今年的选择最合适的答案.docx
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今年的选择最合适的答案
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m
3.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.≤0
8．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.≤0
9．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.0
10．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，-1
C.4，3，2，1，0D.2，1，0，-1，-2
11．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.3
12．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（）。
A.3B.1C.2D.0
13．并发进程之间（）
A.彼此无关B.必须同步
C.必须互斥D.可能需要同步或互斥
14．在操作系统中，有一组进程，进程之间具有直接相互制约性。
这组并发进程之间（）。
A.必定无关B.必定相关
C.可能相关D.相关程度相同
15.（）操作不是P操作可完成的。
A.为进程分配处理机B.使信号量的值变小
C.可用于进程的同步D.使进程进入阻塞状态
选择所有正确的答案
1.有关进程的描述中，（）是正确的。
A.进程执行的相对速度不能由进程自己来控制
B.利用信号量的P.V操作可以交换大量信息
C.同步是指并发进程之间存在的一种制约关系
D.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
2.下列资源中，（）是临界资源。
A.打印机B.非共享的资源
C.共享变量D.共享缓冲区
3.进程从执行状态转换到阻塞状态的可能原因是（）.
A.时间片完B.需要等待其它进程的执行结果
C.执行了V操作D.执行了P操作
4.进程从阻塞状态转换到就绪状态的可能原因是（）.
A.时间片完B.其它进程执行了唤醒原语
C.执行了V操作D.执行了P操作
5.在单处理机系统中，设系统中有n个进程（n>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（）。
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
判断正误
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。
错误
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。
错误
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。
错误
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。
．错误
单道程序系统不具有并发性，因此不需要同步和互斥。
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；
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;
生产者—消费者问题演变。
情况1一个buffer，一个生产者，一个消费者，生产者只生产一个东西，消费者只进行一次消费，即：
生产者只进行一次putdata操作，消费者只进行一次getdata操作。
解这是一个同步问题，生产者和消费者分别是2个并发的进程。
（1）操作规则
如果buffer为空，则消费者只能等待。
（2）操作流程
<生产者>
{
putdata；
设置Buffer有数据标志V（S）
}
<消费者>
{
判断buffer是否有产品，没有则等待；
getdata；
}
（3）信号量
设置1个信号量full，full表示buffer是否有数据，初值为0。
（4）P、V操作实现
varfull:
semaphore:
=0;
buffer:
array[1]ofitem;
begin
parbegin
producer:
begin
putdata；
V（full）;
end
consumer:
begin
P（full）;
getdata;
end
parend
end
情况2一个buffer，一个生产者，一个消费者，生产者不断地进行putdata操作，消费者不断地进行getdata操作，即：
生产者不断地生产，消费者不断地消费
（1）操作规则
只有buffer为空时才能进行putdata操作；只有buffer有数据时才能进行putdata操作。
（2）操作流程
<生产者>
{
repeat
判断buffer是否为空，不空则等待；
putdata；
设置buffer有数据的标志；
untilfalse
}
<消费者>
{
repeat
判断buffer是否有数据，没有数据则等待；
getdata；
设置buffer为空标志；
untilfalse
}
（3）信号量
设置2个信号量full和empty。
full表示buffer是否有数据。
因为进程在初始状态时，buffer中没有数据，故初值为0，变化范围-1~1。
empty表示buffer是否为空。
因为进程在初始状态时，buffer为空，故初值为0初值为1，变化范围-1~1。
（4）P、V操作实现
varfull:
semaphore:
=0;
emptyl:
semaphore:
=1;
buffer:
array[1]ofitem;
begin
parbegin
producer：
begin
repeat
P（empty）；
putdata；
V（full）;
untilfalse
end
consumer：
begin
repeatP（full）；
getdata；
V（empty）；
untilfalse.
end
parend
end
情况3一个buffer，多个生产者，多个消费者，多个生产者和消费者都在不断地存取buffer，即生产者不断地进行putdata操作，消费者不断地进行getdata操作。
（1）操作规则
只有buffer为空时才能进行putdata操作；只有buffer有数据时才能进行putdata操作。
这时buffer变成了临界资源，不允许多个进程同时操作buffer，即不允许多个消费者同时进行gedata，不允许多个生产者同时进行putdata操作。
（2）操作流程
<生产者>
{
repeat
判断buffer是否为空，不则等待；
是否可操作buffer；
putdata；
设置buffer可操作标志；
设置buffer有数据的标志；
untilfalse
}
<消费者>
{
repeat
判断buffer是否有数据，没有则等待；
是否可操作buffer；
getdata；
设置buffer可操作标志；
设置buffer为空标志；
untilfalse
}
（3）信号量
设置3个信号量full、empty和B-M。
full表示buffer是否有数据，初值为0；
empty表示buffer是否为空，初值为1；
B-M表示buffer是否可操作，初值为1。
由于buffer只有一个，full和empty可以保证对buffer的正确操作，故B-M是多余的，可以省略。
（4）P、V操作实现
<生产者><消费者>
{{
repeatrepeat
P（empty）；P（full）；
P（B-M）； P（B-M）；
putdata；getdata；
V（B-M）； V（B-M）；
V（full）；V（empty）；
untilfalse.untilfalse
}}
情况4多个生产者，多个消费者，N个buffer，多次循环存取buffer，即，即多个生产者不断地进行putdata操作，多个消费者不断地进行getdata操作。
（1）操作规则
只有buffer有空间才能进行putdata操作；
只有buffer有数据才能进行putdata操作；
这时buffer变成了临界资源，不允许多个消费者和生产者同时对同一个buffer进行gedata和putdata操作。
（2）操作流程
<生产者>
{
repeat
判断buffer是否有空间，没有则等待；
是否可操作buffer；
putdata；
设置buffer可操作标志；
设置buffer有数据的标志；
untilfalse
}
<消费者>
{
repeat
判断buffer是否有数据，没有则等待；
是否可操作buffer；
getdata；
设置buffer可操作标志；
设置buffer有空间标志；
untilfalse
}
（3）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；
B-M表示buffer是否可操作，初值为1。
（4）P、V操作实现
<生产者><消费者>
{{
repeatrepeat
P（empty）；P（full）；
P（B-M）； P（B-M）；
putdata；getdata；
V（B-M）； V（B-M）；
V（full）；V（empty）；
untilfalseuntilfalse
}}
（5）改进的P、V操作实现
在上述的实现中，putdata和getdata操作都在临界区中，因此多个进程对多个buffer的操作是不能并发进行的，进程间并行操作的程度很低。
实际上只要保证多个进程同时操作不同buffer就可以实现对整个buffer的并行操作。
因此，只要保证为不同的进程分配不同buffer，putdata和getdata操作是可以同时进行。
这样互斥不是发生在对buffer的存取操作上，而是发生在对buffer的分配上，这个时间与存取buffer的时间相比是较短的，因此减少了进程处于临界区的时间。
这里引入２个函数:
getE_buffer（），返回值是空的buffer号；
getD_buffer（），返回值是有数据的buffer号。
getE_buffer（）和getD_buffer（）通过将buffer转换成循环队列的方法来实现对buffer的分配。
buffer设有Pbuff，Pdata两个指针，分别指向空闲buffer和有数据buffer 的头，每进行一次getE_buffer（）和getD_buffer（），Pbuff和Pdata两个指针分别向后移动一个位置。
GetE_buffer（）
{c=Pbuff
Pbuff=（Pbuff+1）MODN;
Return（c）
}
getD_data（）
{c=Pdata;
Pdata=（pdata+1）MODN;
Return（c）
}
改进的程序描述如下：
varmutex.empty,full:
semaphore:
=1,n,0;
buffer:
array[0,…,n-1]ofitem;
Pbuff，Pdata:
integer:
=0,0;
begin
parbegin
producer:
begin
repeat
┇P（empty）;
P（B_M）;
in:
=getE_buffer（）;
V（B_M）
putdata（in）;V（full）;
untilfalse;
end
consumer:
begin
repeat
P（full）;
P（B_M）;out:
=getD_buffer（）;
V（B_M）;
Getdata（out）;
V（empty）;
untilfalse
end
parend
end
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。
（2）确定互斥或同步的规则
在F1（X）+F2（X）中，必须在F1（X）和F2（X）计算完毕，才能进行加法运算，因此本问题是同步问题。
（3）同步的操作流程
〈进程main〉
创立进程p1来计算F1（X）；
创立进程p2来计算F2（X）；
F1（X）计算是否完成？
没有，等待；
F2（X）计算是否完成？
没有，等待；②
进行加法运算。
〈进程p1〉
y1=F1（X）；
设置F1（X）计算完成标志；③
〈进程p2〉
y1=F2（X）；
设置F2（X）计算完成标志。
④
（4）确定信号量的个数和含义
根据同步规则以及操作流程确定信号量的个数是2个，S1和S2：
S1含义是F1（X）计算是否完成；
S2含义是F2（X）计算是否完成。
（5）确定信号量的初值
S1=0；
S2=0。
（6）确定P、V操作的位置
上面①处是一个P操作，P（S1）；
上面②处是一个P操作，P（S2）；
上面③处是一个V操作，V（S1）；
上面④处是一个V操作，V（S2）。
解法1
Main（）
Publicy,y1,y2,.P1,P2
SemaphoreS1,S2
{
S1=0;
S2=0;
P1=Creat（N-F1,F1,x,……）;
P2=Creat（N-F2,F2,x,……）;
P（S1）;
P（S2）;
y=y1+y2;
}
ProcedureF1（x）
{
y1=计算1;
V（S1）；
}
ProcedureF2（x）
{
y2=计算2;
V（S2）
}
解法2
Main（）
Publicy,y1,y2,.P1,x
SemaphoreS1
{input（x）;
S1=0;
P1=Creat（N-F1,F1,x,……）;
Y2=F2（x）;
P（S1）;
y=y1+y2;
}
ProcedureF1（x）
{
y1=计算1;
V（S1）
}
采用2个进程和1个信号量来实现Y=F1（X）+F2（X）的时候，采用的方法是父进程创立子进程，F1（X）在子进程中计算，F2（X）在父进程中计算，因此F1（X）和F2（X）计算仍然是并发进行的。
S1信号量的含义为F1（X）是否完成。
改进的方法比原来的方法节约一个进程和一个信号量，但并发操作的程度并没有降低。
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