第3章进程同步与通信练习题答案

一、选择题1、我们把在一段时间内，只允许一个进程访问的资源，称为临界资源，因此，我们可以得出下列论述，请选择一条正确的论述。

A 、对临界资源是不能实现资源共享的B 、对临界资源，应采取互斥访问方式，来实现共享C 、为临界资源配上相应的设备控制块后，便能被共享D 、对临界资源应采取同时访问方式，来实现共享2、在多进程的系统中，为了保证公共变量的完整性，各进程应互斥进入临界区。

所谓临界区是指_______。

A 、一个缓冲区B 、一段数据区C 、同步机制D 、一段程序3、在操作系统中，信号量表示资源实体，信号量表示资源实体，是一个与队列有关的是一个与队列有关的_________变量，其值仅能用P 、V 操作来改变。

A 、实体B 、整形C 、布尔型D 、记录型4、用P 、V 操作可以解决_______互斥问题。

A 、某些B 、一个C 、一切D 、大多数5、对于记录型信号量，在执行一次P 操作时，信号量值应当_____A__A_（3）___;当其值为______B_B_（4）__时，进程应阻塞。

在执行V 操作时，信号量的值应当______C C （2）___；当其值为____D_D_（3）__时，应唤醒阻塞队列中的进程。

A 、C ：（1）不变；（2）加1；（3）减1；（4）加指定数值；（5）减指定数值B 、D ：（1）大于0；（2）大于等于0；（3）小于等于0；（4）小于0 6、对于两个并发进程，其互斥信号量为mutex ；若mutex=0，则表明_______。

A 、没有进程进入临界区B 、有一个进程进入临界区但没进程处于阻塞状态C 、一个进程进入临界区而另一个进程正处于等待进入临界区状态D 、有两个进程进入临界区7、设有5个进程共享一个互斥段，如果允许有3个进程同时进入互斥段，则所采用的互斥信号量的初值应是__________。

A 、5 B 、3 C 、1 D 、0 8、N 个进程共享某一临界资源，则互斥信号量的取值范围为_________。

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3章进程同步与通信练习题(一)单项选择题1.临界区是指( )。

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2．相关临界区是指( )。

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3．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( )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4、( )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5．对于整型信号量，在执行一次P操作时，信号量的值应( )。

A．不变 B．加1 C减1 D．减指定数值6．在执行v操作时，当信号量的值( )时，应释放一个等待该信号量的进程。

A>0 B.<0 c.>=0 D.<=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( )。

A初始化程序 B．原语 c．子程序 D控制模块8．进程间的互斥与同步分别表示了各进程间的( )。

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9并发进程在访问共享资源时的基本关系为( )。

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10．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．消息通信 D．管道通信11．在间接通信时，用send(N，M)原语发送信件，其中N表示( )。

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12．下列对线程的描述中，( )是错误的。

A不同的线程可执行相同的程序 B．线程是资源分配单位 c．线程是调度和执行单位 D．同一进程中的线程可共享该进程的主存空间13．实现进程互斥时，用( )对应，对同一个信号量调用Pv操作实现互斥。

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( )。

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。

操作系统考研资料：第三章进程管理习题（1）第三章进程管理习题一. 单选题1. UNIX操作系统的进程控制块中常驻内存的是（）。

A.proc结构B.proc结构和核心栈C.ppda区D.proc结构和user结构2. 当（）时，进程从执行状态转变为就绪状态。

A.进程被调度程序选中B.时间片到C.等待某一事件D.等待的事件发生3.在进程状态转换时，下列（）转换是不可能发生的。

A.就绪态→运行态B.运行态→就绪态C.运行态→阻塞态D.阻塞态→运行态4.下列各项工作步骤中，（）不是创建进程所必需的步骤。

A.建立一个PCBB.作业调度程序为进程分配CPUC.为进程分配内存等资源D. 将PCB链入进程就绪队列5.下列关于进程的叙述中，正确的是（）。

A.进程通过进程调度程序而获得CPU。

B.优先级是进行进程调度的重要依据，一旦确定不能改变。

C.在单CPU系统中，任一时刻都有1个进程处于运行状态。

1D.进程申请CPU得不到满足时，其状态变为等待状态。

6.从资源管理的角度看，进程调度属于（）。

A.I/O管理B.文件管理C.处理机管理D.存储器管理7.下列有可能导致一进程从运行变为就绪的事件是（）。

A.一次I/O操作结束B.运行进程需作I/O操作C.运行进程结束D.出现了比现运行进程优先权更高的进程8.一个进程释放一种资源将有可能导致一个或几个进程（）。

A.由就绪变运行B.由运行变就绪C.由阻塞变运行D.由阻塞变就绪9.一次I/O操作的结束，有可能导致（）。

A.一个进程由睡眠变就绪B.几个进程由睡眠变就绪C.一个进程由睡眠变运行D.几个进程由睡眠变运行10.当一个进程从CPU上退下来时，它的状态应变为（）。

A.静止就绪B. 活动就绪C. 静止睡眠D. 活动睡眠11.为使进程由活动就绪变为静止就绪，应利用（）原语？A.SUSPENDB. ACTIVEC. BLOCKD. WAKEUP12.在下面的叙述中，不正确的是（）。

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。

进程的同步与通信进程的同步与通信考试例题单项选择题1、当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性，即（）。

A、封闭性和可再现性B、独立性和可再现性C、开放性和可再现性D、顺序性和独立性2、对于两个并发进程，设互斥信号量为A，若A=0，则（）。

A、表示有一个进程进入临界区，另一个进程等待进入B、表示有两个进程进入临界区C、表示有一个进程进入临界区D、表示没有进程进入临界区3、造成进程结果不正确的因素与进程占用处理器的时间、执行的速度及外界的影响有关。

而这些因素都与时间有关，所以称为（）。

A、时间因素B、与时间有关的错误C、时间错误D、时间问题4、P、V操作是对（）进行操作。

A、信号量B、执行速度C、执行时间D、执行结果5、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、调度B、执行C、同步D、互斥6、信号量被定义为一个整型变量，其初始值是（）。

A、0B、无任何限制C、负整数D、非负数填空题1、并发进程间的关系是可以是（）的，也可以是（）的。

2、我们把并发进程中与共享变量有关的程序段称为（）。

3、在用P、V操作实现同步时，一定要根据具体的问题来定义（）和调用（）。

4、每执行一次P原语操作，信号量S的数值减1，如果S>=0，该进程（）；若S<0，则（）该进程，并把它插入该（）对应的（）队列中，重新进行进程调度。

简答题1、试写出P（S）操作的主要步骤。

2、试写出V（S）操作的主要步骤。

3、用P，V操作实现并发进程的互斥和同步，要注意什么问题？4、解释进程的顺序性和并发性。

综合应用题1、假定有三个进程R、W1、W2共享一个缓冲器B，而B中每次只能存放一个数。

当缓冲器中无数时，进程R可将M输入设备上读入的数存放到缓冲器B中；若存放到缓冲器中的是奇数，则允许进程W1将其取出打印；若存放到缓冲器中的是偶数，则允许进程W2将其取出打印。

第三章进程管理习题一. 单选题1. UNIX操作系统的进程控制块中常驻内存的是（）。

A.proc结构B.proc结构和核心栈C.ppda区D.proc结构和user结构2. 当（）时，进程从执行状态转变为就绪状态。

A.进程被调度程序选中B.时间片到C.等待某一事件D.等待的事件发生3.在进程状态转换时，下列（）转换是不可能发生的。

A.就绪态→运行态B.运行态→就绪态C.运行态→阻塞态D.阻塞态→运行态4.下列各项工作步骤中，（）不是创建进程所必需的步骤。

A.建立一个PCBB.作业调度程序为进程分配CPUC.为进程分配内存等资源D. 将PCB链入进程就绪队列5.下列关于进程的叙述中，正确的是（）。

A.进程通过进程调度程序而获得CPU。

B.优先级是进行进程调度的重要依据，一旦确定不能改变。

C.在单CPU系统中，任一时刻都有1个进程处于运行状态。

D.进程申请CPU得不到满足时，其状态变为等待状态。

6.从资源管理的角度看，进程调度属于（）。

A.I/O管理B.文件管理C.处理机管理D.存储器管理7.下列有可能导致一进程从运行变为就绪的事件是（）。

A.一次I/O操作结束B.运行进程需作I/O操作C.运行进程结束D.出现了比现运行进程优先权更高的进程8.一个进程释放一种资源将有可能导致一个或几个进程（）。

A.由就绪变运行B.由运行变就绪C.由阻塞变运行D.由阻塞变就绪9.一次I/O操作的结束，有可能导致（）。

A.一个进程由睡眠变就绪B.几个进程由睡眠变就绪C.一个进程由睡眠变运行D.几个进程由睡眠变运行10.当一个进程从CPU上退下来时，它的状态应变为（）。

A.静止就绪B. 活动就绪C. 静止睡眠D. 活动睡眠11.为使进程由活动就绪变为静止就绪，应利用（）原语？** B. ACTIVE C. BLOCK D. WAKEUP12.在下面的叙述中，不正确的是（）。

A.一个进程可创建一个或多个线程B.一个线程可创建一个或多个线程C.一个线程可创建一个或多个进程D.一个进程可创建一个或多个进程13. 若系统中只有用户级线程，则处理机调度单位是（）。

第3章部分习题答案3.2. 为什么进程在进入临界区之前，应先执行"进入区"代码，在退出临界区后又执行"退出区"代码?为了实现多个进程对临界资源的互斥访问，必须在临界区前面增加一段用于检查欲访问的临界资源是否正被访问的代码，如果未被访问，该进程便可进入临界区对资源进行访问，并设置正被访问标志，如果正被访问，则本进程不能进入临界区，实现这一功能的代码成为"进入区"代码；在退出临界区后，必须执行"退出区"代码，用于恢复未被访问标志.3.3 同步机构应遵循哪些基本准则?为什么?a. 空闲让进.b. 忙则等待.c. 有限等待.d. 让权等待.3.6你认为整型信号量机制和记录型信号量机制，是否完全遵循了同步机构的四条准则?a. 在整型信号量机制中，未遵循"让权等待"的准则.b. 记录型信号量机制完全遵循了同步机构的"空闲让进,忙则等待,有限等待,让权等待"四条准则.3.9在生产者－消费者问题中，如果缺少了signal(full)或signal(empty),对执行结果会有何影响?生产者－消费者问题可描述如下:var mutex,empty,full: semaphore:=1,n,0;buffer: array[0,...,n-1] of item;in,out: integer:=0,0;beginparbeginproducer: beginrepeat..produce an item in nextp;..wait(empty);wait(mutex);buffer(in):=nextp;in:=(in+1) mod n;signal(mutex);/* ************** */signal(full);/* ************** */until false;endconsumer: beginrepeatwait(full);wait(mutex);nextc:=buffer(out);out:=(out+1) mod n;signal(mutex);/* ************** */signal(empty);/* ************** */consume the item in nextc;until false;endparendend可见，生产者可以不断地往缓冲池送消息，如果缓冲池满，就会覆盖原有数据，造成数据混乱.而消费者始终因wait(full)操作将消费进程直接送入进程链表进行等待，无法访问缓冲池,造成无限等待.3.10在生产者－消费者问题中，如果将两个wait操作即wait(full)和wait(mutex)互换位置；或者是将signal(mutex)与signal(full)互换位置结果会如何?var mutex,empty,full: semaphore:=1,n,0;buffer: array[0,...,n-1] of item;in,out: integer:=0,0;beginparbeginproducer: beginrepeat..produce an item in nextp;..wait(empty);wait(mutex);buffer(in):=nextp;in:=(in+1) mod n;/* ***************** */signal(full);signal(mutex);/* ***************** */until false;endconsumer: beginrepeat/* **************** */wait(mutex);wait(full);/* **************** */nextc:=buffer(out);out:=(out+1) mod n;signal(mutex);signal(empty);consume the item in nextc;endparendendwait(full)和wait(mutex)互换位置后，因为mutex在这儿是全局变量，执行完wait(mutex)，则mutex 赋值为0，倘若full也为0，则该生产者进程就会转入进程链表进行等待，而生产者进程会因全局变量mutex 为0而进行等待，使full始终为0，这样就形成了死锁.而signal(mutex)与signal(full)互换位置后，从逻辑上来说应该是一样的.3.11 我们为某临界区设置一把锁W，当W=1时，表示关锁；W=0时，表示锁已打开.试写出开锁原语和关锁原语，并利用它们去实现互斥.开锁原语:unlock(W):W=0;关锁原语:lock(W);if(W==1) do no_op;W=1;利用开关锁原语实现互斥:var W: semaphore:=0;beginparbeginprocess :beginrepeatlock(W);critical sectionunlock(W);remainder sectionuntil false;endparend3.12试修改下面生产者－消费者问题解法中的错误:producer:beginrepeat..producer an item in nextp;wait(mutex);wait(full); /* 应为wait(empty),而且还应该在wait(mutex)的前面 */buffer(in):=nextp;/* 缓冲池数组游标应前移: in:=(in+1) mod n; */signal(mutex);/* signal(full); */endconsumer:beginrepeatwait(mutex);wait(empty); /* 应为wait(full),而且还应该在wait(mutex)的前面 */nextc:=buffer(out);out:=out+1; /* 考虑循环，应改为: out:=(out+1) mod n; */signal(mutex);/* signal(empty); */consumer item in nextc;until false;end3.13 试利用记录型信号量写出一个不会出现死锁的哲学家进餐问题的算法.设初始值为1的信号量c[I]表示I号筷子被拿(I=1,2,3,4,...,2n),其中n为自然数.send(I):Beginif I mod 2==1 then{P(c[I]);P(c[I-1 mod 5]);Eat;V(c[I-1 mod 5]);V(c[I]);}else{P(c[I-1 mod 5]);P(c[I]);Eat;V(c[I]);V(c[I-1 mod 5]);}End3.14 在测量控制系统中的数据采集任务，把所采集的数据送一单缓冲区；计算任务从该单缓冲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的同步算法.int mutex=1;int empty=n;int full=0;int in=0;int out=0;main(){cobeginsend();obtain();coend}send(){while(1){..collect data in nextp;..wait(empty);wait(mutex);buffer(in)=nextp;in=(in+1) mod n;signal(mutex);signal(full);}}//sendobtain(){while(1){wait(full);wait(mutex);nextc:=buffer(out);out:=(out+1) mod n;signal(mutex);signal(empty);culculate the data in nextc;}//while}//obtain3.19 什么是AND信号量?试利用AND信号量写出生产者－消费者问题的解法.为解决并行所带来的死锁问题，在wait操作中引入AND条件，其基本思想是将进程在整个运行过程中所需要的所有临界资源，一次性地全部分配给进程，用完后一次性释放.解决生产者－消费者问题可描述如下:var mutex,empty,full: semaphore:=1,n,0;buffer: array[0,...,n-1] of item;in,out: integer:=0,0;beginparbeginproducer: beginrepeat..produce an item in nextp;..wait(empty);wait(s1,s2,s3,...,sn); //s1,s2,...,sn为执行生产者进程除empty外其余的条件wait(mutex);buffer(in):=nextp;in:=(in+1) mod n;signal(mutex);signal(full);signal(s1,s2,s3,...,sn);until false;endconsumer: beginrepeatwait(full);wait(k1,k2,k3,...,kn); //k1,k2,...,kn为执行消费者进程除full外其余的条件wait(mutex);nextc:=buffer(out);out:=(out+1) mod n;signal(mutex);signal(empty);signal(k1,k2,k3,...,kn);consume the item in nextc;until false;endparendend3.21 试比较进程间的低级通信工具与高级通信工具.用户用低级通信工具实现进程通信很不方便，因为其效率低，通信对用户不透明，所有的操作都必须由程序员来实现. 而高级通信工具则可弥补这些缺陷，用户可直接利用操作系统所提供的一组通信命令，高效地传送大量的数据.。

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。

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。

进程同步与通信练习题(一)单项选择题1.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2．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3．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4、(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5．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1 C减1 D．减指定数值6．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>0 B.<0 c.>=0 D.<=0 这道题目问的是：使用v操作之前的情况。

即，若S信号量的值大于0则释放一个等待该信号量的进程，所以S的值小于等于0的时候才需要通过V操作实现释放一个等待该信号量的进程7.Pv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8．进程间的互斥与同步分别表示了各进程间的(A)。

A．竞争（互斥时竞争资源）与协作（同步时共同完成一个任务） B．相互独立与相互制约 c．不同状态 D．动态性与并发性9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10．在进程通信中，(B)常用信件（信件在信箱中，信箱属于高级通信）交换信息。

A．低级通信 B．高级通信 c．消息通信 D．管道通信11．在间接通信时，用send(N，M)原语发送信件，其中N表示(C)。