操作系统-进程同步-信号量练习题

操作系统作业【注意】对于作业中的选择题，都要求抄写题目(题中若有插图可不画)，并在题目上填写答案。

作业1——进程同步（1）1．设有n个进程使用同一个共享变量，如果最多允许m（m < n）个进程同时进入相关临界区，则信号量的变化范围是。

A. n,n-1,...,n-mB. m,m-1,...1,0,-1,...m-nC. m,m-1,...1,0,-1,...m-n-1D. m,m-1,...1,0,-1,...m-n+12．对于有两个并发进程的系统，设互斥信号量为mutex，若mutex=0，则。

A. 表示没有进程进入与mutex相关的临界区B. 表示有一个进程进入与mutex相关的临界区C. 表示有一个进程进入与mutex相关的临界区，另一个进程等待进入D．表示有两个进程进入与mutex相关的临界区3．S.queue，S.value是信号灯S的两个组成部分，当S.queue为空时，S.value的值是( ) A．S.value≤0 B．S.value=0 C．S.value=1 D．Svalue≥04．如果信号量的当前值为-3，则表示系统中在该信号量上有个等待进程。

5．下列选项中，操作系统提供给应用程序的接口是。

（2010全国试题）A．系统调用B．中断C．库函数D．原语6．下列选项中，导致创建新进程的操作是。

（2010全国试题）I．用户登录成功II．设备分配III．启动程序执行A．仅I和II B．仅II和III C．仅I和III D．I、II和III7．设与某资源关联的信号量初值为3，当前值为1。

若M表示该资源的可用个数，N表示等待该资源的进程数，则M、N分别是。

（2010全国试题）A．0、1 B．1、0 C．1、2 D．2、0作业2——进程同步（2）1．如何利用信号量机制来实现多个进程对临界资源的互斥访问？2．四个进程A、B、C、D都要读一个共享文件F，系统允许多个进程同时读文件F，但限制是进程A 和进程C不能同时读文件F，进程B和进程D也不能同时读文件F，为了使这四个进程并发执行时能按系统要求使用文件，现用PV操作进行管理，请回答下面的问题：（1）应定义的信号量及初值：。

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__。

进程管理（Part 2）一、填空题1．进程的“同步”和“互斥”反映了进程间①和②的关系。

2．死锁产生的原因是①和②。

3．产生死锁的四个必要条件是①、②、③、④。

4．在操作系统中，信号量是表示①的物理实体，它是一个与②有关的整型变量，其值仅能由③原语来改变。

5．每执行一次P原语，信号量的数值S减1。

如果S>=0，该进程①；若S<0，则②该进程，并把它插入该③对应的④队列中。

6．每执行一次V原语，信号量的数值S加1。

如果①，进程继续执行；如果S ＜=0，则从对应的②队列中移出一个进程R，该进程状态变为③。

7．利用信号量实现进程的①，应为临界区设置一个信号量mutex。

其初值为②，表示该资源尚未使用，临界区应置于③和④原语之间。

8．在多道环境下，由于进程的并发执行，一段程序为多个进程①时，要求在执行的过程中，该段程序的指令和数据不能被②，这样的程序段称为③。

二、单项选择题1．在非剥夺调度方式下，运行进程执行V原语之后，其状态。

（A）不变（B）要变（C）可能要变（D）可能不变2．两个进程争夺同一个资源。

（A）一定死锁（B）不一定死锁（C）不死锁（D）以上说法都不对3．①是一种只能由P操作和V操作进行访问的特殊变量，可以用来实现异步并行进程间的②以排它地访问共享数据，还可以用来实现③，实现进程间在逻辑上的相互制约关系。

（A）调度（B）类程（C）进程（D）互斥（E）信号量（F）控制变量（G）同步（H）共享变量（I）规程（J）分配4．可以被多个进程在任一时刻共享的代码必须是。

（A）不能自身修改的纯码（B）顺序代码（C）无转移指令的代码（D）汇编语言编制的代码5．当对信号量进行V原操作之后，。

（A）当S<0，进程继续执行（B）当S>0，要唤醒一个就绪进程（C）当S<=0，要唤醒一个等待进程（D）当S<=0，要唤醒一个就绪进程6．在下列叙述中，错误的一条是。

（A）进程被撤消时，只需释放该进程的PCB就可以了，因为PCB是进程存在的唯一标志（B）进程的互斥和同步都能用P/V原语实现（C）用户程序中执行系统调用命令时，处理机的状态字将发生改变（D）设备独立性是指用户在编程时，所使用的设备与实际设备无关7．正在运行的进程在信号量S上作P操作之后，当S<0，进程将进入信号量的。

第三章进程管理练习题一、选择题1．如果信号量S的值是0，此时进程A执行P（S）操作，那么，进程A会（）。

A．继续运行 B．进入阻塞态，让出CPUC．进入就绪态，让出CPU D．继续运行，并唤醒S队列头上的等待进程2. 正在运行的进程在信号量S上操作P操作之后，当S<0，进程将进入信号量的（）。

A.等待队列B.提交队列C.后备队列D.就绪队列3．在非剥夺调度方式下，运行进程执行V原语后，其状态（）。

A.不变B.要变C.可能要变D.可能不变4. 一个进程被唤醒，意味着（）。

A.改进程重新占有了CPUB.进程状态变为就绪C.它的优先权变为最大D.其PCB移至就绪队列的队首5.. 系统感知进程的唯一实体是（）。

A.JCBB.FCBC.PCBD.SJT6. 一进程在某一时刻具有（）。

A.一种状态B.二种状态C.三种状态D.四种状态7. 进程从运行状态变为等待的原因可能是（）。

A.输入/输出事件发生B.时间片到C.输入/输出事件完成D.某个进程被唤醒8. 进程创建原语的任务是（）。

A.为进程编制程序B.为进程建立PCB表C.为进程分配CPUD.为进程分配所需的各种资源9. 进程被创建后即进入（）排队。

A.阻塞队列B.就绪队列C.缓冲队列D.运行队列10．在操作系统中，进程是一个具有一定独立功能的程序在某个数据集上的一次。

A)等待活动 B)运行活动 C)单独操作 D)关联操作11．下面对进程的描述中，错误的是。

A)进程是动态的概念 B)进程执行需要处理机 C)进程是有生命期的 D)进程是指令的集合12. 进程和程序的本质区别是( ) 。

A）存储在内存和外存 B）顺序和非顺序执行机器指令 C）分时使用和独占使用计算机资源 D）动态和静态特征13．下列的进程状态变化中，( ) 变化是不可能发生的。

A)运行一就绪 B)运行一等待 C)等待一运行 D)等待一就绪14．一个运行的进程用完了分配给它的时间片后，它的状态变为A)就绪 B)等待 C)运行 D)完成15．在进程管理中，当时，进程从阻塞状态变为就绪状态。

一、填空练习1.程序的执行是现代操作系统的基本特征之一，为了更好地描述这一特征而引入了这一概念。

2.进程存在的标志是。

3.进程的静态实体由、和三部分组成。

4.用于进程控制的原语主要有、、和。

5.进程被创建后，最初处于状态，然后经选中后进入状态。

6.进程创建工作主要完成的是创建进程控制块（PCB），并把它挂到队列中。

7.如果系统中有n个进程，则在就绪队列中进程的个数最多。

8.进程的同步和互斥反映了进程间和的关系。

9.死锁产生的四个必要条件是、、和四种。

10.操作系统中信号量的值与的使用情况有关，它的值仅能由来改变。

11.进程至少有三种基本状态：、和。

12.每执行一次P操作，信号量的数值S减1。

若S>0，则该进程；若S<0，则该进程。

13.每执行一次V操作，信号量的数值S加1。

若，则该进程继续执行；否则从对应的队列中移出一个进程并将状态赋予该进程。

14.利用信号量实现进程的，应为临界区设置一个信号量mutex，其初值为1，表示该资源尚未使用，临界区应置于和原语之间。

15. Windows NT是采用结构的操作系统，它的进程的功能发生了变化，它只是资源分配的单位，不是的单位，后者的功能由完成。

16. 通常，线程的定义是____________________________________。

在现代操作系统中，资源的分配单位是__________________，而处理机的调度单位是________________，一个进程可以有___________线程。

17. 计算机系统一般都设计有两种运行状态，和。

18. 目前，在操作系统设计中采用的结构模型主要有四种：、、和。

参考答案：1、并发，进程2、进程控制块PCB3、程序，数据集合，进程控制块PCB4、建立原语、撤消原语，挂起原语，激活原语5、就绪，进程调度程序，执行6、就绪7、n-18、直接制约，间接制约9、互斥使用，保持和等待，非剥夺性，循环等待10、相应资源，P、V操作11、执行态，就绪态，等待态12、继续执行，等待13、S>0，等待，就绪14、互斥，P（mutex），V（mutex）15、微内核，调度运行，线程16、是进程中执行运算的最小单位，进程，线程，多个17、用户态，核心态18、层次模块模型，整体内核模型，进程模型，对象模型二、选择练习1. 操作系统中，可以并行工作的基本单位是[1]，[1]也是系统核心调度及资源分配的基本单位，它是由[2]组成的，它与程序的主要区别是[3]。

（一）图书馆有100个座位，每位进入图书馆的读者要在登记表上登记，退出时要在登记表上注销。

要几个程序？有多少个进程？（答：一个程序；为每个读者设一个进程）（1）当图书馆中没有座位时，后到的读者在图书馆为等待（阻塞）（2）当图书馆中没有座位时，后到的读者不等待，立即回家。

解（1 )设信号量：S=100; MUTEX=1P(S)P(MUTEX)登记V(MUTEX)阅读P(MUTEX)注销V(MUTEX)V(S)解(2)设整型变量COUNT=100; 信号量：MUTEX=1;P(MUTEX);IF (COUNT==0){ V(MUTEX);RETURN;}COUNT=COUNT-1;登记V(MUTEX);阅读P(MUTEX);COUNT=COUNT+1;V(MUTEX);RETURN;（二）有一座东西方向的独木桥；用P,V操作实现：（1）每次只允许一个人过桥；（2）当独木桥上有行人时，同方向的行人可以同时过桥，相反方向的人必须等待。

（3）当独木桥上有自东向西的行人时，同方向的行人可以同时过桥，从西向东的方向，只允许一个人单独过桥。

（此问题和读者与写者问题相同,东向西的为读者，西向东的为写者）。

（1）解设信号量MUTEX=1P (MUTEX)过桥V (MUTEX)(2)解设信号量：MUTEX=1 (东西方互斥)MD=1 (东向西使用计数变量互斥)设整型变量：CD=0 (东向西的已上桥人数) CX=0 (西向东的已上桥人数)从东向西：P (MD)IF (CD=0){P (MUTEX) }CD=CD+1V (MD)过桥P (MD)CD=CD-1IF (CD=0){V (MUTEX) }V (MD)从西向东：P (MX){P (MUTEX) }CX=CX+1V (MX)过桥P (MX)CX=CX-1IF (CX=0){V (MUTEX) }V (MX)(3) 解：从东向西的，和（2）相同；从西向东的和（1）相同。

进程同步练习题1.在公共汽车上，司机和售票员的工作流程如图所示。

为保证乘客的安全，司机和售票员应密切配合协调工作。

请用信号量来实现司机与售票员之间的同步。

司机售票员图司机和售票员工作流程图2.桌子上有一只盘子，盘子中只能放一只水果。

爸爸专向盘子中放苹果，妈妈专向盘子中放橘子，一个儿子专等吃盘子中的橘子，一个女儿专等吃盘子中的苹果。

用PV操作实现他们之间的同步机制。

3.a，b两点之间是一段东西向的单行车道，现要设计一个自动管理系统，管理规则如下：（1）当ab之间有车辆在行驶时同方向的车可以同时驶入ab段，但另一方向的车必须在ab 段外等待；（2）当ab之间无车辆在行驶时，到达a点（或b点）的车辆可以进入ab段，但不能从a 点和b点同时驶入；（3）当某方向在ab段行驶的车辆驶出了ab段且暂无车辆进入ab段时，应让另一方向等待的车辆进入ab段行驶。

请用信号量为工具，对ab段实现正确管理以保证行驶安全。

4．将只读数据的进程称为“读者”进程，而写或修改数据的进程称为“写者”进程。

允许多个“读者”同时读数据，但不允许“写者”与其他“读者”或“写者”同时访问数据。

另外，要保证：一旦有“写者”等待时，新到达的“读者”必须等待，直到该“写者”完成数据访问为止。

试用P、V操作正确实现“读者”与“写者”的同步。

（第二类读者写者问题，信号量解决方法）5．一条河上架设了由若干个桥墩组成的一座桥。

若一个桥墩只能站一个人，过河的人只能沿着桥向前走而不能向后退。

过河时，只要对岸无人过，就可以过。

但不允许河对岸的两个人同时过，以防止出现死锁。

请给出两个方向的人顺利过河的同步算法。

6．有一个仓库，可以存放A和B两种产品，但要求：（1）每次只能存入一种产品（A或B）；（2）-N＜A产品数量－B产品数量＜M。

其中，N和M是正整数。

试用同步算法描述产品A与产品B的入库过程。

1、在公共汽车上，司机和售票员的工作流程如图所示。

为保证乘客的安全，司机和售票员应密切配合协调工作。