計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)習(xí)題與答案(4)

1、WORD格式第 4 章進(jìn)程同步與通信1選擇題專業(yè)資料整理WORD格式 1在操作系統(tǒng)中，P、 V操作是一種_D_ 。專業(yè)資料整理WORD格式A. 機(jī)器指令C. 作業(yè)控制命令 2假設(shè)信號(hào)量S 的初值為A.0 個(gè)C.2個(gè)2，當(dāng)前值為B. l 個(gè)D.3個(gè)B. 系統(tǒng)調(diào)用命令D. 低級(jí)進(jìn)程通信原語-1，那么表示有 _B_ 等待進(jìn)程。專業(yè)資料整理WORD格式 3在直接通信方式中，系統(tǒng)提供兩條通信原語進(jìn)展發(fā)送和接收，其中參數(shù)應(yīng)是 _C_。Send 原語中專業(yè)資料整理WORD格式A. sender，messageC. receiver， messageB. sender， mailboxD. receiver

2、， mailbox專業(yè)資料整理WORD格式（ 4下述那個(gè)選項(xiàng)不是管程的組成局部_A_ 。A. 管程外過程調(diào)用管程內(nèi)數(shù)據(jù)構(gòu)造的說明B. 管程內(nèi)對(duì)數(shù)據(jù)構(gòu)造進(jìn)展操作的一組過程C. 局部于管程的共享數(shù)據(jù)說明D. 對(duì)局部于管程的數(shù)據(jù)構(gòu)造設(shè)置初值的語句（ 5某通信方式通過共享存儲(chǔ)區(qū)來實(shí)現(xiàn)，其屬于_D_ 。專業(yè)資料整理WORD格式A. 消息通信B. 低級(jí)通信C. 管道通信D. 高級(jí)通信 6用 P、 V 操作管理臨界區(qū)時(shí)，信號(hào)量的初值應(yīng)定義為_C_。專業(yè)資料整理WORD格式A. -1B. 0專業(yè)資料整理WORD格式C. 1D. 任意值專業(yè)資料整理WORD格式 7臨界區(qū)是_B_ 。專業(yè)資料整理WORD格式A.

3、一個(gè)緩沖區(qū)C. 一段共享數(shù)據(jù)區(qū)B. 一段程序D. 一個(gè)互斥資源專業(yè)資料整理WORD格式 8信箱通信是一種A. 直接通信C. 低級(jí)通信_(tái)D_通信方式。B. 信號(hào)量D. 間接通信專業(yè)資料整理WORD格式 9對(duì)于兩個(gè)并發(fā)進(jìn)程，設(shè)互斥信號(hào)量為mutex ，假設(shè) mutex=0那么 _A_ 。專業(yè)資料整理WORD格式A. 表示有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)B. 表示沒有進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)C. 表示有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)，另一個(gè)進(jìn)程等待進(jìn)入D. 表示有兩個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū) 10對(duì)信號(hào)量S 執(zhí)行 V 操作后，下述選項(xiàng)正確的選項(xiàng)是_C_。專業(yè)資料整理WORD格式A. 當(dāng) S 小于等于 0 時(shí)喚醒一個(gè)阻塞進(jìn)程B. 當(dāng) S 小于

4、0 時(shí)喚醒一個(gè)阻塞進(jìn)程C. 當(dāng) S 小于等于 0 時(shí)喚醒一個(gè)就緒進(jìn)程D. 當(dāng) S 小于 0 時(shí)喚醒一個(gè)就緒進(jìn)程（ 11在消息緩沖通信中，消息隊(duì)列屬于_A_ 資源。（ 12在消息緩沖通信機(jī)制中，使用的臨界資源是_D_。A. 信箱B. 消息隊(duì)列中的某個(gè)緩沖區(qū)C. 管道D. 整個(gè)消息隊(duì)列2填空題 1信號(hào)量的物理意義是：當(dāng)信號(hào)量值大于0 時(shí)表示可用資源的個(gè)數(shù)；當(dāng)信號(hào)量值小于 0 時(shí)，其絕對(duì)值為等待該信號(hào)量的進(jìn)程數(shù)。 2如果信號(hào)量的當(dāng)前值為-4 ，那么表示系統(tǒng)中在該信號(hào)量上有_4_ 個(gè)等待進(jìn)程。 3對(duì)于信號(hào)量可以做P操作和V操作，P操作用于阻塞進(jìn)程，V操作用于釋放進(jìn)程。程序中的P和V操作應(yīng)慎重使用，以保

5、證其使用的正確性，否那么執(zhí)行時(shí)可能發(fā)生死鎖。 4有 m個(gè)進(jìn)程共享同一臨界資源，假設(shè)使用信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)臨界資源的互斥訪問，那么信號(hào)量值的變化X圍是_-(m-1),1_。 5管程由局部于管程資源對(duì)象的共享變量的說明、 對(duì)管程資源對(duì)象數(shù)據(jù)進(jìn)展操作的一組過程和對(duì)局部于管程的數(shù)據(jù)設(shè)置初始值的語句三局部組成。 6訪問臨界資源的進(jìn)程應(yīng)該遵循的條件有：空閑讓進(jìn)、忙那么等待、有限等待和讓權(quán)等待。 7每個(gè)信箱可以包含信箱頭和信箱體兩局部。 8為了實(shí)現(xiàn)消息緩沖通信，在 PCB 中應(yīng)增加的數(shù)據(jù)項(xiàng)有消息隊(duì)列中消息資源的信號(hào)量 、 對(duì)消息隊(duì)列互斥操作的信號(hào)量和指向消息隊(duì)列的指針。3解答題（ 1什么是臨界資源？什么是臨界

6、區(qū)？對(duì)臨界資源的訪問有哪些原那么？答：一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用的共享資源被稱為臨界資源。每個(gè)進(jìn)程中訪問臨界資源的那段程序稱為臨界區(qū)。對(duì)臨界資源的訪問原那么是：空閑讓進(jìn)，如果有假設(shè)干進(jìn)程要求進(jìn)入空閑的臨界區(qū)，一次僅允許一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入。忙那么等待，任何時(shí)候，處于臨界區(qū)內(nèi)的進(jìn)程不可多于一個(gè)。如已有進(jìn)程進(jìn)入自己的臨界區(qū)，那么其它所有試圖進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程必須等待。有限等待，進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程要在有限時(shí)間內(nèi)退出，以便其它進(jìn)程能及時(shí)進(jìn)入自己的臨界區(qū)。讓權(quán)等待，如果進(jìn)程不能進(jìn)入自己的臨界區(qū)， 那么應(yīng)讓出 CPU，防止進(jìn)程出現(xiàn)“忙等現(xiàn)象。專業(yè)資料整理WORD格式（ 2請(qǐng)給出 P、 V 操作的定義。如何用 P、 V 操

7、作實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的互斥？解： P 原語操作的動(dòng)作是： sem 減 1；假設(shè) sem 減 1 后仍大于或等于零，那么進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行；假設(shè) sem 減 1 后小于零，那么該進(jìn)程被阻塞后進(jìn)入與該信號(hào)相對(duì)應(yīng)的隊(duì)列中，然后轉(zhuǎn)進(jìn)程調(diào)度。V 原語操作的動(dòng)作是： sem 加 1；假設(shè)相加結(jié)果大于零，那么進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行；假設(shè)相加結(jié)果小于或等于零，那么從該信號(hào)的等待隊(duì)列中喚醒一等待進(jìn)程，然后再返回原進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行或轉(zhuǎn)進(jìn)程調(diào)度。由于用于互斥的信號(hào)量sem 與所有的并發(fā)進(jìn)程有關(guān)，所以稱之為公有信號(hào)量。公有信號(hào)量的值反映了公有資源的數(shù)量。只要把臨界區(qū)置于P(sem)和 V(sem) 之間，即可實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的互斥， sem 的初值通

8、常設(shè)置成1。使用 P、 V 操作實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥時(shí)應(yīng)該注意的是：每個(gè)程序中用戶實(shí)現(xiàn)互斥的P、 V 操作必須成對(duì)出現(xiàn)，先做P 操作，進(jìn)臨界區(qū)，后做 V 操作，出臨界區(qū)。假設(shè)有多個(gè)分支，要認(rèn)真檢查其成對(duì)性。 P、V 操作應(yīng)分別緊靠臨界區(qū)的頭尾部，臨界區(qū)的代碼應(yīng)盡可能短，不能有死循環(huán)?；コ庑盘?hào)量的初值一般為1。（ 3請(qǐng)用 P、V 操作寫出一個(gè)不會(huì)出現(xiàn)死鎖的哲學(xué)家進(jìn)餐問題的解？解：至多只允許四個(gè)哲學(xué)家同時(shí)進(jìn)餐，以保證至少有一個(gè)哲學(xué)家能夠進(jìn)餐，最終總會(huì)釋放出他所使用過的兩支筷子，從而可使更多的哲學(xué)家進(jìn)餐。以下將room 作為信號(hào)量，只允許 4 個(gè)哲學(xué)家同時(shí)進(jìn)入餐廳就餐，這樣就能保證至少有一個(gè)哲學(xué)家可以就餐，

9、而申請(qǐng)進(jìn)入餐廳的哲學(xué)家進(jìn)入room 的等待隊(duì)列，根據(jù)FIFO 的原那么，總會(huì)進(jìn)入到餐廳就餐，因此不會(huì)出現(xiàn)餓死和死鎖的現(xiàn)象。semaphore chopstick5=1 ， 1， 1，1， 1;semaphore room=4;void philosopher(int i)while(true)think();wait(room); / 請(qǐng)求進(jìn)入房間進(jìn)餐wait(chopsticki); /請(qǐng)求左手邊的筷子wait(chopstick(i+1)%5); /請(qǐng)求右手邊的筷子eat();signal(chopstick(i+1)%5); /釋放右手邊的筷子signal(chopsticki); /

10、釋放左手邊的筷子signal(room); / 退出房間釋放信號(hào)量room專業(yè)資料整理WORD格式此題有多種解法。（ 4高級(jí)進(jìn)程通信方式有哪幾類？各自如何實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間通信？答：高級(jí)進(jìn)程通信方式可以分為三大類：共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)、消息傳遞系統(tǒng)以及管道通信系統(tǒng)。在共享存儲(chǔ)區(qū)系統(tǒng)中， 進(jìn)程通過共享內(nèi)存中的存儲(chǔ)區(qū)來實(shí)現(xiàn)通信。 在消息傳遞系統(tǒng)中，進(jìn)程間的數(shù)據(jù)交換以消息為單位，程序員直接利用系統(tǒng)提供的一組通信命令原語來實(shí)現(xiàn)通信。管道是用于連接讀進(jìn)程和寫進(jìn)程以實(shí)現(xiàn)它們之間通信的共享文件，向管道提供輸入的發(fā)送進(jìn)程即寫進(jìn)程以字符流形式將大量的數(shù)據(jù)送入管道，而接收管道輸出的接收進(jìn)程即讀進(jìn)程可以從管道中接收數(shù)據(jù)。（ 5設(shè)

11、有 6 個(gè)進(jìn)程 P1、P2、 P3、 P4、P5、 P6，它們有如圖 3.5 所示的并發(fā)關(guān)系。試用 P、 V 操作實(shí)現(xiàn)這些進(jìn)程間的同步。圖 3.5 六個(gè)合作進(jìn)程的并發(fā)關(guān)系解： semaphore a,b,c,d,e,f=0,0,0,0,0,0;cobeginP1;P2;P3;P4;P5;P6;coendP1() P1; V(a);V(b); P2() P(a);專業(yè)資料整理WORD格式P2;V(c); P3() P(b); P3; V(d); P4() P(c);P4; V(e); P5() P(d); P5; V(f); P6() P(e); P(f); P6; （ 6有一個(gè)單向行駛的公路橋

12、，每次只允許一輛汽車通過。當(dāng)汽車到達(dá)橋頭時(shí)，假設(shè)橋上無車，便可上橋；否那么需等待，直到橋上的汽車下橋?yàn)橹?。假設(shè)每一輛汽車為一個(gè)進(jìn)程，請(qǐng)用 P、 V 操作保證汽車按要求過橋。專業(yè)資料整理WORD格式值為解：此題中使用一個(gè)信號(hào)量1。m 用于互斥過河， 因?yàn)槊看卧试S一輛汽車通過，所以m 初專業(yè)資料整理WORD格式semaphore m=1；main() cobeginpassi()；coendpassi()專業(yè)資料整理WORD格式P m；專業(yè)資料整理WORD格式Pass the river；V m；專業(yè)資料整理WORD格式專業(yè)資料整理WORD格式passi 表示第 i 輛汽車。 7有 3 個(gè)并發(fā)進(jìn)程

13、R、M 、 P，它們共享了一個(gè)可循環(huán)使用的緩沖區(qū)B ，緩沖區(qū)共有 n 個(gè)單元。進(jìn)程R 負(fù)責(zé)從輸入設(shè)備讀信息，每讀一個(gè)字符后，把它存入到緩沖區(qū)B一個(gè)單元中；進(jìn)程M 負(fù)責(zé)處理讀入的字符；進(jìn)程P 負(fù)責(zé)把處理后的字符取出并打印輸出。只有當(dāng)緩沖區(qū)單元中的字符被進(jìn)程P 取出后，才又可用來存放下一次讀入的字符。請(qǐng)用B的P、專業(yè)資料整理WORD格式V 操作為同步機(jī)制寫出它們能正確并發(fā)執(zhí)行的程序。解： semaphore buffer_number=n;semaphore char_number=0;semaphore man_number=0;main() cobegin R;M;P;coend R() wh

14、ile (true)P(buffer_number);read a char to buffer;V(char_number);M() while (true)P(char_number);manipulate a char;V(man_number);P() while (true)P(man_number);print a char;V(buffer_number);（ 8在生產(chǎn)者 -消費(fèi)者問題中， 如果對(duì)調(diào)生產(chǎn)者描述中的兩個(gè) P操作會(huì)發(fā)生什么情況？如果對(duì)調(diào)生產(chǎn)者描述中的兩個(gè) V 操作的順序又會(huì)發(fā)生什么情況？專業(yè)資料整理WORD格式答：在生產(chǎn)者 - 消費(fèi)者問題中， 如果將兩個(gè)統(tǒng)中緩沖區(qū)全滿

15、前時(shí)，假設(shè)一生產(chǎn)者進(jìn)程先執(zhí)行了P 操作位置對(duì)調(diào)， 都可能引起死鎖?？紤]系P(mutex) 操作并獲得成功，當(dāng)再執(zhí)行專業(yè)資料整理WORD格式P(empty)操作時(shí)，它將因失敗而進(jìn)入阻塞狀態(tài)，它期待消費(fèi)者執(zhí)行V(empty) 來喚醒自己。在此之前，它不可能執(zhí)行V(mutex) 操作，從而使企圖通過P(mutex) 進(jìn)入自己的臨界區(qū)的其專業(yè)資料整理WORD格式他生產(chǎn)者和所有的消費(fèi)者進(jìn)程全部進(jìn)入阻塞狀態(tài)，從而引起系統(tǒng)死鎖。類似地，消費(fèi)者進(jìn)程假設(shè)先執(zhí)行 P(mutex) ，后執(zhí)行 P(full) ，同樣可能造成死鎖。V(full) 和 V(mutex) 互換位置，或者 V(empty) 和 V(mutc

16、x) 互換位置，那么不會(huì)引起死鎖，其影響只是使臨界資源的釋放略為推遲一些。（ 9一個(gè)快餐廳有 4 類職員：領(lǐng)班：承受顧客點(diǎn)菜；廚師：準(zhǔn)備顧客的飯菜；打包工：將做好的飯菜打包；出納員：收款并提交食品。每個(gè)職員可被看作一個(gè)進(jìn)程，試用一種同步機(jī)制寫出能讓四類職員正確并發(fā)運(yùn)行的程序。解：semaphore S1=1； / S1表示是否可以開場(chǎng)點(diǎn)菜semaphore S2=0； / S2表示是否可以開場(chǎng)做菜semaphore S3=0； / S3表示是否可以開場(chǎng)打包semaphore S4=0； / S4表示是否可以提交食品main() cobeginLB ；CS；DBG ；CNY ；coendLB()

17、while(true)顧客到達(dá)；P(S1)；承受顧客點(diǎn)菜；V(S2) ；CS()while(true)P(S2)；準(zhǔn)備顧客的飯菜；V(S3) ；DBG()專業(yè)資料整理WORD格式while(true)P(S3)；打包顧客的飯菜；V(S4) ；CNY()while(true)P(S4)；收款并提交食品；V(S1) ；（ 10設(shè)公共汽車上，司機(jī)和售票員的活動(dòng)分別如下：司機(jī)的活動(dòng)：?jiǎn)?dòng)車輛：正常行車；到站停車。售票員的活動(dòng)：關(guān)車門；售票；開車門。在汽車不斷地到站、停車、行駛過程中，這兩個(gè)活動(dòng)有什么同步關(guān)系？用信號(hào)量和P、V 操作實(shí)現(xiàn)它們的同步。解：semaphore s1=0; /s1表示是否允許司

18、機(jī)啟動(dòng)汽車，其初值為0semaphore s2=0; /s2表示是否允許售票員開門，其初值為0main( )cobegindriver( );busman( );coenddriver( )while (true)P(s1);啟動(dòng)車輛 ;正常行車 ;到站停車 ;V(s2);busman( )專業(yè)資料整理WORD格式while(true)關(guān)車門 ;V(s1);售票 ;P(s2);開車門 ;上下乘客 ; 11有一只鐵籠子，每次只能放入一只動(dòng)物，獵手向籠中放入老虎，農(nóng)民向籠中放入豬，動(dòng)物園等待取籠中的老虎，飯店等待取籠中的豬，試用 P、 V 操作實(shí)現(xiàn)獵手、農(nóng)民、動(dòng)物園和飯店的同步。解：semaphore cage=1; /cage表示可用的鐵籠子資源semaphore pig=0; /pig 表示可用的豬資源semaphore tiger=0; /tiger 表示可用的虎