操作系统试题(1)

14．若当前进程因时间片用完而被迫让出处理机，那么该进程的状态应该成为D。
A．就绪B．等待C．完成D．阻塞
二、判断
1．两个进程合作完成一件工作。在并发执行中，一个进程要等待合作者发来消息，或建立某条件后才能向前执行。进程间的这种制约关系应该是同步。（R）
2．有交往的并发进程一定共享某些资源。（F）
3．如果不能控制并发进程执行的相对速度，则它们在共享资源时一定会出现与时间有关的错误。（F）
4．PV操作不仅可用来实现进程的同步与互斥，而且可以防止系统死锁。（F）
5．并发进程的执行结果只取决于进程本身，不受外界影响。（F）
6．多道程序设计必然导致进程的并发执行。（R）
三、填空题
1．一个进程独占处理器顺序执行时具有_资源的独占性______和____结果的再现性___两个特性。
2．把一组可同时执行的进程称为_并发______进程。
10．若信号量S的初值定义为10，则在S上调用了18次P操作和15次V操作后S的值应该为____7___
11．所谓“进程”，是指一个程序在给定数据集合上的一次执行过程，是系统进行资源分配和运行调度的独立单位。
12．通常，把进程程序中真正需要保证互斥执行的那部分程序，称为该进程的临界区。
四、解答题
1．假定有一个可以存放n封信的公用信箱，请用PV操作来实现进程通信。
解答：SP表示信箱中可存放的信件数；
SG表示信箱已有的信件数
（1）P（SP）（2）P(S1) (3)V(S1) (4)V(SG) (5)P(SG) (6)P(S2) (7)V(S2) (8)V(SP)
B[0-n-1]数组
S1=1,S2=1,SP=n,SG=0
K=0,t=0
放信过程：
组织一封信；
（1）P（SP）;
While(true)
{
洗水果；
放水果；
}
儿子P2
While(true)
{
取水果；
吃水果；
}
解答：
分析：父亲先放水果，儿子再吃水果；儿子取完水果，父亲再放水果，这两个进程是一个同步关系。
解法1：设信号量m1表示父亲能否放水果，m2表示儿子能否取水果.其初值m1=1,m2=0。
父亲P1
While(true)
设信号量m1表示父亲能否放水果，m2表示儿子能否取桔子，m3表示女儿能否取苹果。
初值：m1=1,m2=0,m3=0
解法2：父亲先放水果，儿子女儿再吃水果；儿子女儿取完水果，父亲再放水果，这三个进程是一个同步关系。
设信号量m1表示父亲放完桔子，m2表示父亲放完苹果，m3表示儿子女儿取完苹果。
初值：m1=1,m2=0,m3=1
解法2：设信号量m1表示P1能否把文件放入缓冲1，m2表示P2能否从缓冲1取完文件,m3表示P2能否把文件放入缓冲2，m4表示p3能否从缓冲2取完文件。
4．过独木桥，试用PV操作来实现进程通信。
P1
{
由西向东过独木桥；
}
P2
{
由东向西过独木桥；
}
解答：进程P1、P2因竞争独木桥这个资源而成为互斥关系。设：信号量m表示独木桥资源，初值为1表示资源可用。
解：从图6-28可以知道，公共数据区的单元Ai（i=1，2，3…）里存放的某月某日第i次航班的现有票数，是j（j=1，2，3…）个售票处共享的数据。因此，这些售票处对公共数据区的单元Ai（i=1，2，3…）的操作不能同时进行。正因为如此，图中把对Ai的这些操作，用名为S的信号量上的P、V操作，保证它们互斥进行。这样处理都是正确的。
7．用PV操作实现进程同步时，进程应调用___P____操作来检测自己等待的消息是否到达，调用__V_____操作则可唤醒一个等待消息的进程。
8．如果在一个取负值的信号量上调用P操作，则将使该进程变为__阻塞_____状态，而调用V操作将使一个等待资源的进程成为__就绪_____状态。
9．有一资源可供n个进程共享，但限制它们只能互斥使用，若采用PV操作来管理则信号量的初值应定义为__1_____，可能出现的信号量的最小值为__-（n-1）_____。
M1=0,m2=0,m3=1;
3．打印文件，试用PV操作来实现进程通信。
分析：P1做完，P2才能做，P3才能做。这三个进程是一个同步关系。
解法1：设信号量m1表示P1能否把文件放进缓冲1，m2表示P2能否从缓冲1取文件,m3表示P2能否把文件放入缓冲2，m4表示p3能否从缓冲2取文件。
M1=n, m2=0, m3=m, m4=0
（3）
解答：父母亲先放水果，儿子再取水果吃；父亲与儿子，母亲与儿子是一个同步关系，父亲与母亲要竞争空盘子。
解法1：设信号量m1表示是否有空盘子，信号量m2表示儿子能否取水果。
Int m1=1,m2=0
父母亲先放水果，儿子再取水果吃；父亲与儿子，母亲与儿子是一个同步关系，父亲与母亲要竞争空盘子。
解法2：设信号量m1表示父亲或母亲放完水果，信号量m2表示儿子取完水果。
解：3个并发进程R、S、T之间有如下的制约关系：
（1）R必须先做，在往缓冲区B里面存入数据后，应该向S发消息，然后等待T打印输出后释放缓冲区B；
（2）S应该与R取得同步，在等到R发来的消息（表明B里面有数据）后，取出加工、回存，然后向T发消息；
（3）T应该与S取得同步，在等到S发来的消息（表明B里的数据已经加工完毕）后，才取出打印，然后向R发消息，表示缓冲区B又可以使用了。
3．有交往的并发进程在竞争共享资源时会出现_与时间有关的______错误。
4．把并发进程中涉及到对共享变量进行访问的程序段称为_临界区______。
5．用PV操作管理相关临界区时，任何一个进程要进人自己的临界区前应调用__P_____、操作，退出临界区时应调用___V____操作。
6．系统中存在多个进程时，这些进程对共享资源的使用存在着不同的相互制约关系，制约关系可归结为两种，一种是__同步_____关系，另一种是_互斥______关系。
V(m);
}
P4
{
P(m);
通过路口；
V(m);
}
6．今有3个并发进程R、S、T，它们共享一个缓冲区B。进程R负责从输入设备读入信息，每读出一个记录后就把它存入缓冲区B中；进程S利用缓冲区B加工进程R存入的记录；进程T把加工完毕的记录打印输出。缓冲区B一次只能存放一个记录。只有在进程T把缓冲区里的记录输出后，才能再往里存放新的记录。试用信号量及其P、V操作控制这3个进程间的的正确工作关系。
关键是当判定没有第i次航班的机票时，图6-28里仅安排了打印“票已售完！”的动作。这样，第j售票处只有进入临界区的P(S)，而没有执行退出临界区的V(S)。它没有退出临界区，别的售票窗口也就无法再进入这个临界区。所以，这种安排是不对的。应该把图6-28改成为图6-29，这样就完全正确了。
图6-29正确的第j售票处的售票程序
A．≤0
B．1
C．n-1
D．n
9．用PV操作管理临界区时把信号量的初值定义为1，现已有一个进程在临界区，但有n个进程在等待进人临界区，这时信号量的值为（C）。
A．-1
B．1
C．-n
D．n
10．用V操作唤醒一个等待进程时，被唤醒进程的状态应变成（B）状态。
A．执行
B．就绪
C．运行
D．收容
11．有一共享文件可供n个并发进程使用，但限制最多m个进程（n≥m≥1）可同时读文件，用PV操作进行管理时其信号量的初值应该为（B）。
（2）P(S1);
B[k]=信件；
K=(k+1)mod n;
(3)V(S1)；
(4)V(SG)；
End；
取信过程：
Begin
(5)P(SG)；
(6)P(S2)；
从B[t]中取一封信；
T=(t+1)mod n；
(7)V(S2);
(8)V(SP);
End;
2．吃水果，试用PV操作来实现进程通信。
（1）
父亲P1
试题
一、单项选择题
1．任何两个并发进程之间存在着（D）的关系。
A．各自完全独立
B．拥有共享变量
C．必须互斥
D．可能相互制约
2．并发进程执行的相对速度是（D）。
A．由进程的程序结构决定的
B．由进程自己来控制的
C．在进程被创建时确定的
D．与进程调度策略有关的
3．并发进程执行时可能会出现“与时间有关的错误”，这种错误是由于并发进程（A）引起的。
A．n
B．m
C．u-m
D．1
12．在单处理机的多进程系统中，一个进程何时占用处理机以及能够占用多长时间，这将取决于C。
A．该进程程序段的长度
B．该进程需要的运行时间
C．进程自身的推进速度和系统采用的调度策略
D．进程要完成的功能
13．进程是C。
A．一个系统软件B．一个与程序等同的概念
C．一个执行中的程序D．存放在内存中的一个程序
A．使用共享资源
B．执行的顺序性
C．要求计算时间的长短
D．程序的长度
4．并发进程中与共享变量有关的程序段称为（B）。
A．共享子程序
B．临界区
C．管理区
D．公共数据区
5．用来实现进程同步与互斥的PV操作实际上是由（C）过程组成的。
A．一个可被中断的
B．一个不可被中断的
C．两个可被中断的
D.两个不可被中断的
{
洗水果；
P(m1);
放水果；
V(m2);
}
儿子P2
While(true)
{
P（m2）；
取水果；
V（m1）;
吃水果；
}
解法2：
父亲先放水果，儿子再吃水果；儿子取完水果，父亲再放水果，这两个进程是一个同步关系。
设信号量m1表示父亲放完水果，m2表示儿子取完水果。其初值m1=0,m2=1。
父亲P1
While(true)
6．进程从运行态变为等待态可能由于（BC）。
A．执行了V操作
B．执行了P操作
C．时间片用完
D．有高优先级进程就绪
7．用PV操作管理互斥使用的资源时，信号量的初值应定义为（B）。
A．任意整数
B．1
C．O
D．-1
8．现有n个具有相关临界区的并发进程，如果某进程调用P操作后变为等待状态，则调用P操作时信号量的值必定为（A）。
Int m1=0,m2=1
（4）
分析：父母亲先放水果，儿子女儿再取水果；父亲与女儿，母亲与儿子是一个同步关系，父亲与母亲要竞争空盘子。
解法1：设信号量m1表示是否有空盘子，信号量m2表示儿子能否取苹果，m3表示女儿能否取桔子。
M1=1,m2=0,m3=0;
解法2：设信号量m1表示父亲放完桔子，信号量m2表示母亲放完苹果，m3表示儿子或女儿取完水果。
P1
{
P（m）;
通过独木桥；
V(m);
}
P2
{
P（m）;
通过独木桥；
V(m);
}
5．过十字路口，试用PV操作来实现进程通信。
P1
{
通过路口；
}
P2
{
通过路口；
}Baidu Nhomakorabea
P3
{
通过路口；
}
P4
{
通过路口；
}
解决：P1
{
P(m);
通过路口；
V(m);
}
P2
{
P(m);
通过路口；
V(m);
}
P3
{
P(m);
通过路口；
从这些关系可以看出，这里是3个同步问题：R要与T取得同步；S要与R取得同步；T要与S取得同步。所以，设置3个同步信号量：
S1——控制S要与R取得同步；
S2——控制T要与S取得同步；
S3——控制R要与T取得同步。
图6-24给出了它们的工作流程示意。
图6-24 R、S、T之间的相互制约关系
7．在飞机订票系统中，假定公共数据区的单元Ai（i=1，2，3…）里存放着某月某日第i次航班现有票数。在第j个售票处，利用变量Rj暂存Ai里的内容。现在为第j个售票处编写代码如图6-28所示。试问它的安排对吗？如果正确，试说明理由；如果不对，指出错误，并做出修改。
{
洗水果；
P(m2);
放水果；
V(m1);
}
儿子P2
While(true)
{
P（m1）；
取水果；
V（m2）;
吃水果；
}
（2）
父亲P1
While(true)
{
洗水果；
放水果；
}
儿子P2
While(true)
{
取桔子；
吃桔子；
}
女儿P3
While(true)
{
取苹果；
吃苹果；
}
解答：
解法1：父亲先放水果，儿子女儿再吃水果；儿子女儿取完水果，父亲再放水果，这三个进程是一个同步关系。