第二章练习题

1、操作系统第二章 练习题 一、选择题 1. 临界区是指 ( ) 。 A. 并发进程中用于实现进程互斥的程序段 B 并发进程中用于实现进程同步的程序段 C.并发进程中用户实现进程通信的程序段D 并发进程中与共享变量有关的程序段 2. ()是只能由P和v操作所改变的整型变量。 A. 共享变量B 锁C.整型信号量 3在执行v操作时，当信号量的值( A.0B.=0D.0, S= 0和Sv 0时，它们的物理意 义是什么？ 3. 请给出Pv操作的定义。 4用PV操作实现进程间同步与互斥应注意些什么？ 5线程与进程的根本区别是什么？ 6. 试比较程序与进程的区别。 四、进程同步习题参考答案： 1. 在测量控制

2、系统中，数据采集任务把所采集的数据送入一单缓冲区；计算任务从单缓冲区中 取出数据进行计算。试写出利用信号量机制实现两者共享缓冲区的同步算法。 解： 问题分析1: 本题是一个生产者一消费者问题。 采集任务采集到一个数据后，只有当缓冲区空时才能将数据送入缓冲区，否则等待 只有当缓冲区中有数据时，计算任务才能从缓冲区中取数据计算，否则也等待 问题分析2: 采集数据任务_| 计算任务J互斥(单缓冲区) 同步：采集数据任务不能往 满缓冲区中放数据 A 计算任务不能从空缓冲区中取数据 设两信号量full(O)和empty(1) 实际上，当采集数据任务得到空缓冲时，也就得到了对缓冲区的使用，计算任务同理，

3、得到满缓冲区时，也就得到了对缓冲区的使用。因此，不需专门设一个互斥信号量，信 号量full和empty实际上也起到互斥作用。 问题分析3: 采集数据任务： 采集一数据采集一数据 申请对缓冲区的使用权(申请空缓冲区) (empty) 放数据 放数据 释入对缓冲区的使用权 （满缓冲区加一 空变为满 ） V （ full ） 计算任务： 申请对缓冲区的使用权 （申请满缓冲区） P （full ） 取走数据 取走数据 释入对缓冲区的使用权 （空缓冲区加一 满变为空 ） V （ empty） 进行计算 进行计算 2. 有三个并发进程 get、copy、put: S中的数据 get进程负责从输入序列f中读

4、取字符，送到缓冲区S中；copy进程把缓冲区 复制到缓冲区T； put进程从缓冲区T中取出数据打印。 问题分析1: copy既是get的消费者，又是 put的生产者 互斥：缓冲区S由get和copy互斥共享， 缓冲区T由copy和put互斥共享 同步：get不能向“满”的S中放； copy不能从“空”的 S中取；不能向“满”的 T中放; put不能“空”的T中取 问题分析2: 与采集数据任务、计算任务同理。 设：（同步）信号量： S_Empty, T_Empty，（初值为 1） S_Full, T_Full;（初值为 0） Get: Begin Repeat P( S_Empty) 将读取数据

5、送入 S; V( S_Full ); Until false; End Copy: Begin Repeat P( S_Full ); P( T_Empty) ; 将 S 中的数据 copy 到 T; V( T_Full ); V( S_Empty) ; Until false; End Put: Begin Repeat P( T_Full ) ; 取 T 中数据打印 ; V( T_Empty) ; Until false; End 3. 桌上有一空盘，允许存放一只水果。爸爸可向盘中放苹果， 也可向盘中入桔子， 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

6、供吃者取用。 用 P、V 原语实现爸爸、儿子、女儿三个并发进程的同步。 解：（1）这是生产者 - 消费者问题的变形，一个生产者生产两类产品，有两类消费者， 类消费者消费一类产品。 mutex ( 1) 2）互斥： 爸爸、儿子和女儿互斥使用盘子：设一个互斥信号量 同步：当爸爸往盘子中放入水果（桔子或苹果） ，需通知儿子或女儿 设 apple 和 orange 两个信号量，初值都为 3） 爸爸： mutex ) 放入水果 检查盘子是否为空 放入水果 若放的是桔子， 通知儿子 if 水果是桔子） V（orange） 否则通知女儿 else V apple ) 儿子： 通知儿子或女儿，事实上也就释放了

7、对盘子的使用权） 看盘中是否有桔子 orange ) 取走桔子 取走桔子 释放对盘子的使用权 mutex) 吃桔子 吃桔子 看盘中是否有桔子， 如果有， 则既有对盘子的使用权， 又可以取走水果； 如果没有，则儿子对盘子没有使用权） 女儿： 看盘中是否是苹果 apple ) 取走苹果 取走 apple 释放对盘子的使用权 mutex) 吃苹果 吃苹果 4. 有一条小河， 河上有一座独木桥可供南来北往的人过河。由于桥面窄，只能单向行走。试 用 P、V 操作设计一个过河的算法。 解：设一互斥信号量 mutex（ 1） South 南方向的等待人数 Scount （ 0），南方向的人互斥修改 Scount ，设一互斥信号 北方向同南方向，进程代码也类似。 南方向的每一个人： P（ South ） if Scount