第3章 进程同步与通信 练习题
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
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( )。
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。
A．一个信号量与一个临界区 B．一个信号量与—个相关临界区 c．一个信号量与一组相关临界
区 D一个信号量与一个消息
14．实现进程同步时，每一个消息与一个信号量对应，进程( )可把不同的消息发送出去。
A．在同一信号量上调用P操作 B在不同信号量上调用P操作 c．在同一信号量上调用v操作D．在不同信号量上调用v操作
(二)填空题
1．目前使用的计算机的基本特点是处理器______执行指令。
2进程的______是指进程在顺序处理器上的执行是按顺序进行的。
3．当一个进程独占处理器顺序执行时，具有______和______两个特性。
4．进程的封闭性是指进程的执行结果只取决于______，不受外界影响。
5 进程的可再现性是指当进程再次重复执行时，必定获得______的结果。
6．一个进程的工作在没有全部完成之前,另一个进程就可以开始工作，则称这些进程为______.
7若系统中存在一组可同时执行的进程，则就说该组进程具有______。
8．如果—个进程的执行不影响其他进程的执行，且与其他进程的进展情况无关，则说这些并发进程相互之间是______的。
9 如果一个进程的执行依赖其他进程的进展情况，则说这些并发进程相互之间是______ 10．有交往的并发进程一定______某些资源。
11．有交往的进程执行时可能产生与时间有关的错误，造成不正确的因素与进程______ 、______和外界的影响有关。
12．对______的使用不受限制，这是使有交往的并发进程执行时出现与时间有关的错误的根本原因。
13．临界区是指并发进程中与______有关的程序段。
14．______是指并发进程中涉及到相同变量的那些程序段。
15．只要涉及相同变量的若干进程的相关临界区______，就不会造成与时间有关的错误。16．进程的______是指当有若干进程都要使用某一共享资源时，任何时刻最多只允许一个进程去使用。
17．Pv操作是在一个信号量上进行的______的过程，这种过程也称为______
18．利用Pv操作管理相关临界区时，必须成对出现，在进入临界区之前要调用______，在完成临界区操作后要调用______。
l9.若信号量的初值为1，用Pv操作能限制一次______进程进入临界区操作。
20.进程的______是指并发进程之间存在一种制约关系,一个进程的执行依赖另一个进程的消息。
21 ______能把它进程需要的消息发送出去，也能测试自己需要的消息是否到达。
22．Pv操作不仅是实现______的有效工具，而且也是一种简单而方便的______工具。
23．用Pv操作实现进程同步时，调用______ 测试消息是否到达，调用______发送消息。
24．用Pv操作实现生产者消费者之间的同步时，在访问共享缓冲区的______和______分别调动P 操作和v操作。
25．进程的互斥实际上是进程______的一种持殊情况。
26．进程的互斥是进程间______共享资源的使用权，其结果没有______，而进程的同步则在共享资源的并发进程之间有一种______依赖关系。
27．Pv操作也可看作为进程间的一种通信方式，由于只交换了少量的信息，故称为______ 28．通过专门的通信机制实现进程间交换大量信息的通信方式称为______。
29．采用高级通信方式时,进程间用______来交换信息。
30．最基本的通信原语有两条,它们是______原语和______原语。
31．进程通信方式有两种：______和______。
32．直接通信是固定在______进程之间通信，而间接通信以信箱为媒体实现通信。
33．一个信息可以由______和______两部分组成。
34．进程间通过信件交换信息，可实现______。
35______是进程中可以独立执行的子任务。
36．线程是处理器的独立______单位，多个线程可以______执行。
37．线程与进程有许多相似之处，所以线程又称为______。
38．线程在生命周期内会经历______、______和______之间各种状态变化。
39．采用多线程技术可把生产者消费者两个进程作为一个进程和进程中的两个线程来处理，这两个线程仍具有______，但不在需要额外的______。
40．在使Pv操作实现进程互斥时，调用______相当于申请一个共享资源，调用______相当于归还共享资源的使用权。
41．在多线程操作系统中，线程与进程的根本区别在于进程作为______单位，而线程是______
单位。
(二)简答题
1．什么是进程的顺序性和并发性?
2. 为什么并发进程执行时可能会产生与时间有关的错误?如何避免?
3．简述临界区的相关临界区的概念。
4．管理相关临界区有些什么要求?
5．假设PV操作用信号量s管理某个共享资源，请问当s＞0，S＝0和S＜0时，它们的物理意义是什么?
6．请给出Pv操作的定义。
7．用Pv操作实现进程间同步与互斥应注意些什么?
8．何谓进程通信?最基本的通信原语有哪些?
9. 直接通信与间接通信有何区别?
10．线程与进程的根本区别是什么?
(四)应用题
1．有一南北向的单行车道，在车道A、B两端以外一段距离处有减速标志和自动计数系统，A、B 两处设有信号灯，信号灯的管理要求如下：绿灯行，红灯停，A、B两端红绿灯同时变换，一方红变绿时另一方绿变红。绿灯保持到同一方向进入的车辆全部驶入AB段,当AB之间无车辆行驶时，允许到达A端(或B端)的车辆驶入AB段，但只准某一方的车辆进入；一方最后一辆车进入AB段后，双向亮红灯让车辆全部通过(假设2分钟)，然后让已在等待的任何一方车辆驶入。试用Pv操作管理AB路段车辆的行驶。
2.在测温系统中要完成采样、转换和显示等任务。采样过程把从传感器上得到的整型微电压值存入一个缓冲区，转换过程把微电压值从缓冲区中取出，计算转换成温度值再存入该缓冲区，显示过程把缓冲区中的温度值取出并显示。试用Pv操作实现三个过程共享缓冲区的同步问题。
3，现有三个进程，Reader进程把键盘输入的一个整数读入缓冲区B1，Executor进程把B1中的数据取出进行处理，处理完后存到输出缓冲区B2中，最后由Pinter进程将B2中的数据打印出来。假设B1和n2都只能存放一个整数，请用Pv操作管理这三个并发进程的执行.
4．用进程通信的方法解决生产者消费者问题。要求生产者能告诉消费者产品的说明、规格、价格等。而消费者能反馈对物品的评价和处理情况。
2019年进程管理习题及答案
进程管理习题答案 一．选择题 1．在进程管理中，当时进程从阻塞状态变为就绪状态. A. 进程被进程调度程序选中 B．等待某一事件 C．等待的事件发生 D．时间片用完 答：C 2．分配到必要的资源并获得处理机时的进程状态是。 A．就绪状态 B．执行状态 C．阻塞状态 D．撤消状态 答：B 3．P、V操作是。 A．两条低级进程通信原语 B．两组不同的机器指令 C．两条系统调用命令 D．两条高级进程通信原语 答：A 4．对进程的管理和控制使用。 A．指令 B．原语 C．信号量 D．信箱通信 答：B 5．进程的并发执行是指若干个进程。 A．同时执行 B．在执行的时间上是重叠的 C．在执行的时间上是不可重叠的 D．共享系统资源 答：B 6．若P、V操作的信号量S初值为2，当前值为－1，则表示有等待进程。A．0个 B．1个 C ．2个 D．3个 答：B 7．进程的三个基本状态在一定条件下可以相互转化，进程由就绪状态变为运行状态的条件是①；由运行状态变为阻塞状态的条件是②。 A．时间片用完 B．等待某事件发生 C．等待的某事件己发生 D．被进程调度程序选中 答，①D ②B 8．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 答：C 9．一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．由用户自己确定
答：A 10．用P、V操作管理临界区时，信号量的初值应定义为。 A．一1 B．0 C．1 D．任意值 答：C 11．用V操作唤醒一个等待进程时，被唤醒进程的状态变为． A．等待 B．就绪 C．运行 D．完成 答：B 12．进程间的同步是指进程间在逻辑上的相互关系。 A．联接 B．制约 C. 继续 D．调用 答：B 13．是一种只能进行P操作和V操作的特殊变量。 A．调度 B．进程 C．同步 D．信号量 答：D 14．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 答：D 15．下面的叙述中正确的是。 A．操作系统的一个重要概念是进程，因此不同进程所执行的代码也一定不同。B．为了避免发生进程死锁，各进程只能逐个申请资源。 C．操作系统用PCB管理进程，用户进程可以从此PCB中读出与本身运行状况有关的信息 D．进程同步是指某些进程之间在逻辑上的相互制约关系 答：D 16．进程控制就是对系统中的进程实施有效的管理，通过使用、进程撤销、进程阻塞、进程唤醒等进程控制原语实现。 A．进程运行 B．进程管理 C．进程创建 D．进程同步 答：C 17．操作系统通过对进程进行管理。 A．JCB B．PCB C．DCT D．CHCT 答：B 18．用P、V操作可以解决互斥问题。 A．一切 B．某些 C．正确 D．错误 答：A 19．通常，用户进程被建立后，。 A．便一直存在于系统中，直到被操作人员撤消
实验二(1)进程同步
实验二（2）进程同步 一、实验目的 1、生产者-消费者问题是很经典很具有代表性的进程同步问题，计算机中的很多同步问题都可抽象为生产者-消费者问题，通过本实验的练习，希望能加深学生对进程同步问题的认识与理解。 2、熟悉VC的使用，培养和提高学生的分析问题、解决问题的能力。 二、实验内容及其要求 1．实验内容 以生产者/消费者模型为依据，创建一个控制台进程，在该进程中创建n个线程模拟生产者和消费者，实现进程(线程)的同步与互斥。 2．实验要求 学习并理解生产者/消费者模型及其同步/互斥规则；设计程序，实现生产者/消费者进程(线程)的同步与互斥； 三、实验算法分析 1、实验程序的结构图（流程图）； 2、数据结构及信号量定义的说明； (1) CreateThread ●功能——创建一个在调用进程的地址空间中执行的线程 ●格式 HANDLE CreateThread( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, DWORD dwStackSize,
LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, LPVOID lpParamiter, DWORD dwCreationFlags, Lpdword lpThread ); ●参数说明 lpThreadAttributes——指向一个LPSECURITY_ATTRIBUTES(新线程的安全性描述符)。dwStackSize——定义原始堆栈大小。 lpStartAddress——指向使用LPTHRAED_START_ROUTINE类型定义的函数。 lpParamiter——定义一个给进程传递参数的指针。 dwCreationFlags——定义控制线程创建的附加标志。 lpThread——保存线程标志符(32位) (2) CreateMutex ●功能——创建一个命名或匿名的互斥量对象 ●格式 HANDLE CreateMutex(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes, BOOL bInitialOwner, LPCTSTR lpName); bInitialOwner——指示当前线程是否马上拥有该互斥量(即马 ●参数说明 lpMutexAttributes——必须取值NULL。上加锁)。 lpName——互斥量名称。 (3) CreateSemaphore ●功能——创建一个命名或匿名的信号量对象 ●格式 HANDLE CreateSemaphore(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes, LONG lInitialCount, LONG lMaximumCount, LPCTSTR lpName ); ●参数说明 lpSemaphoreAttributes——必须取值NULL。
进程同步练习题范文
进程同步练习题 1．第二类读者写者问题，信号量解决方法 2．复印室里有一个操作员为顾客复印资料，有5把椅子供顾客休息等待复印。如果没有顾客，则操作员休息。当顾客来到复印室时，如果有空椅子则坐下来，并唤醒复印操作员；如果没有空椅子则必须离开复印室。 3．如果有三个进程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可以将从输入设备上读入的数存放到缓冲器中。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。同时规定：进程R必须等缓冲区中的数被取出打印后才能再存放一个数；进程W1或W2对每次存入缓冲器的数只能打印一次；W1和W2都不能从空缓冲中取数。写出这三个并发进程能正确工作的程序。 4．现有四个进程R1、R2、W1、W2，它们共享可以存放一个数的缓冲器B。进程R1每次把来自键盘的一个数存入缓冲器B中，供进程W1打印输出；进程R2每次从磁盘上读一个数存放到缓冲器B中，供进程W2打印输出。为防止数据的丢失和重复打印，问怎样用信号量操作来协调这四个进程的并发执行。 5．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。 6．设有两个生产者进程A、B和一个销售者进程C，他们共享一个无限大的仓库，生产者每次循环生产一个产品，然后入库供销售；销售者每次循环从仓库中取出一个产品进行销售。如果不允许同时入库，也不允许边入库边出库；而且要求生产和消费A产品和B产品的件数都满足以下关系：-n≤A的件数－B的件数≤m，其中n、m是正整数。
操作系统进程同步实验报告
实验三：进程同步实验 一、实验任务： (1)掌握操作系统的进程同步原理； (2)熟悉linux的进程同步原语； (3 )设计程序，实现经典进程同步问题。 二、实验原理： (1)P、V操作 PV操作由P操作原语和V操作原语组成(原语是不可中断的过程) ，对信号量进行操作，具体定义如下： P( S):①将信- 号量S的值减1,即S=S-1; ②如果S30，则该进程继续执行；否则该进程置为等待状态，排入等待队列。 V( S):①将信号量S的值加1,即S=S+1 ； ②如果S>0，则该进程继续执行；否则释放队列中第一个等待信号量的进程。 (2)信号量 信号量(semaphore )的数据结构为一个值和一个指针，指针指向等待该信号量的下一个进程。信号量的值与相应资源的使用情况有关。当它的值大于0时，表示当前可用资源的数量；当它的值小于0时，其绝对值表示等待使用该资源的进程个数。注意，信号量的 值仅能由PV操作来改变。 一般来说，信号量S30时，S表示可用资源的数量。执行一次P操作意味着请求分配一 个单位资源，因此S的值减1;当S<0时，表示已经没有可用资源，请求者必须等待别的进程释放该类资源，它才能运行下去。而执行一个V操作意味着释放一个单位资源，因此S 的值加1;若S均，表示有某些进程正在等待该资源，因此要唤醒一个等待状态的进程，使之运行下去。 (3)linux的进程同步原语 ①wait();阻塞父进程，子进程执行； ②#in clude
第3章 进程同步与通信 练习题答案
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 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( )。 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。 A．一个信号量与一个临界区 B．一个信号量与—个相关临界区 c．一个信号量与一组相关临界 区 D一个信号量与一个消息 14．实现进程同步时，每一个消息与一个信号量对应，进程( )可把不同的消息发送出去。 A．在同一信号量上调用P操作 B在不同信号量上调用P操作 c．在同一信号量上调用v操作D．在不同信号量上调用v操作 (二)填空题 1．目前使用的计算机的基本特点是处理器______执行指令。 2．进程的______是指进程在顺序处理器上的执行是按顺序进行的。 3．当一个进程独占处理器顺序执行时，具有______和______两个特性。 4．进程的封闭性是指进程的执行结果只取决于______，不受外界影响。 5 进程的可再现性是指当进程再次重复执行时，必定获得______的结果。 6．一个进程的工作在没有全部完成之前,另一个进程就可以开始工作，则称这些进程为______.
山东大学操作系统实验报告4进程同步实验
山东大学操作系统实验报告4进程同步实验
计算机科学与技术学院实验报告 实验题目：实验四、进程同步实验学号： 日期：20120409 班级：计基地12 姓名： 实验目的： 加深对并发协作进程同步与互斥概念的理解，观察和体验并发进程同步与互斥 操作的效果，分析与研究经典进程同步与互斥问题的实际解决方案。了解 Linux 系统中 IPC 进程同步工具的用法，练习并发协作进程的同步与互斥操作的编程与调试技术。 实验内容： 抽烟者问题。假设一个系统中有三个抽烟者进程，每个抽烟者不断地卷烟并抽烟。抽烟者卷起并抽掉一颗烟需要有三种材料：烟草、纸和胶水。一个抽烟者有烟草，一个有纸，另一个有胶水。系统中还有两个供应者进程，它们无限地供应所有三种材料，但每次仅轮流提供三种材料中的两种。得到缺失的两种材料的抽烟者在卷起并抽掉一颗烟后会发信号通知供应者，让它继续提供另外的两种材料。这一过程重复进行。请用以上介绍的 IPC 同步机制编程，实现该问题要求的功能。 硬件环境： 处理器：Intel? Core?i3-2350M CPU @ 2.30GHz ×4 图形：Intel? Sandybridge Mobile x86/MMX/SSE2 内存：4G 操作系统：32位 磁盘：20.1 GB 软件环境： ubuntu13.04 实验步骤： （1）新建定义了producer和consumer共用的IPC函数原型和变量的ipc.h文件。
（2）新建ipc.c文件，编写producer和consumer 共用的IPC的具体相应函数。 （3）新建Producer文件，首先定义producer 的一些行为，利用系统调用，建立共享内存区域，设定其长度并获取共享内存的首地址。然后设定生产者互斥与同步的信号灯，并为他们设置相应的初值。当有生产者进程在运行而其他生产者请求时，相应的信号灯就会阻止他，当共享内存区域已满时，信号等也会提示生产者不能再往共享内存中放入内容。 （4）新建Consumer文件，定义consumer的一些行为，利用系统调用来创建共享内存区域，并设定他的长度并获取共享内存的首地址。然后设定消费者互斥与同步的信号灯，并为他们设置相应的初值。当有消费进程在运行而其他消费者请求时，相应的信号灯就会阻止它，当共享内存区域已空时，信号等也会提示生产者不能再从共享内存中取出相应的内容。 运行的消费者应该与相应的生产者对应起来，只有这样运行结果才会正确。
操作系统练习 同步问题 有答案
操作系统练习题： 1 在南开大学和天津大学之间有一条弯曲的小路，其中从S到T一段路每次只允许一辆自行车通过，但中间有一个小的“安全岛”M（同时允许两辆自行车停留），可供两辆自行车已从两端进小路情况下错车使用，如图所示。试设计一个算法使来往的自行车均可顺利通过。 解答: 首先中间的安全岛M仅允许两辆自行车通过，应作为临界资源设置信号量。但仔细分析发现，在任何时刻进入小路的自行车最多不会超过两辆（南开和天大方向各一辆），因此不需为安全岛M设置信号量。在路口S处，南开出发的若干辆自行车应进行路口资源的争夺，以决定谁先进入小路SK段，为此设置信号量S，用以控制路口资源的争夺；同理，设置信号量T，控制天大方向自行车对路口T的争夺。又小路SK段仅允许一辆车通过，设置信号量SK初值为1，同理设置小路LT段信号量LT初值为1。 程序如下： S ：= l; T：=1; SK ：＝1; LT：=1； Parbegin 进程P:（南开方向自行车） begin P(S) ; {与其它同方向的自行车争夺路口S} P(SK); ｛同对面自行车争夺路段SK｝ 通过SK; 进入M； ** V (SK);｛一旦进入M，便可释放路段SK｝ P (LT) ; {同对面的自行车争夺路段LT} 通过LT; V (LT)；｛将路段LT释放｝ V(S); ｛将路口S释放给同方向的正在路口S处等待的自行车｝
end， 进程Q:（天大方向自行车） begin P(T)； P(LT)； 通过LT; 进入M; V(LT)； P(SK)； 通过SK; V(SK)； V(T)； End； Parend。 说明＊＊： P进程进入安全岛M后，释放了路段SK，但没有释放路口S，原因在于它是向对面的4进程释放路段资源SK，而在P进程离开小路LT后，才会将路口S释放给其他P进程，如不这样，就会死锁。请考虑如下情况：两个方向各有一辆车前进，若在P进程到达安全岛M后，执行V (S)及V (SK)操作，则有可能使得同方向的其它P进程得到路段SK的使用权，而进入小路；同理，Q进程到达安全岛后执行V (LT)及V (T)操作，有可能使得同方向的其它Q进程得到路段LT而进入小路。此时共有四辆车在整个路径中，最终出现死锁状态。 2某寺庙，有小、老和尚若干，有一水缸，由小和尚提水入缸（向缸中倒水）供老和尚饮用。水缸可容10桶水，水取自同一井中。水井径窄，每次只能容一个捅取水。水桶总数为3个。每次人、取缸水仅为1桶，且不可同时进行。试给出有关从缸中取水和向缸中倒水的算法描述。 解答： 应首先考虑清楚本题需要几个进程。从井中取水后向缸中倒水为连续动作，可算同一进程，从缸中取水为另一进程。 再考虑信号量．有关互斥的资源有水井（一次仅一个水桶进出）和水缸（一次入、取水为一桶），分别为之设信号量mutexl , mutex2控制互斥； 另有同步问题存在：三个水桶无论从井中取水还是人出水缸都是一次一个，应为之设信号量count，抢不到水桶的进程只好等待；还有水缸满时，不可人水，设信号量empty控制入水量．水缸空时不可出水，设信号量full，控制出水量。 mutexl：＝1；mutex２:＝1; empty:＝10; full：＝0 ; count：＝3;
实验二进程同步
实验二进程同步演示 一、实验目的 ?深入掌握进程同步机制——信号量的应用； ?掌握Windows编程中信号量机制的使用方法； ?可进行简单的信号量应用编程。 二、实验工具 Windows系统+ VC++ 6.0 三、实验内容 1、复习教材上信号量机制的定义与应用，复习经典进程同步问题——生产者消费者问题及其同步方案； 2、验证后附的参考代码pc.cpp（生产者消费者问题）,掌握Windows系统中信号量的定义与使用方法； 注意： （1）代码中生产者和消费者所做的工作用过程Producer和Consumer描述，并通过创建线程的方法创建3个生产者线程和1个消费者线程，具体创建方法：CreateThread(NULL,0,Producer,NULL,0,&producerID[i]);其中第3个参数就是指定该线程所做的工作为过程Producer； （2）问题中设置了三个信号量g_hMutex（用于互斥访问临界区buffer）、 g_hFullSemaphore、g_hEmptySemaphore（用于控制同步的资源信号量），先声明，再定义，最后使用。互斥信号量和资源信号量的定义方法不同： g_hMutex = CreateMutex(NULL,FALSE,NULL); 互斥信号量最开始没有指定针对那个资源g_hFullSemaphore = CreateSemaphore(NULL,SIZE_OF_BUFFER-1,SIZE_OF_BUFFER-1,NULL); 其中第2和3个参数为信号量的初始值和最大值 信号量的使用方法：WaitForSingleObject为信号量的P操作，每对一个信号量执行该操作，则信号量值减1，并判断减1后值是否仍大于等于0，如是则该操作成功，否则进程阻塞；ReleaseSemaphore为信号量的V操作，每执行一次将该信号量的值加1，并起到唤醒作用。如： WaitForSingleObject(g_hFullSemaphore,INFINITE); … ReleaseSemaphore(g_hEmptySemaphore,1,NULL);
第三章 进程同步问题习题答案
进程同步练习 1．有一阅览室，共有100个座位。读者进入时必须先在一张登记表上登记，该表为每一座位列一表目，包括座号和读者姓名。读者离开时要消掉登记内容。试用P、V操作描述读者进程的同步结构。 var mutex : semaphere;信号量，用于互斥 full : semaphere; 信号量，用于同步 table : array 0..n-1 of item; 登记表 procedure reader; 读者进程 begin P(full); P(mutex); ； Register_name(table)； V(mutex); Reading； P(mutex); Delet_name(table); V(mutex); V(full) end;
begin … seminitsal,1; ,100); 初始化 cobegin reader; reader; ... coend end. 2．设公共汽车上有一位司机和一位售票员，它们的活动如下： 售票员： 动车辆售票 正常行车开车门 到站停车关车门 请分析司机与售票员之间的同步关系，如何用PV
操作实现。 答：为了安全起见，显然要求：关车门后才能启动车辆；到站停车后才能开车门。所以司机和售票员在到站、开门、关门、启动车辆这几个活动之间存在着同步关系。用两个信号量S1、S2分别表示可以开车和可以开门，S1的初值为1，S2的初值为0。用PV操作实现司机进程和售票员进程同步的算法描述如下： 售票员： （S1）售票 动车辆P（S2） 正常行车开车门 ： 到站停车关车门 V（S2）V（S1） 另外，程序中PV操作出现的顺序与信号量的初值设置有关，以本题为例，算法如下描述时，S1、S2的
进程的同步实验报告
操作系统 实验报告 哈尔滨工程大学 计算机科学与技术学院
一、实验概述 1. 实验名称 进程的同步 2. 实验目的 ⑴使用EOS的信号量，编程解决生产者 消费者问题，理解进程同步的意义。 ⑵调试跟踪EOS信号量的工作过程，理解进程同步的原理。 ⑶修改EOS的信号量算法，使之支持等待超时唤醒功能（有限等待），加深理解进程同步的原理。 3. 实验类型 验证+设计 4. 实验内容 ⑴准备实验 ⑵使用EOS的信号量解决生产者－消费者问题 ⑶调试EOS信号量的工作过程 ①创建信号量 ②等待释放信号量 ③等待信号量（不阻塞） ④释放信号量（不唤醒） ⑤等待信号量（阻塞） ⑥释放信号量（唤醒） ⑷修改EOS的信号量算法 二、实验环境 WindowsXP + EOS集成实验环境 三、实验过程 1. 设计思路和流程图
图4-1.整体试验流程图
图4-2.Main 函数流程图、生产者消费、消费者流程图 2. 算法实现 3. 需要解决的问题及解答 (1). 思考在ps/semaphore.c 文件内的PsWaitForSemaphore 和PsReleaseSemaphore 函数中，为什么要使用原子操作？
答：在执行等待信号量和释放信号量的时候，是不允许cpu响应外部中断的，如果此时cpu响应了外部中断，会产生不可预料的结果，无法正常完成原子操作。 (2). 绘制ps/semaphore.c文件内PsWaitForSemaphore和PsReleaseSemaphore函数的流程图。 (3).P143生产者在生产了13号产品后本来要继续生产14号产品，可此时生产者为什么必须等待消费者消费了4号产品后，才能生产14号产品呢？生产者和消费者是怎样使用同步对象来实现该同步过程的呢？ 答：这是因为临界资源的限制。临界资源就像产品仓库，只有“产品仓库”空闲生产者才能生产东西，有权向里面放东西。所以它必须等到消费者，取走产品，“产品空间”（临界资源）空闲时，才继续生产14号产品。 (4). 根据本实验3.3.2节中设置断点和调试的方法，自己设计一个类似的调试方案来验证消费者线程在消费24号产品时会被阻塞，直到生产者线程生产了24号产品后，消费者线程才被唤醒并继续执行的过程。 答：可以按照下面的步骤进行调试 (1) 删除所有的断点。 (2) 按F5启动调试。OS Lab会首先弹出一个调试异常对话框。 (3) 在调试异常对话框中选择“是”，调试会中断。 (4) 在Consumer函数中等待Full信号量的代码行（第173行）WaitForSingleObject(FullSemaphoreHandle, INFINITE); 添加一个断点。 (5) 在“断点”窗口（按Alt+F9打开）中此断点的名称上点击右键。 (6) 在弹出的快捷菜单中选择“条件”。 (7) 在“断点条件”对话框（按F1获得帮助）的表达式编辑框中，输入表达式“i == 24”。 (8) 点击“断点条件”对话框中的“确定”按钮。 (9) 按F5继续调试。只有当消费者线程尝试消费24号产品时才会在该条件断点处中断。 4. 主要数据结构、实现代码及其说明 修改PsWaitForSemaphore函数 if (Semaphore->Count>0){ Semaphore->Count--; flag=STATUS_SUCCESS; }//如果信号量大于零，说明尚有资源，可以为线程分配 else flag=PspWait(&Semaphore->WaitListHead, Milliseconds); KeEnableInterrupts(IntState); // 原子操作完成，恢复中断。 return flag; }//否则，说明资源数量不够，不能再为线程分配资源，因此要使线程等待 修改PsReleaseSemaphore函数 if (Semaphore->Count + ReleaseCount > Semaphore->MaximumCount) {
进程同步练习(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，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_（3）___;当其值为___B_（4）__时，进程应阻塞。在执行V操作时，信号量的值应当___C（2）___；当其值为__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_________。 A、0~1 B、-1~0 C、1~-（N-1） D、0~-（N-1） 9、若有3个进程共享一个互斥段，每次最多允许两个进程进入互斥段，则信号量的变化范围是_________。 A、2，1，0，-1 B、3，2，1，0 C、2，1，0，-1，-2 D、1，0，-1，-2 10、计算机操作系统中，若P、V操作的信号量S初值为2，当前值为-1，则表示有________等待进程。 A、0个 B、1个 C、2个 D、3个 11、在9个生产者、6个消费者共享容量为8的缓冲区的生产者-消费者问题中，互斥使用缓冲区的信号量mutex的初始值为__________。 A、1 B、6 C、8 D、9 12、信箱通信是一种_________通信方式。 A、直接通信 B、间接通信 C、低级通信 D、信号量 13、在消息缓冲通信方式中，临界资源为________。 A、发送进程 B、消息队列 C、接收进程 D、信箱 14、作业周转时间为________。
[操作系统]经典进程同步问题题库
1、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；计算任务则从该缓冲区中取出数据并进行计算。试写出利用信号量机制实现两者共享单缓冲区的同步算法。 Var Sempty，Sfull: semaphore:= 1,0 Begin Parbegin Collection:begin repeat 采集一个数据； wait(Sempty); 数据放入缓冲区； signal(Sfull); untill false; end; Compute:begin repeat wait(Sfull); 从缓冲区取出数据; signal(Sempty); 计算; ` until false; end; Parend End 2、有一阅览室，共有100个座位。读者进入时必须先在一种登记表上登记，该表为每一座位列一个表目，包括座号和读者姓名。读者离开时要注销掉登记内容。试用wait和signal原语描述读者进程的同步问题。 var mutex, readcount :semaphore := 1,100; Begin Parbegin Process Reader:begin repeat wait(readcount); wait(mutex); <填入座号和姓名完成登记>； signal(mutex); <阅读> wait(mutex) <删除登记表中的相关表项，完成注销> signal(mutex); signal(readcount); until false; end; parend; End; 1）、桌上有一空盘，只允许放一个水果，爸爸专向盘中放苹果，妈妈专向盘中放桔子；女儿专吃盘中的苹果，儿子专吃盘中的桔子；试用wait 和signal原语实现爸爸、妈妈、女儿、儿子之间的同步问题。 var Sempty, Sapple, Sorange,: semaphore:= 1,0,0; begin parbegin Father: begin repeat wait(Sempty);
进程同步实验报告
实验三进程的同步 一、实验目的 1、了解进程同步和互斥的概念及实现方法； 2、更深一步的了解fork()的系统调用方式。 二、实验内容 1、预习操作系统进程同步的概念及实现方法。 2、编写一段源程序，用系统调用fork()创建两个子进程，当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符“a”；子进程分别显示字符“b”和字符“c”。程序的输出是什么？分析原因。 3、阅读模拟火车站售票系统和实现进程的管道通信源代码，查阅有关进程创建、进程互斥、进程同步的系统功能调用或API，简要解释例程中用到的系统功能或API的用法，并编辑、编译、运行程序，记录程序的运行结果，尝试给出合理的解释。 4、（选做）修改问题2的代码，使得父子按顺序显示字符“a”；“b”、“c”编辑、编译、运行。记录程序运行结果。 三、设计思想 1、程序框架 （1）创建两个子进程：（2）售票系统：
（3）管道通信： 先创建子进程，然后对内容加锁，将输出语句存入缓存，并让子进程自己进入睡眠，等待别的进程将其唤醒，最后解锁；第二个子进程也执行这样的过程。父进程等待子进程后读内容并输出。 （4）修改程序（1）：在子进程的输出语句前加上sleep()语句，即等待父进程执行完以后再输出。 2、用到的文件系统调用函数 （1）创建两个子进程：fork() （2）售票系统：DWORD WINAPI Fun1Proc(LPVOID lpPartameter); CreateThread(NULL,0,Fun1Proc,NULL,0,NULL); CloseHandle(hThread1); (HANDLE)CreateMutex(NULL,FALSE,NULL); Sleep(4000)（sleep调用进程进入睡眠状态(封锁), 直到被唤醒）; WaitForSingleObject(hMutex,INFINITE); ReleaseMutex(hMutex); （3）管道通信：pipe(fd)，fd: int fd[2]，其中: fd[0] 、fd[1]文件描述符（读、写）; lockf( fd，function，byte)（fd: 文件描述符；function: 1: 锁定 0:解锁；byte: 锁定的字节数，0: 从当前位置到文件尾）; write(fd，buf，byte)、read(fd，buf，byte) （fd: 文件描述符；buf : 信息传送的源（目标）地址；byte: 传送的字节数）; sleep(5); exit(0); read(fd[0]，s，50) （4）修改程序（1）：fork(); sleep(); 四、调试过程 1、测试数据设计 （1）创建两个子进程：
第3章进程同步与通信练习题答案
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. —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 —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 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（）。 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。 A? 一个信号量与一个临界区B ? 一个信号量与一个相关临界区C ? 一个信号量与一组相关临界区D一个信号量与一个消息14．实现进程同步时，每一个消息与一个信号量对应，进程（）可把不同的消息发送出去。 A ?在同一信号量上调用P操作B在不同信号量上调用P操作C ?在同一信号量上调用V操作D.在不同信号量上调用V操作 （二）填空题1．目前使用的计算机的基本特点是处理器执行指令。 2．进程的_______ 是指进程在顺序处理器上的执行是按顺序进行的。 3．当一个进程独占处理器顺序执行时，具有__________ 和_____ 两个特性。 4．进程的封闭性是指进程的执行结果只取决于 __________ ，不受外界影响。 5 进程的可再现性是指当进程再次重复执行时，必定获得______ 的结果。 6．一个进程的工作在没有全部完成之前, 另一个进程就可以开始工作，则称这些进程为_______________ . 7. 若系统中存在一组可同时执行的进程，则就说该组进程具有 ____________ 。
计算机操作系统习题及答案
第4章进程同步与通信 1）选择题 （1）在操作系统中，P、V操作是一种_D__。 A. 机器指令 B. 系统调用命令 C. 作业控制命令 D. 低级进程通信原语 （2）若信号量S的初值为2，当前值为-1，则表示有_B__等待进程。 A. 0个 B. l个 C. 2个 D. 3个 （3）在直接通信方式中，系统提供两条通信原语进行发送和接收，其中Send原语中参数应是_C_。 A. sender，message B. sender，mailbox C. receiver，message D. receiver，mailbox （4）下述那个选项不是管程的组成部分_A__。 A. 管程外过程调用管程内数据结构的说明 B. 管程内对数据结构进行操作的一组过程 C. 局部于管程的共享数据说明 D. 对局部于管程的数据结构设置初值的语句 （5）某通信方式通过共享存储区来实现，其属于_D__。 A. 消息通信 B. 低级通信 C. 管道通信 D. 高级通信 （6）用P、V操作管理临界区时，信号量的初值应定义为__C__。 A. -1 B. 0 C. 1 D. 任意值 （7）临界区是_B__。 A. 一个缓冲区 B. 一段程序 C. 一段共享数据区 D. 一个互斥资源 （8）信箱通信是一种_D__通信方式。 A. 直接通信 B. 信号量 C. 低级通信 D. 间接通信 （9）对于两个并发进程，设互斥信号量为mutex，若mutex=0则__A_。 A. 表示有一个进程进入临界区 B. 表示没有进程进入临界区 C. 表示有一个进程进入临界区，另一个进程等待进入 D. 表示有两个进程进入临界区 （10）对信号量S执行V操作后，下述选项正确的是_C__。 A. 当S小于等于0时唤醒一个阻塞进程 B. 当S小于0时唤醒一个阻塞进程 C. 当S小于等于0时唤醒一个就绪进程 D. 当S小于0时唤醒一个就绪进程 （11）在消息缓冲通信中，消息队列属于_A__资源。 A. 临界 B. 共享 C. 永久 D. 可剥夺 （12）在消息缓冲通信机制中，使用的临界资源是_D__。 A. 信箱 B. 消息队列中的某个缓冲区
第三章进程同步与通信作业习题与答案
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.DMA 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__。 A.3 B.2 C.1 D.0 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__。 A.3,2,1,0，-1 B.2,1,0，-1，-2 C. 1,0，-1，-2，-3 D.4,3， 2,1,0 5.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__。 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。 A.临界 B.共享 C.永久 D.可剥夺 14. 以下关于P、V操作的描述正确的是__D_。 A.机器指令 B. 系统调用 C.高级通信原语 D.低级通信原语 15.当对信号量进行V源语操作之后，_C__。 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，要唤醒一个阻塞进程 D. 当S＜＝0，要唤醒 一个就绪 16.对临界区的正确论述是__D_。 A.临界区是指进程中用于实现进程互斥的那段代码 B. 临界区是指进程中用于实现进程同步的那段代码 C. 临界区是指进程中用于实现进程通信的那段代码 D. 临界区是指进程中访问临界资源的那段代码