进程同步与通信练习题答案

1、（一）单项选择题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相关临界区是指 （ ） 。A. 个独占资源B 并发进程中与共享变量有关的程序段c 一个共享资源D 并发进程中涉及相同变量的那些程序段3管理若干进程共享某一资源的相关临界区应满足三个要求，其中（）不考虑。A 个进程可以抢占己分配给另一进程的资源B 任何进程不应该无限地逗留在它的临界区中c 一次最多让一个进程在临界区执行D不能强迫一个进程无限地等待进入它的临界区4、（） 是只能由P和v操作所改变的整

2、型变量。A共享变量B 锁c整型信号量 D 记录型信号量5 对于整型信号量，在执行一次P操作时，信号量的值应 （）。A.不变B 加1 C减1 D 减指定数值6在执行v操作时，当信号量的值 （）时，应释放一个等待该信号量的进程。A0 B.=0 D. 0, S= 0和Sv 0时，它们的物理意义是什 么?6 请给岀Pv操作的定义。7 用Pv操作实现进程间同步与互斥应注意些什么？8 何谓进程通信?最基本的通信原语有哪些？9. 直接通信与间接通信有何区别 ？10 线程与进程的根本区别是什么？（四） 应用题1 有一南北向的单行车道，在车道A、B两端以外一段距离处有减速标志和自动计数系统，A、B两处设有信号灯

3、，信号灯的管理要求如下：绿灯行，红灯停，A、B两端红绿灯同时变换，一方红变绿时另一方绿变红。绿灯保持到同一方向进入的车辆全部驶入AB段,当AB之间无车辆行驶时，允许到达A端（或B端）的车辆驶入AE段，但只准某一方的车辆进入；一方最后一辆车进入AB段后，双向亮红灯让车辆全部通过 （假设2分钟），然后让已在等待的任何一方车辆驶入。试用Pv操作管理AB路段车辆的行驶。2. 在测温系统中要完成采样、 转换和显示等任务。 采样过程把从传感器上得到的整型微电压值存入一个缓冲区， 转换过程把微电压值从缓冲区中取岀， 计算转换成温度值再存入该缓冲区， 显示 过程把缓冲区中的温度值取岀并显示。试用Pv操作实现三

4、个过程共享缓冲区的同步问题。3, 现有三个进程， Reader进程把键盘输入的一个整数读入缓冲区 B1，Executor进程把B1中的数 据取岀进行处理，处理完后存到输岀缓冲区 B2中，最后由Pin ter进程将B2中的数据打印岀来。假 设B1和n2都只能存放一个整数，请用 Pv操作管理这三个并发进程的执行 .4 用进程通信的方法解决生产者消费者问题。要求生产者能告诉消费者产品的说明、规格、价 格等。而消费者能反馈对物品的评价和处理情况。答案第3章 进程同步与通信 练习题参考答案（一）单项选择题1 D 2 D 3 A 4 c 5 . c 6 . D 7 . B 8 . A 9 B 10 B 1

5、1. C 12 . B 13 . C 14 . D（二）填空题1 顺序 2 顺序性 3. 封闭性， 可再现件 4 进程本身 5 相同 6 可同时执行的 7 并发性 8 无 关 9 有交往的 10 共享 11 占用处理器的时间， 执行的速度 12 共享资源 13共享变量 14 相 关临界区15互斥执行16 .互斥17 .不可被中断，原语18 . P操作，v操作19 .只有一个20 .同 步21 .同步机制22 .进程互斥，同步 23 . P操作，v操作24 .前，后25 .同步26 .竞争，固 定的必然关系，必然的 27 低级通信方式 28 进程通信 29 信件 30 send， receive

6、 31 直 接通信， 间接通信 32 一对 33 信箱说明， 信箱体 34 进程同步 35 线程 36 调度，并发 37 轻 型进程38 .等待态，就绪态，运行态39并发性，公共缓冲区 40 . P操作，v操作41.资源分配，调度和执行（三）简答题1 进程的顺序性是指进程在顺序的处理器上严格地按顺序执行。若系统中存在一组可同时执行的过程， 则该组程序具有并发性。 可同时执行的进程是指这些进程执行时在时间上是重叠的，即一个进程的工作没有全部完成之前，另一个进程就可以开始工作。2 有交往的并发进程可能会同时使用共享资源，如果对这种情况不加控制，由于进程占用处理器的时间、 执行的速度和外界的影响等，

7、 就会引起与时间有关的错误。 只要使若干并发进程的相 关临界区互斥执行，就可避免造成这类错误。3临界区是指并发进程中与共享变量有关的程序段。相关临界区是指并发进程中涉及到相同变 量的那些程序段。4管理相关临界区有三点要求：(1) 一次最多让一个进程在临界区执行； (2) 任何一个进入临界区执行的进程必须在有限的时间内退出临界区； (3) 不能强迫一个进程无限地等待进入它的临界 区。5 信号量S的物理意义如下：s 0时，S表示可使用的资源数或表示可使用资源的进程数。s = 0时，表示无资源可供使用和表示不允许进程再进入临界区。sv 0时，丨S丨表示等待使用资源的进程个数或表示等待进入临界区的进程

8、个数。6. Pv操作是指在信号量上进行的P操作和v操作。假定信号量为 s，则P(s)和v(s)的定义如下：Procedure p(Var s:semaphore);begin s:=s-1; if s0 then w(s) end;Procedure v(Var s:semaphore);begin s:=s+1; if s=0 then r (s) end;其中，W(s)表示将调用P(s)过程的进程置成“等待信号量s”的状态，且将其排入等待队列。R(s)表示释放一个“等待信号量s”的进程，该进程从等待队列退岀并加入就绪队列中7. (1) 对每一个共享资源 ( 含变量 )都要设立信号量，互斥时

9、对一个共享资源设一个信号量，同步时对一个共享资源可能要设两个或多个信号量，视由几个进程来使用该共享变量而定。(2) 互斥时信号量的初值可大于或等于 1, 同步时， 至少有一个信号量的初值大于等于 1。 (3)Pv 操作一定要 成对调用，互斥时在临界区前后对同一信号量作Pv操作，同步时则对不同的信号量作Pv操作，Pv操作的位置一定要正确。(4)对互斥和同步混合问题.PV操作可能会嵌套，一般同步的Pv操作在外，互斥的Pv操作在内。8通过专门的通信机制实现进程间交换大量信息的通信方式称为进程通信。最基本的通信原语有 send 原语和 receive 原语，前者负责发送信件，后者负责接收信件。9直接通

10、信是固定在一对进程间进行的，而间接通信时以信箱为媒体实现通信。因此在 send和receive 原语中 , 第一个参数互不相同。直接通信时分别为接收者进程名和发送者进程名,而间接通情时均为信箱名。10 在采用线程技术的操作系统中，线程与进程的根本区别在于：进程是资源的分配单位，而线程是调度和执行单位。( 四 ) 应用题1 分析： 本题可参考读者写者问题， 相当于两组读者使用一个共享文件的互斥问题。对共享资源AB路段设一个信号量s，对A、B两端的共享计数器 cA和CB应设两个信号量sA和SB所设计的程序 段如下：BEGIN s,sa,ab: semaphore; ca,cb:integer; s

11、:=1; sa:=1; sb:=1;CobeginProcess car-ai;l=1,2,Begin p(sa); ca:=ca+1; if ca=1 then p(s); v(sa); 入 AB段p(sa); ca:=ca-1; if ca=0 then begin A,BProcess car-bj;j=1,2,Begin p(sb); cb:=cb+1; if cb=1 then p(s); v(sb); 入 AB段使信号灯A端绿，B端红,车辆从A端驶两端都亮红灯 2分钟 v(s) end; end;使信号灯B端绿，A端红；车辆从B端驶p(sb); cb:=cb-1; if cb=0

12、then begin A,B 两端都亮红灯 2分钟 v(s) end; end; coend;end;2分析：此题类似于两个生产者消费者问题。采样过程相当于生产者，转换过程相当于消费者，显示过程为消费者，而转换过程还充当生产者。为此设立三个信号量：SS表示采集的微电压值能否存入缓冲区，初值为1； Sc表示缓冲区中是否有微电压值要转换成温度值，初值为0； sD表示缓冲区是否有温度值要显示，初值为0。解决此同步问题的程序段为：BEGIN ss,sc,sd: semaphore; buffer : integer; ss:=1; sc:=0; sd:=0;CobeginProcess sample;

13、Begin L1: get a sample; p(ss); buffer:= sample; v(sc); goto L1 end;Process convert;Begin L2: p(sc); take a sample from buffer; convert the sample to temperature;buffer:= temperature; v(sd); goto L2 end;Process display;Begin L3: p(sd); take a temperature from buffer; v(ss); display the temperature;go

14、to L3 end;Coend; end;3分析：本题也可看作是两个生产者消费者问题。Reader 进程为生产者，Executor 进程既是消费者又是生产者，Printer进程为消费者，由于这里有两个缓冲区，所以要设四个信号量：sR表示是否能把数据存入缓冲区B1,初值为1； SEl表示缓冲区BI中是否已存有数据可供处理，初值为0； SE2表示是否把处理过的数据存入缓冲区B2,初值为1； SP表示缓冲区B2中是否已存有数据可供打印，初值为0。用Pv操作管理这三个并发进程的程序如下：BEGIN sr,se1,se2,sp: semaphore; b1,b2 : integer; sr:=1; se

15、1:=0; sp:=0; se2:=1;CobeginProcess reader;Var number:integer;Begin L1: read a number ; p(sr); b1:= number; v(se1); goto L1 end;Process executor;Var number2:integer;Begin L2: p(se1); take a number from b1; v(sr); process the number to number2;p(se2); b2:= number2; v(sp); goto L2 end;Process printer;Begin L3: p(sp); take a number from b2; v(se2); print the number; goto L3 end; Coend; end;4. 设生产者消费者进程要设立的公用信箱B，假设现在信箱中放一封初始信件，表示物品已取走。用进程通信管理生产者消费者问题的程序如下：begi n PROCESS Producer;L1: Produce a product;L2: