1、操作系統(tǒng)第二章 練習題 一、選擇題 1. 臨界區(qū)是指 ( ) 。 A. 并發(fā)進程中用于實現進程互斥的程序段 B 并發(fā)進程中用于實現進程同步的程序段 C.并發(fā)進程中用戶實現進程通信的程序段D 并發(fā)進程中與共享變量有關的程序段 2. ()是只能由P和v操作所改變的整型變量。 A. 共享變量B 鎖C.整型信號量 3在執(zhí)行v操作時，當信號量的值( A.0B.=0D.0, S= 0和Sv 0時，它們的物理意 義是什么？ 3. 請給出Pv操作的定義。 4用PV操作實現進程間同步與互斥應注意些什么？ 5線程與進程的根本區(qū)別是什么？ 6. 試比較程序與進程的區(qū)別。 四、進程同步習題參考答案： 1. 在測量控制

2、系統(tǒng)中，數據采集任務把所采集的數據送入一單緩沖區(qū)；計算任務從單緩沖區(qū)中 取出數據進行計算。試寫出利用信號量機制實現兩者共享緩沖區(qū)的同步算法。 解： 問題分析1: 本題是一個生產者一消費者問題。 采集任務采集到一個數據后，只有當緩沖區(qū)空時才能將數據送入緩沖區(qū)，否則等待 只有當緩沖區(qū)中有數據時，計算任務才能從緩沖區(qū)中取數據計算，否則也等待 問題分析2: 采集數據任務_| 計算任務J互斥(單緩沖區(qū)) 同步：采集數據任務不能往 滿緩沖區(qū)中放數據 A 計算任務不能從空緩沖區(qū)中取數據 設兩信號量full(O)和empty(1) 實際上，當采集數據任務得到空緩沖時，也就得到了對緩沖區(qū)的使用，計算任務同理，

3、得到滿緩沖區(qū)時，也就得到了對緩沖區(qū)的使用。因此，不需專門設一個互斥信號量，信 號量full和empty實際上也起到互斥作用。 問題分析3: 采集數據任務： 采集一數據采集一數據 申請對緩沖區(qū)的使用權(申請空緩沖區(qū)) (empty) 放數據 放數據 釋入對緩沖區(qū)的使用權 （滿緩沖區(qū)加一 空變?yōu)闈M ） V （ full ） 計算任務： 申請對緩沖區(qū)的使用權 （申請滿緩沖區(qū)） P （full ） 取走數據 取走數據 釋入對緩沖區(qū)的使用權 （空緩沖區(qū)加一 滿變?yōu)榭?） V （ empty） 進行計算 進行計算 2. 有三個并發(fā)進程 get、copy、put: S中的數據 get進程負責從輸入序列f中讀

4、取字符，送到緩沖區(qū)S中；copy進程把緩沖區(qū) 復制到緩沖區(qū)T； put進程從緩沖區(qū)T中取出數據打印。 問題分析1: copy既是get的消費者，又是 put的生產者 互斥：緩沖區(qū)S由get和copy互斥共享， 緩沖區(qū)T由copy和put互斥共享 同步：get不能向“滿”的S中放； copy不能從“空”的 S中取；不能向“滿”的 T中放; put不能“空”的T中取 問題分析2: 與采集數據任務、計算任務同理。 設：（同步）信號量： S_Empty, T_Empty，（初值為 1） S_Full, T_Full;（初值為 0） Get: Begin Repeat P( S_Empty) 將讀取數據

5、送入 S; V( S_Full ); Until false; End Copy: Begin Repeat P( S_Full ); P( T_Empty) ; 將 S 中的數據 copy 到 T; V( T_Full ); V( S_Empty) ; Until false; End Put: Begin Repeat P( T_Full ) ; 取 T 中數據打印 ; V( T_Empty) ; Until false; End 3. 桌上有一空盤，允許存放一只水果。爸爸可向盤中放蘋果， 也可向盤中入桔子， 兒子專等 吃盤中的桔子， 女兒專等吃盤中的蘋果。 規(guī)定當盤空時一次只能放一只水果

6、供吃者取用。 用 P、V 原語實現爸爸、兒子、女兒三個并發(fā)進程的同步。 解：（1）這是生產者 - 消費者問題的變形，一個生產者生產兩類產品，有兩類消費者， 類消費者消費一類產品。 mutex ( 1) 2）互斥： 爸爸、兒子和女兒互斥使用盤子：設一個互斥信號量 同步：當爸爸往盤子中放入水果（桔子或蘋果） ，需通知兒子或女兒 設 apple 和 orange 兩個信號量，初值都為 3） 爸爸： mutex ) 放入水果 檢查盤子是否為空 放入水果 若放的是桔子， 通知兒子 if 水果是桔子） V（orange） 否則通知女兒 else V apple ) 兒子： 通知兒子或女兒，事實上也就釋放了

7、對盤子的使用權） 看盤中是否有桔子 orange ) 取走桔子 取走桔子 釋放對盤子的使用權 mutex) 吃桔子 吃桔子 看盤中是否有桔子， 如果有， 則既有對盤子的使用權， 又可以取走水果； 如果沒有，則兒子對盤子沒有使用權） 女兒： 看盤中是否是蘋果 apple ) 取走蘋果 取走 apple 釋放對盤子的使用權 mutex) 吃蘋果 吃蘋果 4. 有一條小河， 河上有一座獨木橋可供南來北往的人過河。由于橋面窄，只能單向行走。試 用 P、V 操作設計一個過河的算法。 解：設一互斥信號量 mutex（ 1） South 南方向的等待人數 Scount （ 0），南方向的人互斥修改 Scount ，設一互斥信號 北方向同南方向，進程代碼也類似。 南方向的每一個人： P（ South ） if Scount