操作系统-进程同步习题答案(22)

第二章第二章 进程同步进程同步 一 选择最合适的答案一 选择最合适的答案 1 用 P V 操作管理临界区时 信号量的初值一般应定义为 C A 1 B 0 C 1 D 任意值 2 有 m 个进程共享同一临界资源 若使用信号量机制实现对一临界资源的互斥访问 则信号量的变化范围是 A A 1 至 m 1 B 1 至 m 1 C 1 至 m D 1 至 m 3 在下面的叙述中 正确的是 C A 临界资源是非共享资源 B 临界资源是任意共享资源 C 临界资源是互斥共享资源 D 临界资源是同时共享资源 4 对进程间互斥地使用临界资源 进程可以 D A 互斥地进入临界区 B 互斥地进入各自的临界区 C 互斥地进入同一临界区 D 互斥地进入各自的同类资源的临界区 5 设两个进程共用一个临界资源的互斥信号量 mutex 当 mutex 1 时表示 B A 一个进程进入了临界区 另一个进程等待 B 没有一个进程进入临界区 C 两个进程都进入了临界区 D 两个进程都在等待 6 设两个进程共用一个临界资源的互斥信号量 mutex 当 mutex 1 时表示 A A 一个进程进入了临界区 另一个进程等待 B 没有一个进程进入临界区 C 两个进程都进入了临界区 D 两个进程都在等待 7 当一进程因在记录型信号量 S 上执行 P S 操作而被阻塞后 S 的值为 B A 0 B 0 B 2 且当前处理机没有执行进程调度 程序 下述情况哪些可能发生 BCD A 没有运行的进程 有 2 个进程处于就绪状态 n 个进程处于等待状态 B 一个进程处于运行状态 n 1 个进程处于等待状态 C 一个进程处于运行状态 1 个进程处于就绪状态 n 2 个进程处于等待状态 D 一个进程处于运行状态 n 1 个进程处于就绪状态 没有进程处于等待状态 三 判断正误 错误的简要说明理由三 判断正误 错误的简要说明理由 1 一个临界资源可以对应多个临界区 2 互斥地使用临界资源是通过互斥地进入临界区实现的 X 表达不确切 应该是互斥的进入同类临界区 3 同步信号量的初值一般为 1 X 互斥信号量的初值一般为 1 而同步信号量的初值应视具体情况而定 4 生产者 消费者问题是一个既有同步又有互斥的问题 5 进程 A B 共享变量 x 需要互斥执行 进程 B C 共享变量 y B C 也需要互斥 执行 因此 进程 A C 必须互斥执行 X 不具有传递性 6 单道程序系统中程序的执行也需要同步和互斥 X 单道程序系统不具有并发性 因此不需要同步和互斥 四 解答题四 解答题 1 某车站售票厅 任何时刻最多可容纳 20 名购票者进入 当售票厅中少于 20 购票者 时 则厅外的购票者可立即进入 否则需在外面等待 若把一个购票者看作一个进程 请 回答下列问题 1 用 P V 操作管理这些并发进程时 应怎样定义信号量 写出信号量的初值以及信 号量各种取值的含义 2 根据所定义的信号量 把应执行的 P V 操作填入下述程序中 以保证进程能够正 确地并发执行 COBEGIN PROCESS Pi i 1 2 Begin 进入售票厅 购票 退出 End COEND 3 若欲购票者最多为 n 个人 写出信号量可能的变化范围 最大值和最小值 解 解 售票厅问题 售票厅问题 1 定义一信号量定义一信号量 S 初始值为 初始值为 20 S 0 S 的值表示可继续进入售票厅的人数的值表示可继续进入售票厅的人数 S 0 表示售票厅中已有表示售票厅中已有 20 名顾客名顾客 S 0 S 的值为等待进入售票厅中的人数的值为等待进入售票厅中的人数 2 上框为上框为 P S 下框为下框为 V S 3 S 的最大值为的最大值为 20 S 的最小值为的最小值为 20 N N 为某一时刻需要进入售票厅的最大人数 为某一时刻需要进入售票厅的最大人数 2 进程之间存在哪几种相互制约关系 各是什么原因引起的 下列活动分别属于哪 种制约关系 1 若干同学去图书馆借书 2 两队举行篮球比赛 3 流水线生产的各道工序 4 商品生产和社会消费 解 解 进程间存在着进程间存在着 2 种相互制约的关系 直接制约关系 即同步问题 和间接制约关系种相互制约的关系 直接制约关系 即同步问题 和间接制约关系 即互斥问题 即互斥问题 同步问题是存在逻辑关系的进程之间相互等待所产生的制约关系 互斥问 同步问题是存在逻辑关系的进程之间相互等待所产生的制约关系 互斥问 题是相互无逻辑关系的进程间竞争使用相同资源所发生的制约关系 题是相互无逻辑关系的进程间竞争使用相同资源所发生的制约关系 1 属于互斥关系 因为书的个数是有限的 一本书只能借给一个同学 属于互斥关系 因为书的个数是有限的 一本书只能借给一个同学 2 属于互斥关系 篮球只有一个 两队都要争夺 属于互斥关系 篮球只有一个 两队都要争夺 3 属于同步关系 各道工序的开始都依赖前道工序的完成 属于同步关系 各道工序的开始都依赖前道工序的完成 4 属于同步关系 商品没生产出来 消费无法进行 商品未消费完 生产也无须进属于同步关系 商品没生产出来 消费无法进行 商品未消费完 生产也无须进 行 行 3 设有两个优先级相同的进程 P1 和 P2 如下 信号量 S1 和 S2 的初值均为 0 试问 P1 P2 并发执行结束后 x y z 进程 P1 进程 P2 y 1 x 1 y y 2 x x 1 V S1 P S1 z y 1 x x y P S2 V S2 y z y z x z 解 解 因为因为 P1 和和 P2 是两个并发进程 所以进程调度程序调度是两个并发进程 所以进程调度程序调度 P1 和和 P2 的顺序是不确定的 的顺序是不确定的 这里不妨假设这里不妨假设 P1 先执行 进程先执行 进程 P1 执行到语句执行到语句 P S2 时 时 S2 1 进程 进程 P1 阻塞 此时 阻塞 此时 y 3 z 4 当进程调度程序调度到进程 当进程调度程序调度到进程 P2 时 由于进程时 由于进程 P1 已执行了已执行了 V S1 进程 进程 P2 在在 执行执行 P S1 时并未阻塞而继续执行 当执行到时并未阻塞而继续执行 当执行到 V S2 时 将时 将 P1 唤醒 然后执行最后一个语唤醒 然后执行最后一个语 句句 z x z 此时 此时 x 5 z 9 当进程 当进程 P1 再次被调度时 继续执行再次被调度时 继续执行 P1 的最后一个语句 此的最后一个语句 此 时时 y 12 最终结果是 最终结果是 x 5 y 12 z 9 如果当如果当 P2 进程执行到进程执行到 V S2 时 将时 将 P1 唤醒 然后唤醒 然后 P2 进程被中断 此时进程被中断 此时 x 5 y 3 z 4 P1 进程开始执行然后执行最后一个语句进程开始执行然后执行最后一个语句 y z y 此时 此时 x 5 y 3 z 7 然后 然后 P2 进程进程 被调度 执行被调度 执行 z x z 此时 此时 x 5 y 3 z 12 如果如果 P2 先执行 则执行结果与上面先执行 则执行结果与上面 4 桌上有一空盘 只允许存放一个水果 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 规定当盘中空时一次只能放一只水果供 吃者取用 请用 P V 原语实现爸爸 儿子 女儿三个并发进程的同步 分析分析 在本题中 爸爸 儿子 女儿共用一个盘子 且盘中一次只能放一个水果 当盘 子为空时 爸爸可将一个水果放入果盘中 若放入果盘中的是苹果 则允许女儿吃 儿子 必须等待 若放入果盘中的是桔子 则允许儿子吃 女儿必须等待 本题实际上是生产者 消费者问题的一种变形 这里 生产者放入缓冲区的产品有两类 消费者也有两类 每类 消费者只消费其中固定的一类产品 解解 在本题中 应设置三个信号量 S So Sa 信号量 S 表示盘子是否为空 其初值为 1 信号量 So 表示盘中是否有桔子 其初值为 0 信号量 Sa 表示盘中是否有苹果 其初值 为 0 同步描述如下 int S 1 int