进程同步与通信作业习题与答案
4.2 进程同步习题

【例】现有4个进程R1,R2,W1,W2。它们共享 可以存放一个数据的缓冲器B。进程R1每次把磁 盘上读出的一个数据存到缓冲器B中,供进程W1 打印输出;进程R2每次从键盘上读一个数据存放 到缓冲器B,供W2打印输出。当一个进程把数据 存放到缓冲器后,在该数据还没有打印输出之前 不准任何进程再想缓冲器中存数据。当一个进程 已把缓冲器中的数据打印输出后,在缓冲器中还 没有存如新数据之前不准任何进程再从缓冲器中 取数打印。问怎样用PV操作使这4个进程并发执 行时能相互协作地工作?
• Semaphore Customers = 0; • Semaphore Barber = 0; • Mutex accessSeats = 1; • int NumberOfFreeSeats = N; //total number of seats
Customer() { while(true) Barbers() { { P(accessSeats); //lock while(true) if(NumberOfFreeSeats >0) { { P(customers); NumberOfFreeSeats--; //等待顾客,睡眠 V(customers);//通知理发师 P(accessSeats); //lock V(accessSeats);//unlock NumberOfFreeSeats++; P(barbers);//等待理发师 V(accessSeats); //unlock 顾客理发 理发中… } V(barbers) ; else }//while V(accessSeats); } }//while }
3 两个进程可以改为 semaphore S1=1 semaphore S2=0 Process X L1:P(S1) 使用资源r V(S2) goto L1
(完整版)第三章进程同步与通信作业习题与答案

第三章一.选择题(50题)1.以下_B__操作系统中的技术是用来解决进程同步的。
A.管道B.管程C.通道D.DMA2.以下_B__不是操作系统的进程通信手段。
A.管道B.原语C.套接字D.文件映射3.如果有3个进程共享同一程序段,而且每次最多允许两个进程进入该程序段,则信号量的初值应设置为_B__。
A.3B.2C.1D.04.设有4个进程共享一个资源,如果每次只允许一个进程使用该资源,则用P、V 操作管理时信号量S的可能取值是_C__。
A.3,2,1,0,-1B.2,1,0,-1,-2C. 1,0,-1,-2,-3D.4,3,2,1,05.下面有关进程的描述,是正确的__A__。
A.进程执行的相对速度不能由进程自己来控制B.进程利用信号量的P、V 操作可以交换大量的信息C.并发进程在访问共享资源时,不可能出现与时间有关的错误D.P、V操作不是原语操作6.信号灯可以用来实现进程之间的_B__。
A.调度B.同步与互斥C.同步D.互斥7.对于两个并发进程都想进入临界区,设互斥信号量为S,若某时S=0,表示_B_ _。
A.没有进程进入临界区B.有1个进程进入了临界区C. 有2个进程进入了临界区D. 有1个进程进入了临界区并且另一个进程正等待进入8. 信箱通信是一种_B__方式A.直接通信B.间接通信C.低级通信D.信号量9.以下关于临界区的说法,是正确的_C__。
A.对于临界区,最重要的是判断哪个进程先进入B.若进程A已进入临界区,而进程B的优先级高于进程A,则进程B可以打断进程A而自己进入临界区C. 信号量的初值非负,在其上只能做PV操作D.两个互斥进程在临界区内,对共享变量的操作是相同的10. 并发是指_C__。
A.可平行执行的进程B.可先后执行的进程C.可同时执行的进程D.不可中断的进程11. 临界区是_C__。
A.一个缓冲区B.一段数据区C.一段程序D.栈12.进程在处理机上执行,它们的关系是_C__。
第7章进程同步(含答案)

5、用P、V操作管理临界区时,任何一个进程在进入临界区之前应调用(P)操作,退出临界区时应调用(V)操作。
6、在多道程序系统中,进程之间存在着的不同制约关系可以划分为两类:(同步)与(互斥)。(同步)指进程间具有一定逻辑关系;(互斥)是指进程间在使用共享资源方面的约束关系。
INT BUFFER-SIZE=N;
INT SF=0;/*BUFFER中是否有可取的信息*/
INT SE=N;/* BUFFER中是否有空位置以存放信息*/
MAIN()
{
GET()
COMPUTE()
}
4、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。规定当盘空时一次只能放一只水果供吃者取出,请用P、V原语实现爸爸、儿子、女儿三个并发进程的同步。
{ int b2=0:/*表示进程S2是否可以开始执行*/
int b3=0:/*表示进程S3是否可以开始执行*/
int b4=0:/*表示进程S4是否可以开始执行*/
Main()
s1();
s2();
s3()
s4()
}
6、 读者/写者问题。有一数据区为多个进程所共享,假设一些进程只能对该数据区完成读操作(读者),而另一些进程只能对其完成写操作(写者),读者和写者要遵守以下的约束:
Int SF=0;/*信号量SF用于表示缓冲区中有无可供计算的信息。*/
Main()
{
get();
compute();}
3、**在视频通信系统中,由进程PA采集一帧图像信息并存入环形缓冲区buffer,进程PB从buffer中取一帧数据进行处理,假设buffer的大小为n,试用P、V操作实现PA和PB。(类似生产者-消费者)
计算机操作系统习题及答案(4)

第4章进程同步与通信1)选择题(1)在操作系统中,P、V操作是一种_D__。
A. 机器指令B. 系统调用命令C. 作业控制命令D. 低级进程通信原语(2)若信号量S的初值为2,当前值为-1,则表示有_B__等待进程。
A. 0个B. l个C. 2个D. 3个(3)在直接通信方式中,系统提供两条通信原语进行发送和接收,其中Send原语中参数应是_C_。
A. sender,messageB. sender,mailboxC. receiver,messageD. receiver,mailbox(4)下述那个选项不是管程的组成部分_A__。
A. 管程外过程调用管程内数据结构的说明B. 管程内对数据结构进行操作的一组过程C. 局部于管程的共享数据说明D. 对局部于管程的数据结构设置初值的语句(5)某通信方式通过共享存储区来实现,其属于_D__。
A. 消息通信B. 低级通信C. 管道通信D. 高级通信(6)用P、V操作管理临界区时,信号量的初值应定义为__C__。
A. -1B. 0C. 1D. 任意值(7)临界区是_B__。
A. 一个缓冲区B. 一段程序C. 一段共享数据区D. 一个互斥资源(8)信箱通信是一种_D__通信方式。
A. 直接通信B. 信号量C. 低级通信D. 间接通信(9)对于两个并发进程,设互斥信号量为mutex,若mutex=0则__A_。
A. 表示有一个进程进入临界区B. 表示没有进程进入临界区C. 表示有一个进程进入临界区,另一个进程等待进入D. 表示有两个进程进入临界区(10)对信号量S执行V操作后,下述选项正确的是_C__。
A. 当S小于等于0时唤醒一个阻塞进程B. 当S小于0时唤醒一个阻塞进程C. 当S小于等于0时唤醒一个就绪进程D. 当S小于0时唤醒一个就绪进程(11)在消息缓冲通信中,消息队列属于_A__资源。
A. 临界B. 共享C. 永久D. 可剥夺(12)在消息缓冲通信机制中,使用的临界资源是_D__。
考研操作系统-进程的同步与通信

考研操作系统-进程的同步与通信(总分:82.00,做题时间:90分钟)一、单项选择题(总题数:12,分数:24.00)1.相关临界区是指( )。
A.一个共享资源B.并发进程中涉及相同变量的那些程序段√C.并发进程中与共享变量有关的程序段D.一个独占资源2.下列关于P、V操作的说法中正确的是( )。
A.P、V操作是两个操作,而且都是原语操作√B.P、V操作中P操作可以不用原语方式,而V操作必须使用原语操作C.P、V操作是一个过程,同一般函数,过程一样,只是执行管理临界区的操作D.P、V操作中P操作必须使用原语方式,而V操作可以不使用原语操作3.由于并发进程之间( )不能由进程本身控制,当它们在共享某些资源的时候可能会产生与时间有关的错误。
A.分配外部设备B.分配内存空间C.执行的相对速度√D.占用存储器的位置4.下面对线程的描述中,错误的是( )。
A.同一进程中的线程可共享该进程的主存空间B.线程是调度和执行单位C.不同的线程可执行相同的程序D.线程是资源分配单位√5.如果有4个进程共享同一程序段,每次允许3个进程进入该程序段,若用P、V操作作为同步机制,则信号量的取值范围是( )。
A.4,3,2,1,-1B.2,1,0,-1,-2C.3,2,1,0,-1 √D.2,1,0,-2,-36.在进程通信中,( )常用信件交换信息。
A.低级通信B.高级通信√C.信息缓冲D.消息通信7.下列关于进程和线程的说法中正确的是( )。
A.线程是进程中可独立执行的子任务,一个进程可以包含一个或多个线程,一个线程可以属于一个或多个进程B.多线程技术具有明显的优越性,如速度快、通信简便、设备并行性高等√C.由于线程不作为资源分配单位,线程之间可以无约束地并行执行D.线程又称为轻型进程,因为线型都比进程小8.并发进程之间相互通信时两个基本的等待事件是( )。
A.等信件和等信箱√B.等消息和等信件C.等发送原语和接收原语D.等消息和等信箱9.对若干个并发进程共享某—变量的相关临界区的管理,下列说法中不正确的是( )。
进程同步与通信作业习题与答案

第三章一.选择题(50题)1.以下_B__操作系统中的技术是用来解决进程同步的。
A.管道B.管程C.通道2.以下_B__不是操作系统的进程通信手段。
A.管道B.原语C.套接字D.文件映射3.如果有3个进程共享同一程序段,而且每次最多允许两个进程进入该程序段,则信号量的初值应设置为_B__。
4.设有4个进程共享一个资源,如果每次只允许一个进程使用该资源,则用P、V操作管理时信号量S的可能取值是_C__。
,2,1,0,-1 ,1,0,-1,-2 C. 1,0,-1,-2,-3 ,3,2,1,05.下面有关进程的描述,是正确的__A__。
A.进程执行的相对速度不能由进程自己来控制B.进程利用信号量的P、V 操作可以交换大量的信息C.并发进程在访问共享资源时,不可能出现与时间有关的错误、V操作不是原语操作6.信号灯可以用来实现进程之间的_B__。
A.调度B.同步与互斥C.同步D.互斥7.对于两个并发进程都想进入临界区,设互斥信号量为S,若某时S=0,表示_B__。
A.没有进程进入临界区B.有1个进程进入了临界区C. 有2个进程进入了临界区D. 有1个进程进入了临界区并且另一个进程正等待进入8. 信箱通信是一种_B__方式A.直接通信B.间接通信C.低级通信D.信号量9.以下关于临界区的说法,是正确的_C__。
A.对于临界区,最重要的是判断哪个进程先进入B.若进程A已进入临界区,而进程B的优先级高于进程A,则进程B可以打断进程A而自己进入临界区C. 信号量的初值非负,在其上只能做PV操作D.两个互斥进程在临界区内,对共享变量的操作是相同的10. 并发是指_C__。
A.可平行执行的进程B.可先后执行的进程C.可同时执行的进程D.不可中断的进程11. 临界区是_C__。
A.一个缓冲区B.一段数据区C.一段程序D.栈12.进程在处理机上执行,它们的关系是_C__。
A.进程之间无关,系统是封闭的B.进程之间相互依赖相互制约C.进程之间可能有关,也可能无关D.以上都不对13. 在消息缓冲通信中,消息队列是一种__A__资源。
计算机操作系统习题及答案修订稿

2
(1)信号量的物理意义是:当信号量值大于0时表示可用资源的个数;当信号量值小于0时,其绝对值为等待该信号量的进程数。
(2)如果信号量的当前值为-4,则表示系统中在该信号量上有__4__个等待进程。
(3)对于信号量可以做P操作和V操作,P操作用于阻塞进程,V操作用于释放进程。程序中的P和V操作应谨慎使用,以保证其使用的正确性,否则执行时可能发生死锁。
对临界资源的访问原则是:
①空闲让进,如果有若干进程要求进入空闲的临界区,一次仅允许一个进程进入。
②忙则等待,任何时候,处于临界区内的进程不可多于一个。如已有进程进入自己的临界区,则其它所有试图进入临界区的进程必须等待。
③有限等待,进入临界区的进程要在有限时间内退出,以便其它进程能及时进入自己的临界区。
解:
semaphore S1=1;//S1表示是否可以开始点菜
semaphore S2=0;//S2表示是否可以开始做菜
semaphore S3=0;//S3表示是否可以开始打包
semaphore S4=0;//S4表示是否可以提交食品
main()
{ cobegin
LB();
CS();
DBG();
CNY();
A.直接通信B.信号量
C.低级通信D.间接通信
(9)对于两个并发进程,设互斥信号量为mutex,若mutex=0则__A_。
A.表示有一个进程进入临界区
B.表示没有进程进入临界区
C.表示有一个进程进入临界区,另一个进程等待进入
D.表示有两个进程进入临界区
(10)对信号量S执行V操作后,下述选项正确的是_C__。
{
关车门;
V(s1);
操作系统实验二_进程和进程通信答案

实验二进程和进程通信一、实验目的1、通过使用进程和进程通信方面的系统调用的,加深理解有关进程方面的基本概念。
通过实验对进程有进一步的感性认识,掌握系统V的IPC机制。
二、实验内容1、设计一个程序,创建一个子进程,使父子进程合作,协调地完成某一功能。
要求在该程序中还要使用进程的睡眠、进程图象改换、父进程等待子进程终止、信号的设置与传送(包括信号处理程序)、子进程的终止等有关进程的系统调用。
2、分别利用UNIX的消息通信机制、共享内存机制(用信号灯实施进程间的同步和互斥)实现两个进程间的数据通信。
具体的通信数据可从一个文件读出,接收方进程可将收到的数据写入一个新文件,以便能判断数据传送的正确性(对文件操不熟悉的同学可不必通过读写文件,只要键盘输入和输出至屏幕进行比较即可)。
3、编写一个程序,生成若干个线程,通过这些并发线程的合作,完成较复杂的任务。
通过测试程序的运行结果,比较进程和进程、线程和线程之间对外部变量、静态变量和动态变量的共享方式的相同和不同之处。
三、实验代码父子进程通信#include <sys/types.h>#include <signal.h>main(){int pid,status = 1;void func();signal(SIGUSR1,func); /* 预置信号处理程序,将SIGUSR1设置为func函数的功能*/while ((pid=fork( ))==-1);if (pid) { /* 父进程*/printf("It is the parent process.\n");printf("Parent: will send signal.\n");kill(pid,SIGUSR1); /* 发送信号,即发送执行func函数的信息*/ pid = wait(&status); /* 父进程等待子进程终止*/printf("Child process %d,status=%d \n",pid,status);}else { /* 子进程*/sleep (2); /* 等待接受信号*/printf("It is the child process.\n");printf("Child:signal is received.\n");execvp ("pwd",(char*)0); /* 映像改换,显示当前工作区,exevcp不用给出具体路径,(char*)0指向pwd命令*/printf("execl error.\n"); /* 映像改换失败*/exit(2);}printf ("Parent process finish. \n");}void func (){system("date");}3.2 消息通信/* msgcom.h */#include <errno.h>#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/msg.h>#define MSGKEY 5678struct msgtype{long mtype;int text;};#include "msgcom.h"main(){ /* 请求进程*/struct msgtype buf;int qid,pid;qid=msgget(MSGKEY,IPC_CREA T|0666); /* MSGKEY为约定的消息队列关键字,访问控制权限为0666 */buf.mtype=1; /* 请求进程发送消息标识为1 */buf.text=pid=getpid(); /* 请求进程发送消息内容为进程标识*/msgsnd(qid,&buf,sizeof(buf.text), IPC_NOWAIT|04000); /* 发送消息正文长度为buf的大小*/msgrcv(qid,&buf,512,pid,MSG_NOERROR); /* 指定接收mtype=pid的信息,即请求进程发送给服务器处理后的信息*/printf("Request received a massags from server, type is: %d\n",buf.mtype);}#include "msgcom.h"main(){ /* 服务器进程*/struct msgtype buf;int qid;if((qid=msgget(MSGKEY,IPC_CREA T|0666))== -1)return(-1); /* 出错处理*/while(1){msgrcv(qid,&buf,512,1,MSG_NOERROR); /* 接收所有请求进程发送的消息*/printf("Server receive a request from process %d\n",buf.text);buf.mtype=buf.text; /* 将请求进程的标识数作为mtype的值,以便于请求进程识别*/msgsnd(qid,&buf,sizeof(int),IPC_NOWAIT|04000); /* 将消息发送给请求进程*/ }}3.3 共享内存#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/sem.h>#include <sys/shm.h>#include <stdio.h>#define SHMKEY 18001 /* 共享内存关键字*/#define SHMKEY2 18002#define SIZE 1024 /* 共享内存长度*/#define SEMKEY1 19001 /* 信号灯组1关键字*/#define SEMKEY2 19002 /* 信号灯组2关键字*/#define SEMKEY3 19003 /* 信号灯组3关键字*/static void semcall(sid,op)int sid,op;{struct sembuf sb;sb.sem_num = 0; /* 信号灯编号0 */sb.sem_op = op; /* 信号灯操作数加1或减1 */sb.sem_flg = 0; /* 操作标志*/if(semop(sid,&sb,1) == -1)perror("semop"); /* 出错处理*/};int creatsem(key) /* 信号灯组创建及初始化程序*/key_t key;{int sid;union semun { /* 如sem.h中已定义,则省略*/int val;struct semid_ds *buf;ushort *array;} arg;if((sid=semget(key,1,0666|IPC_CREA T))==-1) /* 创建1个关键字为1的信号灯组,访问控制权限为0666 */perror("semget"); /* 出错处理*/arg.val=1; /* 初值为1 */if(semctl(sid,0,SETV AL,arg)==-1) /* 将信号灯组的第一个信号灯的初值置1 */perror("semctl"); /* 出错处理*/return(sid);}void P(sid)int sid;{semcall(sid,-1); /*对关键字为sid信号灯组值减1,相当于wait */}void V(sid)int sid;{semcall(sid,1); /*对关键字为sid信号灯组值加1,相当于signal */}main(){char *segaddr,*segaddr2;int segid,segid2,sid1,sid2,sid3;if((segid=shmget(SHMKEY,SIZE,IPC_CREA T|0666))==-1) /* 创建共享内存段*/perror("shmget"); /* 出错处理*/if((segid2=shmget(SHMKEY2,SIZE,IPC_CREA T|0666))==-1) /* 创建共享内存段2 */perror("shmget"); /* 出错处理*/segaddr=shmat(segid,0,0); /* 将共享内存映射到进程数据空间*/segaddr2=shmat(segid2,0,0); /* 将共享内存2映射到进程数据空间*/sid1=creatsem(SEMKEY1); /* 创建三个信号灯,初值为1 */sid2=creatsem(SEMKEY2);sid3=creatsem(SEMKEY3);P(sid2); /* 置信号灯2值为0,表示缓冲区1空*/P(sid3); /* 置信号灯3值为0,表示缓冲区2空*/if(!fork()){if(!fork()){while(1){ /* 子进程的子进程,接收和输出*/P(sid3);printf("Received from Parent: %s\n",segaddr2);printf("Received from Grandparent: %s\n",segaddr);V(sid1);}}while(1){ /* 子进程,输入和存储*/P(sid2);scanf("%s",segaddr2);V(sid3);}}while(1) { /* 父进程,输入和存储*/P(sid1);scanf("%s",segaddr);V(sid2);}}3.4 线程#include <pthread.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int nthreads = 1; /* 线程执行函数,传入参数为线程序号,传出参数为项: (序号+1) */ void *dowork (void *params){int j = *(int *)params;int term = j+1;*(int *)params = term;printf ("the thread [%d]: term =%d\n",j,term);}void main(int argc,char **argv){int i;pthread_t threads[100];int pthread_data[100];float mean = 0; /* 平均数*/float variance = 0; /* 方差*/if(argc==2)nthreads = atoi (argv[1]); /* 将命令行字符串参数转换为整数*/for (i=0; i<nthreads; i++) {pthread_data [i] = i ;pthread_create (&threads[i], NULL, dowork, &pthread_data[i]); /* 创建线程*/}for (i=0; i<nthreads; i++) {pthread_join (threads [i], NULL); /* 等待子线程结束,汇合结果*/mean += (float)pthread_data[i];}mean = mean / nthreads;for(i=0; i<nthreads; i++) {variance += (float)(pthread_data[i]-mean)*(pthread_data[i]-mean);}variance = variance / nthreads;printf("The total threads is %d\n",nthreads);printf("The mean = %f\n", mean);printf("The variance = %f\n",variance);}四、运行结果3.1 父子进程通信父进程向子进程发送的消息为函数system(“date”)即显示日期时间。
进程同步与通信

pricess computer begin L2: p(sf); 从缓冲去中取出数据; v(se); 进行数据计算; goto L2; end; coend;
9、(1)写出P、V操作的定义 (2)有3个进程PA、PB和PC写作解决文件 打印问题:PA将文件记录从磁盘读入主存 的缓冲区1,每执行一次读一个记录;PB 将缓冲区1的内容复制到缓冲区2,每执 行一次复制一个记录;PC将缓冲区2的 内容打印出来,每执行一次打印一个记 录。缓冲区的大小和一个记录大小一样。 请用P、V操作来保证文件的正确打印。
begin mutex,full,empty:semaphore; mutex:=1; empty:=8; full:=0; cobegin pricess producer begin 生产一个产品; p(empty); p(mutex); 将产品存入仓库; v(mutex); v(full); end;
process s3 begin p(b3); …… v(b4); end
process s4 begin p(b4); p(b4); …… end
8、在测量控制系统中,数据采集任务把 采集的数据送入一单缓冲区;计算任务 从该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单缓 冲区的同步算法。
cobegin process A begin L1:p(s1) 拣一粒黑子; v(s2) goto L1
process B begin L2:p(s2) 拣一粒白子; v(s1) goto L2 endl;
end;
coend;
7、四个进程合作完成一任务的前驱图, 试说明这四个进程间的同步关系,并以 PV操作描述它们。
解:应设置两个信号量sf,se,信号量sf表 示缓冲区是否有可供打印的计算结果, 其初值为0;信号量se用于表示缓冲区 有无空位置存放新的信息,其初值为1。 本题的同步描述如下:
计算机操作系统习题及答案(4)

第4章进程同步与通信1)选择题(1)在操作系统中,P、V操作是一种_D__。
A. 机器指令B. 系统调用命令C. 作业控制命令D. 低级进程通信原语(2)若信号量S的初值为2,当前值为-1,则表示有_B__等待进程。
A. 0个B. l个C. 2个D. 3个(3)在直接通信方式中,系统提供两条通信原语进行发送和接收,其中Send原语中参数应是_C_。
A. sender,messageB. sender,mailboxC. receiver,messageD. receiver,mailbox(4)下述那个选项不是管程的组成部分_A__。
A. 管程外过程调用管程内数据结构的说明B. 管程内对数据结构进行操作的一组过程C. 局部于管程的共享数据说明D. 对局部于管程的数据结构设置初值的语句(5)某通信方式通过共享存储区来实现,其属于_D__。
A. 消息通信B. 低级通信C. 管道通信D. 高级通信(6)用P、V操作管理临界区时,信号量的初值应定义为__C__。
A. -1B. 0C. 1D. 任意值(7)临界区是_B__。
A. 一个缓冲区B. 一段程序C. 一段共享数据区D. 一个互斥资源(8)信箱通信是一种_D__通信方式。
A. 直接通信B. 信号量C. 低级通信D. 间接通信(9)对于两个并发进程,设互斥信号量为mutex,若mutex=0则__A_。
A. 表示有一个进程进入临界区B. 表示没有进程进入临界区C. 表示有一个进程进入临界区,另一个进程等待进入D. 表示有两个进程进入临界区(10)对信号量S执行V操作后,下述选项正确的是_C__。
A. 当S小于等于0时唤醒一个阻塞进程B. 当S小于0时唤醒一个阻塞进程C. 当S小于等于0时唤醒一个就绪进程D. 当S小于0时唤醒一个就绪进程(11)在消息缓冲通信中,消息队列属于_A__资源。
A. 临界B. 共享C. 永久D. 可剥夺(12)在消息缓冲通信机制中,使用的临界资源是_D__。
操作系统课后习题答案 3 进程同步与通信

习题 3 进程同步与通信一、选择题题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案A D D C B C A B A A题号11 12答案D C二、综合题1、答:临界资源也称独占资源、互斥资源,它是指某段时间内只充许一个进程使用的资源。
比如打印机等硬件资源,以及只能互斥使用的变量、表格、队列等软件资源。
各个进程中访问临界资源的、必须互斥执行的程序代码段称为临界区,各进程中访问同一临界资源的程序代码段必须互斥执行。
为防止两个进程同时进入临界区,可采用软件解决方法或同步机构来协调它们。
但是,不论是软件算法还是同步机构都应遵循下述准则:①空闲让进。
②忙则等待。
③有限等待。
④让权等待。
2、答:忙等待意味着一个进程正在等待满足一个没有闲置处理器的严格循环的条件。
因为只有一个CPU 为多个进程服务,因此这种等待浪费了CPU 的时钟。
其他类型的等待:与忙等待需要占用处理器不同,另外一种等待则允许放弃处理器。
如进程阻塞自己并且等待在合适的时间被唤醒。
忙等可以采用更为有效的办法来避免。
例如:执行请求(类似于中断)机制以及PV 信号量机制,均可避免“忙等待”现象的发生。
3、答:在生产者—消费者问题中,Producer 进程中P(empty)和P(mutex)互换先后次序。
先执行P(mutex),假设成功,生产者进程获得对缓冲区的访问权,但如果此时缓冲池已满,没有空缓冲区可供其使用,后续的P(empty)原语没有通过,Producer 阻塞在信号量empty 上,而此时mutex 已被改为0,没有恢复成初值1。
切换到消费者进程后,Consumer 进程执行P(full)成功,但其执行P(mutex)时由于Producer 正在访问缓冲区,所以不成功,阻塞在信号量mutex 上。
生产者进程和消费者进程两者均无法继续执行,相互等待对方释放资源,会产生死锁。
在生产者和消费者进程中,V 操作的次序无关紧要,不会出现死锁现象。
进程同步习题全

进程管理
【例】进程P1使用缓冲区buffer向进程P2,P3,P4发 送消息,要求每当P1向buffer中发消息时,只有 当P2,P3,P4进程都读取这条消息后才可再向 buffer中发送消息。利用PV原语描述进程的动作 序列
P2 P1 buffer P3
P4
进程管理
【解答】设置信号量初值S1=S2=S3=0,S=3 进程P1 进程P2 进程P3 P4 P(S) P(S1) P(S2) P(S3) P(S) 读消息 读消息 读消息 P(S) V(S) V(S) V(S) 发送消息到 Buffer V(S1) V(S2)
进程管理
生产者i repeat P(empty) P(mutex) putdata V(mutex) V(full)
消费者i repeat P(full) P(mutex) getdata V(mutex) V(empty)
进程管理
【例】多个生产者,多个消费者,N个buffer,多次循环存 取buffer,即多个生产者不断进行putdata操作,多个消费 者不断进行getdata操作 【解答】 只有buffer有空间时才能进行putdata操作 只有buffer有数据时才能进行getdata操作 不允许多个消费者和多个生产者同时操作 信号量 full:表示buffer是否有数据,初值为0 empty:表示buffer是否为空,初值为n mutex:表示buffer是否可操作,初值为1
进程管理
操作流程 <PUT类进程> repeat 判断buff1是否有空间,没有则等待 是否可操作buff1 PUT 设置buff1可操作标志 设置buff1有数据的标志 until false
进程管理
<MOVE类进程> repeat 判断buff1是否有数据,没有则等待 判断buff2是否有空间,没有则等待 是否可操作buff1 是否可操作buff2 MOVE 设置buff1可操作标志 设置buff2可操作标志 设置buff1有空间标志 设置buff2有空间标志
第3章课后习题+进程同步与通信

售票大厅可容纳200
人购票,说明最多允 许200人共享售票大 厅,用信号量empty 表示,初值为200;
售票员一次只能为一 个购票者服务,说明 必须互斥地进行购票 ,用信号量mutex表 示,初值为1。
5. 进程之间的关系如图3-16所示,试用P、V操作描 述它们之间的同步。
A
S2 C
S1 B
S4 F D
答:同步关系;因为一个工序必须在前一个工序完成后才能开始, 他们必须相互协作才能使进程圆满完成。
(4)商品的入库出库。
答:同步关系;因为商品出库可以为入库提供空间。
(5)工人做工与农民种粮。
答:没有制约关系。
4. 设有一个售票大厅,可容纳200人购票。如果厅 内不足200人则允许进入,超过则在厅外等候; 售票员某时只能给一个购票者服务,购票者买完 票后就离开。试问:
(1)购票者之间是同步关系还是互斥关系?
答:互斥关系。只能有一个人获得售票员的服务。
(2)用P、V操作描述购票者的工作过程。
semaphore empty=200; semaphore mutex=1;
void buyer() { P(empty);
P(mutex); 买票; V(mutex); V(empty); }
wait(mutexB); if (countB==0) wait(mutex);
countB++; signal(mutexB);
过桥;
wait(mutexB); countB--;
if (countB==0) signal(mutex); signal(mutexB); }
S3
S5
E
S6 G
semaphore A,B,C,D,E,F,G=0,0,0,0,0,0,0; P1( ){S1;V(A);V(B);} P2( ){P(A);S2;V(C);} P3( ){P(B);S3;V(D);V(E);} P4( ){P(D);S4;V(F);} P5( ){P(E);S5;V(G);} P6( ){P(C);P(F);P(G);S6;}
操作系统-进程同步习题答案

第二章进程同步一、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()。
A.–1B.0C.1D.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.1至–(m-1)B.1至m-1C.1至–mD.1至m3. 在下面的叙述中,正确的是()。
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()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()。
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.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()。
A.>0B.<0C.≥0D.≤08.当一进程因在记录型信号量S上执行V(S)操作而导致唤醒另一进程后,S的值为()。
A.>0B.<0C.≥0D.≤09.如果信号量的当前值为-4,则表示系统中在该信号量上有()个进程等待。
A.4B.3C.5D.010.若有4个进程共享同一程序段,而且每次最多允许3个进程进入该程序段,则信号量的变化范围是()。
A. 3,2,1,0B. 3,2,1,0,-1C. 4,3,2,1,0D. 2,1,0,-1,-211.若信号S的初值为2,当前值为-1,则表示有( )个等待进程?A.0B.1C.2D.312.如果有三个进程共享同一互斥段,而且每次最多允许两个进程进入该互斥段,则信号量的初值应设置为()。
3进程同步与通信习题

解:设三个信号量, S:表示盘子是否为空,初值为1 So:表示盘中是否有桔子,初值为0 Sa:表示盘中是否有苹果,初值为0;
int s=1; int sa=0; int so=0;
main() {
Cobegin
father( );
son( );
daughter( );
Coend
}
2020/6/6
PA( ) { While (1) { 从磁盘读一个记录;
P(empty1); 将记录存入缓冲区1; V(full1);}} PB( ) { While (1) { P(full1); 从缓冲区1中取出记录; v(empty1); P(empty2); 将记录存入缓冲区2; 2020/6/6 V(full2);}}
进程同步习题
1、有3个进程PA,PB和PC合作解决文件打印问题 : – PA将文件记录从磁盘读入主存的缓冲区1,每执 行一次读一个记录; – PB将缓冲区1的内容复制到缓冲区2,每执行一 次复制一个记录; – PC将缓冲区2的内容打印出来,每执行一次打印 一个记录。缓冲区的大小等于一个记录大小。 请用P,V操作来保证文件的正确打印。。
Busman( )
{ While (1) { 关车门; V(S1); 售票 P(S2); 开车门; 上下乘 客;}}
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,儿子女儿三个进程的同步。
PC( ) {While (1) {P(full2); 从缓冲区2取一个记录;
V(empty2); 打印记录;}}
习题解答——第3章 进程同步与通信

第3章进程同步与通信6.有三个并发执行的进程A、B和C,A负责输入信息到缓冲区,B负责加工输入到缓冲区中的数据,C负责将加工后的数据打印输出。
在下列情况下:(1)单缓冲区。
(2)由N个缓冲区组成的缓冲池。
分别写出三个进程的并发关系。
答:(1)semaphore S1=1,S2=S3=0A: B: C:while(1) { while(1) { while(1) {P(S1); P(S2); P(S3);输入信息到缓冲区; 加工缓冲区中数据; 输出缓冲区中数据;V(S2); V(S3); V(S1);} } }(2)semaphore S1=N;semaphore S2=0,S3=0;semaphore mutex=1;int i.,j,k;ITEM buffer[N];ITEM data_i,data_o;A: B: C:while(1) { while(1) { while(1) {P(S1); P(S2); P(S3);P(mutex) ;P(mutex) ;P(mutex);输入数据data_i; data_o= buffer[k];buffer[i]=data_i; 处理中buffer[j]的数据k=(k+1)%N;i=(i+1)%N; j=(j+1)%N; 输出data_o;V(mutex); V(mutex); V(mutex) ;V(S2); V(S3); V(S1);} } }7.三个并发执行的进程A、B和C,A与B共享缓冲区M,B与C共享缓冲区N,如图所示:假如缓冲区的大小只能存放一个单位的数据,试写出A、B、C三个进程的同步关系。
答:semaphore S1=M;S3=N;semaphore S2=0,S4=0;semaphore mutex=1;int i.,j,k,l;ITEM buffer1[M];ITEM buffer2[N];ITEM data_i,data_o;A: B: C:while (1) { while (1) { while (1) {P(S1); P(S2); P(S4);P(mutex); P(mutex) ;P(mutex);输入数据data_i; data_o=buffer1[j]; data_o= buffer[l];buffer1[i]=data-i; j=(j+1)%M; l=(l+1)%N;i=(i+1)%M; V(mutex); 输出data_o;V(mutex); V(S1); V(mutex);V(S2); P(S3) V(S3);} P(mutex); }buffer2[k]=data_o;k=(k+1)%N;V(mutex);V(S4)}9.设有两个优先级相同的进程P1,P2如下,令信号量S1、S2的初值为0,已知z=2,试问P1、P2并发运行结束后x=?y=?z=?进程P1 进程P2y: =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;解答:由题意可知执行顺序存在如下5种情况:z:=y+1----→ x:=x+y----→ y:=z+y----→ z:=x+z ……z:=y+1----→ x:=x+y----→ z:=x+z----→ y:=z+y ……x:=x+y----→ z:=y+1 ----→ z:=x+z----→ y:=z+y ……x:=x+y----→ z:=y+1 ----→ y:=z+y----→ z:=x+z ……x:=x+y----→ z:=x+z ----→ z:=y+1----→ y:=z+y ……和的结果为:x=5,y=7,z=9;和结果为:X=5,y=12,z=9;的结果为:x=5,y=7,z=4;*10.有一个隧道,由于很窄,只能容纳一个方向的车辆通过。
操作系统第3章(进程的同步与通信习题与解答)

第3章进程的同步与通信习题与解答3.2 例题解析例3.2.1 多道程序系统程序的执行失去了封闭性和再现性,因此多道程序的执行不需要这些特性,这种说法是否正确?解这种说法不正确。
可以想象,如果一个程序在多道程序系统中,在相同的输入的情况下,多次执行所得结果是不同的,有谁还敢使用这个程序?因此,多道程序的执行也需要封闭性和再现性,只不过单道程序系统的封闭性和再现性是先天固有的,多道程序系统的程序执行要想获得封闭性和再现性,需通过程序员的精心设计才能得到。
所使用的方法就是同步和互斥的方法。
例3.2.2 多个进程对信号量S进行了5次 P操作,2次V操作后,现在信号量的值是 -3,与信号量S相关的处于阻塞状态的进程有几个?信号量的初值是多少?解(1) 因为S的当前值是-3,因此因为S处于阻塞状态的进程有3个;(2) 因为每进行一次P(S)操作,S的值都减1,每执行1次V操作S的值加1,故信号量的初值为-3+5-2=0;例3.2.3 如下锁的实现方法存在什么缺点?如何改进?LOCK(X) UNLOCK(X){ {do while X=1 ; X=0;X=1} }解存在的缺点是:当锁是关闭时,采用的是循环等待的方法,这样的等待还是要占用处理机的时间,应该采用阻塞等待的方法。
改进的锁实现如下:LOCK(X) UNLOCK(X){ {if X.value=1 if not empty(X.L) { insert( *, X.L); { P=remove(X.L);Block (*) Wakeup(P) } }else X.Value=1 else X.Value=0} }这里X.value是锁的值,X.L是存放由于锁X而阻塞的进程的队列。
insert( *, X.L)将当前进程的进程号插入到X.L,remove(X.L)是从X.L中移出一个进程号。
例3.2.4 使用多个进程计算Y=F1(X)+F2 (X).解(1) 确定并发和顺序操作在这个问题中,F1(X)和F2 (X)的计算是可以并行处理的,因此F1(X)和F2 (X)可以分别出现在两个进程中。
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第三章一.选择题(50题)1.以下_B__操作系统中的技术是用来解决进程同步的。
A.管道B.管程C.通道2.以下_B__不是操作系统的进程通信手段。
A.管道B.原语C.套接字D.文件映射3.如果有3个进程共享同一程序段,而且每次最多允许两个进程进入该程序段,则信号量的初值应设置为_B__。
4.设有4个进程共享一个资源,如果每次只允许一个进程使用该资源,则用P、V操作管理时信号量S的可能取值是_C__。
,2,1,0,-1 ,1,0,-1,-2 C. 1,0,-1,-2,-3 ,3,2,1,05.下面有关进程的描述,是正确的__A__。
A.进程执行的相对速度不能由进程自己来控制B.进程利用信号量的P、V 操作可以交换大量的信息C.并发进程在访问共享资源时,不可能出现与时间有关的错误、V操作不是原语操作6.信号灯可以用来实现进程之间的_B__。
A.调度B.同步与互斥C.同步D.互斥7.对于两个并发进程都想进入临界区,设互斥信号量为S,若某时S=0,表示_B__。
A.没有进程进入临界区B.有1个进程进入了临界区C. 有2个进程进入了临界区D. 有1个进程进入了临界区并且另一个进程正等待进入8. 信箱通信是一种_B__方式A.直接通信B.间接通信C.低级通信D.信号量9.以下关于临界区的说法,是正确的_C__。
A.对于临界区,最重要的是判断哪个进程先进入B.若进程A已进入临界区,而进程B的优先级高于进程A,则进程B可以打断进程A而自己进入临界区C. 信号量的初值非负,在其上只能做PV操作D.两个互斥进程在临界区内,对共享变量的操作是相同的10. 并发是指_C__。
A.可平行执行的进程B.可先后执行的进程C.可同时执行的进程D.不可中断的进程11. 临界区是_C__。
A.一个缓冲区B.一段数据区C.一段程序D.栈12.进程在处理机上执行,它们的关系是_C__。
A.进程之间无关,系统是封闭的B.进程之间相互依赖相互制约C.进程之间可能有关,也可能无关D.以上都不对13. 在消息缓冲通信中,消息队列是一种__A__资源。
A.临界B.共享C.永久D.可剥夺14. 以下关于P、V操作的描述正确的是__D_。
A.机器指令B. 系统调用C.高级通信原语D.低级通信原语15.当对信号量进行V源语操作之后,_C__。
A.当S<0,进程继续执行B.当S>0,要唤醒一个就绪进程C. 当S<= 0,要唤醒一个阻塞进程D. 当S<=0,要唤醒一个就绪16.对临界区的正确论述是__D_。
A.临界区是指进程中用于实现进程互斥的那段代码B. 临界区是指进程中用于实现进程同步的那段代码C. 临界区是指进程中用于实现进程通信的那段代码D. 临界区是指进程中访问临界资源的那段代码17. __A__不是进程之间的通信方式。
A.过程调用B.消息传递C.共享存储器D.信箱通信18. 同步是指进程之间逻辑上的__A__关系。
A.制约B.调用C.连接D.排斥19.正在运行的进程在信号量S上作P操作之后,当S<0,进程将进入信号量的__A__。
A.阻塞队列B.提交队列C.后备队列D.就绪队列20.某个信号量S初值为3,当前值为-2,则等待在该信号量上的进程数为_B__个。
21.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__A__不考虑。
A一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22、_C__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D.记录型信号量23.对于整型信号量,在执行一次P操作时,信号量的值应_C__。
A.不变B.加1C减1D.减指定数值24.在执行v操作时,当信号量的值__D_时,应释放一个等待该信号量的进程。
A>0B.<0c.>=0D.<=0操作必须在屏蔽中断下执行,这种不可变中断的过程称为_B__。
A初始化程序B.原语c.子程序D控制模块26.进程间的互斥与同步分别表示了各进程间的__A__。
A.竞争与协作B.相互独立与相互制约c.不同状态D.动态性与并发性27.并发进程在访问共享资源时的基本关系为_B__。
A.相互独立与有交往的B.互斥与同步C并行执行与资源共享D信息传递与信息缓冲28.在进程通信中,_B__常用信件交换信息。
A.低级通信B.高级通信C.消息通信D.管道通信29.在间接通信时,用send(N,M)原语发送信件,其中N表示_C__。
A.发送信件的进程名 B.接收信件的进程名 C.信箱名 D.信件内容30.实现进程互斥时,用_C__对应,对同一个信号量调用Pv操作实现互斥。
A.一个信号量与一个临界区 B.一个信号量与—个相关临界区C.一个信号量与一组相关临界区 D.一个信号量与一个消息31.实现进程同步时,每一个消息与一个信号量对应,进程__D_可把不同的消息发送出去。
A.在同一信号量上调用P操作B在不同信号量上调用P操作C.在同一信号量上调用v操作D.在不同信号量上调用v操作32.临界区是指__D_。
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33.相关临界区是指__D_。
A.一个独占资源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、V操作是__A__。
A.两条低级进程通信原语B.两组不同的机器指令C.两条系统调用命令 D.两条高级进程通信原语35.对进程的管理和控制使用_B__。
A.指令B.原语 C.信号量D.信箱通信36.用P、V操作管理临界区时,信号量的初值应定义为_C__。
A.一1B.0C.1D.任意值37.用V操作唤醒一个等待进程时,被唤醒进程的状态变为_B__。
A.等待B.就绪C.运行D.完成38.进程间的同步是指进程间在逻辑上的相互_B__关系。
A.联接B.制约C.继续D.调用39.__D_是一种只能进行P操作和V操作的特殊变量。
A.调度B.进程C.同步D.信号量40.用P、V操作可以解决__A__互斥问题。
A.一切B.某些C.正确D.错误41.对于两个并发进程,设互斥信号量为mutex,若mutex=0,则_B__。
A.表示没有进程进入临界区B.表示有一个进程进入临界区C.表示有一个进程进入临界区,另一个进程等待进入D.表示有两个进程进入临界区42.两个进程合作完成一个任务,在并发执行中,一个进程要等待其合作伙伴发来消息,或者建立某个条件后再向前执行,这种制约性合作关系被称为进程的__A__。
A.同步B.互斥C.调度D.执行43.为了进行进程协调,进程之间应当具有一定的联系,这种联系通常采用进程间交换数据的方式进行,这种方式称为__D_。
A.进程互斥B.进程同步C.进程制约D.进程通信44. 两个进程合作完成一项任务。
在并发执行中,一个进程要等待其合作伙伴发来消息,或建立某个条件后再运行,这种制约性合作关系被称为进__A__。
A.同步B.执行C.互斥D.调度45. 为了进行进程协调,进程之间应当具有一定的联系,这种联系通常采用进程间交换数据的方式进行,这种方式通常称为_C__。
A. 进程互斥B. 进程同步C. 进程通信D. 进程制约46.不是信号量能实现的功能是__D_。
A.进程同步B.进程互斥C.执行的前趋关系D.进程的并发执行47. 若P、V操作的信号量S初值为2,当前值为-1,则表示有_B__等待进程。
个个个个48.在进程通信中,常_C__通过变量、数组形式来实现。
A.高级通信B.消息通信C.低级通信D.管道通信49.管道通信是以_B__进行写入和读出。
A.消息为单位B.自然字符流C.文件D.报文50.进程间的基本关系为_B__。
A.相互独立与相互制约B.同步与互斥C.行执行与资源共享D.信息传递与信息缓冲二.填空题(50空)1. 进程的_顺序性_____是指进程在顺序处理器上的执行是按顺序进行的。
2.当一个进程独占处理器顺序执行时,具有__封闭性____和__可再现件____两个特性。
3.进程的封闭性是指进程的执行结果只取决于__进程本身____,不受外界影响。
4.进程的可再现性是指当进程再次重复执行时,必定获得___相同___的结果。
5.一个进程的工作在没有全部完成之前,另一个进程就可以开始工作,则称这些进程为__可同时执行的___.6.临界区是指并发进程中与__共享变量____有关的程序段。
7.__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。
8.只要涉及相同变量的若干进程的相关临界区__互斥执行____,就不会造成与时间有关的错误。
9.进程的___互斥 ___是指当有若干进程都要使用某一共享资源时,任何时刻最多只允许一个进程去使用。
10.Pv操作是在一个信号量上进行的__不可被中断____的过程,这种过程也称为__原语___。
11.利用P、v操作管理相关临界区时,必须成对出现,在进入临界区之前要调用__ P操作____,在完成临界区操作后要调用__ v操作____。
12.进程的___同步 ___是指并发进程之间存在一种制约关系,一个进程的执行依赖另一个进程的消息。
13.__同步机制____能把它进程需要的消息发送出去,也能测试自己需要的消息是否到达。
14.P、v操作不仅是实现___进程互斥___的有效工具,而且也是一种简单而方便的___同步___工具。
15.用P、v操作实现进程同步时,调用___ P操作___测试消息是否到达,调用__ v操作____发送消息。
24.用P、v操作实现生产者消费者之间的同步时,在访问共享缓冲区的__前____和__后____分别调动P操作和v操作。
16.进程的互斥实际上是进程__同步____的一种持殊情况。
17.进程的互斥是进程间___竞争___共享资源的使用权,其结果没有__固定的必然关系____,而进程的同步则在共享资源的并发进程之间有一种__必然的____依赖关系。
18.Pv操作也可看作为进程间的一种通信方式,由于只交换了少量的信息,故称为__低级通信方式 ____19.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____。
20.采用高级通信方式时,进程间用__信件____来交换信息。
21.最基本的通信原语有两条,它们是__ send ____原语和___ receive ___原语。
22.进程通信方式有两种:__直接通信____和_间接通信_____。
23.直接通信是固定在__一对____进程之间通信,而间接通信以信箱为媒体实现通信。