息。*/IntSF=O;/*信號(hào)量SF用于表示緩沖區(qū)中有無可供計(jì)算的信息。*/Main（）get();compute();}get。（:while（采集工作未完成）{采集一個(gè)數(shù)據(jù)；P（SE）；將數(shù)據(jù)送入緩沖區(qū)；V（SF）；??}compute（）{:while（計(jì)算工作未完成）（P（SF）；從緩沖區(qū)取出數(shù)據(jù)；V（SE）；）..）3、**在視頻通信系統(tǒng)中，由進(jìn)程PA采集一幀圖像信息并存入環(huán)形緩沖區(qū)buffer,進(jìn)程PB從buffer中取一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，假設(shè)buffer的大小為11,試用P、V操作實(shí)現(xiàn)PA和PB。(類似生產(chǎn)者-消費(fèi)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){采集一個(gè)數(shù)據(jù)；P(SE)；將數(shù)據(jù)送入緩沖區(qū)；V(SF)；.?}compute(){:while(計(jì)算工作未完成)(P(SF)；從緩沖區(qū)取出數(shù)據(jù)；V(SE)；}.?}4、桌上有一空盤，允許存放一只水果，爸爸可向盤中放蘋果，也可向盤中放桔子，兒子專等吃盤中的桔子，女兒專等吃盤中的蘋果。規(guī)定當(dāng)盤空時(shí)一次只能放一只水果供吃者取出，請用P、V原語實(shí)現(xiàn)爸爸、兒子、女兒三個(gè)并發(fā)進(jìn)程的同步。INTSE=1；/*盤中是否為空*/INTS0=0；/*盤中是否有可取的桔子*/INTSA=0；/*盤中是否有可取的蘋果*/MAIN(){COBEGINFATHER()；SON()；

DAUGHTER()；COENDFATHER(){:P(SE)；放水果；IF(水果為桔子)(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)；取走蘋果；V(SE)；吃蘋果5、圖給出了四個(gè)進(jìn)程合作完成某一任務(wù)的前趨圖,試說明這四個(gè)進(jìn)程間的同步關(guān)系，并用P、V操作描述它。Sl()Sl(){:V(b2);V(b3);intb2=0:/*表示進(jìn)程S2是否可以開始執(zhí)行*/intb3=0:/*表示進(jìn)程S3是否可以開始執(zhí)行*/intb4=0:/*表示進(jìn)程S4是否可以開始執(zhí)行*/Main()sl()；s2();s3()s4()}s2()(P(b2);??V(b4);}s3(){P(b3);..V(b4);)s4(){P(b4);/*因在S2及S3完成時(shí)均對(duì)b4做了V操作，故需兩個(gè)P操作。*/P(b4);6、讀者/寫者問題。有一數(shù)據(jù)區(qū)為多個(gè)進(jìn)程所共享，假設(shè)一些進(jìn)程只能對(duì)該數(shù)據(jù)區(qū)完成讀操作(讀者)，而另一些進(jìn)程只能對(duì)其完成寫操作(寫者)，讀者和寫者要遵守以下的約束：允許多個(gè)讀者同時(shí)從數(shù)據(jù)區(qū)中讀數(shù)據(jù)；當(dāng)有讀者正在讀數(shù)據(jù)時(shí)，不允許寫者寫數(shù)據(jù)；任何時(shí)候只允許一個(gè)寫者向數(shù)據(jù)區(qū)中寫數(shù)據(jù)；若有寫者正在寫數(shù)據(jù)區(qū)，不允許讀者讀數(shù)據(jù)。試用P、V操作實(shí)現(xiàn)讀者/寫者問題解：INTMUTEX-COUNT；/*讀進(jìn)程之間互斥訪問變量COUNT*/INTMUTEX-RW；/*讀進(jìn)程與寫進(jìn)程，寫進(jìn)程與寫進(jìn)程之間互斥訪問DATA區(qū)*/INTCOUNT=0；/*讀進(jìn)程數(shù)目*/MAIN()(COBEGINREAD()；WRITE()；COEND)/*讀者進(jìn)程*/reader()/*讀者進(jìn)程*/reader()/*寫者進(jìn)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、某數(shù)據(jù)庫有一個(gè)寫進(jìn)程，多個(gè)讀進(jìn)程，它們之間讀、寫操作的互斥要求是：寫進(jìn)程正在寫該數(shù)據(jù)庫時(shí)不能有其他進(jìn)程讀數(shù)據(jù)庫，也不能有其他進(jìn)程寫該數(shù)據(jù)庫；讀進(jìn)程之間不互斥，可以同時(shí)讀該數(shù)據(jù)庫。請用信號(hào)量及P、V操作描述這一組進(jìn)程的工作過程。（同上）8、哲學(xué)家甲請哲學(xué)家乙、丙、丁至某處討論問題，約定全體到齊后開始討論：在討論的間隙四位哲學(xué)家進(jìn)餐，每人進(jìn)餐時(shí)都需使用刀、義務(wù)一把，餐桌上的布置如圖，請用信號(hào)量及P、V操作說明四位哲學(xué)家的同步、互斥過程。信號(hào)量及P、V操作說明四位哲學(xué)家的同步、互斥過程。甲乙解：INTFORK1=1；/*資源叉1是否可用*/INTFORK2=1；/*資源叉2是否可用*/INTKNIFE1=1；/*資源刀1是否可用*/INTKNIFE2=1；/*資源刀2是否可用*/MAIN()COBEGINPa()；/*Pa表示哲學(xué)家甲的活動(dòng)*/Pb()；PcPb()；Pc()；Pd()；COEND)Pa()Pb()Pc()Pd()P(KNIFED；P(FORK1)；P(KNIFED；P(FORK1)；進(jìn)餐；(KNIFED；(FORK1)；P(KNIFE2)；P(FORK1)；進(jìn)餐；(KNIFE2)；(FORK1)；P(KNIFE2)；P(FORK2)；進(jìn)餐；(KNIFED；(FORK2)；P(KNIFED；P(FORK2)；進(jìn)餐；(KNIFED；(FORK2)；9、 設(shè)公共汽車上，司機(jī)和售票員的活動(dòng)分別是：司機(jī)的活動(dòng)：啟動(dòng)車輛； 售票員的活動(dòng)：關(guān)車門；正常行車； 售票；到站停車； 開車門；在汽車不斷地到站、停車、行車過程中，這兩個(gè)活動(dòng)有什么同步關(guān)系？用信號(hào)量和P、V操作實(shí)現(xiàn)它們的同步。解：1)同步關(guān)系：售票員關(guān)車門后向司機(jī)發(fā)開車信號(hào)，司機(jī)接到開車信號(hào)后啟動(dòng)車輛，在汽車正常行駛過程中，售票員售票，到站時(shí)司機(jī)停車，售票員在車停后開車門讓乘客上下車。2)同步實(shí)現(xiàn)(用P、V操作)

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