进程同步习题全
4.2 进程同步习题
【例】现有4个进程R1，R2，W1，W2。它们共享 可以存放一个数据的缓冲器B。进程R1每次把磁 盘上读出的一个数据存到缓冲器B中，供进程W1 打印输出；进程R2每次从键盘上读一个数据存放 到缓冲器B，供W2打印输出。当一个进程把数据 存放到缓冲器后，在该数据还没有打印输出之前 不准任何进程再想缓冲器中存数据。当一个进程 已把缓冲器中的数据打印输出后，在缓冲器中还 没有存如新数据之前不准任何进程再从缓冲器中 取数打印。问怎样用PV操作使这4个进程并发执 行时能相互协作地工作？
• Semaphore Customers = 0; • Semaphore Barber = 0; • Mutex accessSeats = 1; • int NumberOfFreeSeats = N; //total number of seats
Customer() { while(true) Barbers() { { P(accessSeats); //lock while(true) if(NumberOfFreeSeats >0) { { P(customers); NumberOfFreeSeats--; //等待顾客，睡眠 V(customers);//通知理发师 P(accessSeats); //lock V(accessSeats);//unlock NumberOfFreeSeats++; P(barbers);//等待理发师 V(accessSeats); //unlock 顾客理发 理发中… } V(barbers) ; else }//while V(accessSeats); } }//while }
3 两个进程可以改为 semaphore S1=1 semaphore S2=0 Process X L1:P(S1) 使用资源r V(S2) goto L1
操作系统习题
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：。
(完整版)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.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2章进程管理练习题（答案）
第2章进程管理练习题（答案）第二章进程管理一、单项选择题1、在单一处理机上执行程序，多道程序的执行是在（B）进行的。
A.同一时刻B. 同一时间间隔内C.某一固定时刻D. 某一固定时间间隔内2、引入多道程序技术后，处理机的利用率（ C）。
A.降低了B. 有所改善C.大大提高D. 没有变化，只是程序的执行方便了3、顺序程序和并发程序的执行相比，（ C）。
A.基本相同 C.并发程序执行总体上执行时间快B. 有点不同 D.顺序程序执行总体上执行时间快4、单一处理机上，将执行时间有重叠的几个程序称为（C ）。
A.顺序程序B. 多道程序C.并发程序D. 并行程序5、进程和程序的本质区别是（D ）。
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6、进程就是程序在并发环境中的执行过程，它是系统进行资源分配和调度的一个基本单位。
进程具有[1A]、[2D]、调度性、异步性和结构性等基本特征。
进程是一次执行过程，具有生命期体现了进程的[1]特征。
进程由程序段、[3B]、[4C]组成，其中[4]是进程在系统中存在的唯一标识。
供选择的答案：[1][2] ：A、动态性 B、静态性 C、共行性 D、并发性 E、可执行性 F、易用性[3] ：A、过程 B、数据 C、进程标识符 D、函数[4] ：A、FCB B、FIFO C、PCB D、JCB7、进程执行时的间断性，决定了进程可能具有多种状态。
进程的基本状态有三种，在分时系统中，当一个进程拥有的时间片到时，则该进程即由[1D]进入[2A]。
如果出现因某种原因使得处理机空闲时，则需要从就绪队列中选择一进程，并将处理机分配给它，此时该进程进入[3D]，这个过程是由[4C]来完成。
供选择的答案：[1][2][3] ：A、就绪状态 B、静止状态 C、阻塞状态 D、运行状态[4] ：A、进程控制程序B、资源分配程序C、进程调度程序D、处理机分配程序8、为了描述进程的动态变化过程，采用了一个与进程相联系的（C ），根据它而感知进程的存在。
进程同步与互斥练习答案
2．一个正在运行的进程调用P(s)后，若S的 值为（AD ），则该进程可以继续运行。 A．S＞0 B．S＜0 C．S≠0 D．S≥0 E．S≤0
判断题
• 1．有交往的并发进程一定共享某些资源。 （√）
• 2．如果不能控制并发进程执行的相对速度， 则它们在共享资源时一定会出现与时间有 关的错误。 （ × ）
上衣或裤子后制作室工人都要分别把它们送到 配套室的衣架F1和裤架F2上，衣架F1上存放上 衣，裤架F2上存放裤子，衣架最多能放50件上 衣，裤架最多能放50条裤子。配套室工人每次
从架上取一件上衣和一条裤子，然后将它们配 成套装，并进行包装。为防止操作出错， 甲制
作室工人及配套室工人对衣架F1的存取动作应
设私用信号量empty1和empty2分别表示 衣架和裤架的空位数，
full1表示衣架上的衣服数，full2表示裤架上的 裤子数
（2）初始化mutex1=1，mutex2=1，
empty1=50，empty2=50，full1=0，full2=0
（3）描述：
甲制作室工人工作过程：
乙制作室工人工作过程：
• 3．并发进程的执行结果只取决于进程本身， 不受外界影响。 （ × ）
• 4．多道程序设计必然导致进程的并发执行。 （√ ）
1. 有m个进程共享同一临界资源，若使用信号量机制实现对资源 的互斥访问，则信号量值的变化范围是 1-m≤ mutex ≤1。
2. 对于两个并发进程，设互斥信号量为mutex，若mutex=0，则 ____B____
• 设有一个作业由四个进程组成，这四个进 程在运行时必须按图所示的顺序，用P、V 原语操作表达四个进程的同步关系。
T1
T3 T2
T4
进程同步问题例题
吃水果问题
• 问题描述：桌上有一只盘子，每次只能放入或 取出一个水果。现有许多苹果和桔子。一家四 口各行其职。爸爸专向盘中放苹果，妈妈专向 盘中放桔子，儿子专等吃盘中的桔子，女儿专 等吃盘中的苹果。请给出四人之间的同步关系， 并用PV操作实现四人正确活动的程序。
四人之间的关系
爸爸，妈妈要互斥使用盘子，所以两者 之间是互斥关系； 爸爸放的苹果，女儿吃，所以两者是同 步关系； 妈妈放的桔子，儿子吃，所以两者也是 同步关系。
• • • • •
empty,orange,apple:semaphore empty=1; orange=0; apple=0; parbegin
• Father: • • • • • •
Begin L1：P(empty); L1 P(empty); 放置苹果； V(apple); Goto L1; End;
到站停车；
图书馆阅览室问题
问题描述：假定阅览室最多可同时容纳 100个人阅读，读者进入时，必须在阅 览室门口的一个登记表上登记，内容包 括姓名、座号等，离开时要撤掉登记内 容。用P、V操作描述读者进程的同步算 法。
Sem:mutex=1,readcount=100; readeri()(i=1,2,…k) Procedure readeri()(i=1,2, k) { while(true){ P(readcount) ; p(mutex); 登记 v(mutex); 阅读 p(mutex); 撤消登记 v(mutex); v(readcount); }
Mother:
• • • • • • Begin L2: P(empty); 放置桔子； V(orange); Goto L2; End;
Son:
计算机操作系统进程同步算法习题选
s
t
解:
设置四个信号量Sin=1，Sout=0，Tin=1，Tout=0； get： while（1） { wait(Sin）; 将数放入S; signal (Sout); } copy： while（1） { wait (Sout）; wait (Tin）; 将数从S取出放入T; signal (Tout); signal (Sin); } put： while（1） { wait (Tout）; 将数从T取走; signal(Tin); }
A1: while (1) { wait(Sin[1]); wait(Sin[2]); 将数据放入缓冲区 signal(Sout[1]); signal(Sout[2]); }
Bi： while (1) { wait(Sout[i]); 从缓冲区取数 signal(Sin[i]); }
向目标前进一步:
司机进程： while(1) { 启动车辆
正常驾驶 到站停车 }…
售票 员 进程 ： while(1) { 关门
售票
}…
开门
分析：
为保证车辆行驶安全，售票员必须关好车门， 然后通知司机启动车辆，在行驶过程中售票员不 能打开车门，待车到站停稳后，司机通知售票员 才能打开车门，如此不断重复。为此，须设置两 个信号量S1，S2用来控制司机和售票员的行为， 初值都为0。
解:
算法如下： 司机进程： while(1) { wait(S1) 启动车辆 正常驾驶 到站停车 signal(S2) }… 售票员进 程： while(1) { 关门 signal(S1)
售票
wait(S2) 开门 }…
【例题2】
1.用wait、signal操作解决下图之同步问题 提示：分别考虑对缓冲区S和T的同步，再 合并考虑 get copy put
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。
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【例】一个buffer,一个生产者，一个消费者，生产者 只生产一个东西，消费者只进行一次消费，即：生 产者只进行一次putdata操作，消费者只进行一次 getdata操作。
进程管理
【解答】
设置信号量full,表示buffer是否有数据,初值为0
生产者
消费者
putdata
P(full)
V(full)
getEBuffer()返回空的buffer号 getEBuffer()
return (pbuffer+1)mod n getDBuffer()返回有数据的buffer号 getDBuffer()
return (pdata+1)mod n
进程管理
semaphore mutex,empty,full=1,n,0
getdata
进程管理
【例】一个buffer,一个生产者，一个消费者，生产 者不断进行putdata操作，消费者不断进行 getdata操作，即生产者不断生产，消费者不断 消费。
【解答】buffer为空时，才能进行putdata操作， 只有buffer有数据时，才能进行getdata操作
信号量 full:是否有数据初值为0 empty:是否为空，初值为1
integer pbuff,pdata=0,0
生产者i
消费者j
repeat
repeat
P(empty)
P(full)
P(mutex)
P(mutex)
in=getEBuffer()
out=getDBuffer()
V(mutex)
V(mutex)
putdata(in)
getdata(out)
V(full)
进程管理
PUT
Buff1
MOVE
Buff2
GET
进程管理
【解答】三类进程：多个PUT类进程，一个MOVE 类进程，多个GET类进程
操作规则 1 只有buff1有空间才能进行PUT操作 2 只有buff1有数据，buff2有空间才能进行MOVE
操作 3 只有buff2有数据才能进行GET操作 4 不允许多个进程同时操作buff1 5 不允许多个进程同时操作buff2
【解答】 只有buffer有空间时才能进行putdata操作 只有buffer有数据时才能进行getdata操作 不允许多个消费者和多个生产者同时操作 信号量 full:表示buffer是否有数据，初值为0 empty:表示buffer是否为空，初值为n mutex:表示buffer是否可操作，初值为1
进程管理
生产者i repeat
P(empty) P(mutex) putdata V(mutex) V(full)
消费者j repeat
P(full) P(mutex) putdata V(mutex) V(empty)
进程管理
【改进】putdata和getdata操作都在临界区中，因 此多个进程对多个buffer的操作不能并行进行的， 进程间并行操作的程度很低。实际上只要保证多个 进程同时操作不同buffer就可以实现对整个buffer 的并行操作。
进程管理
操作流程 <PUT类进程>
repeat 判断buff1是否有空间，没有则等待 是否可操作buff1 PUT 设置buff1可操作标志 设置buff1有数据的标志
until false
进程管理
<MOVE类进程> repeat 判断buff1是否有数据，没有则等待 判断buff2是否有空间，没有则等待 是否可操作buff1 是否可操作buff2 MOVE 设置buff1可操作标志 设置buff2可操作标志 设置buห้องสมุดไป่ตู้f1有空间标志 设置buff2有空间标志
进程管理
生产者： repeat
P(empty) putdata V(full)
消费者： repeat
P(full) getdata V(empty)
进程管理
【例】一个buffer,多个生产者，多个消费者，多个生产者和 消费者都在不断地存取buffer，即生产者不断地进行 putdata操作，消费者不断进行getdata操作。
进程管理
<GET类进程> repeat 判断buff2是否有数据，没有则等待 是否可操作buff2 GET 设置buff1可操作标志 设置buff1有空间标志
进程管理
4 信号量 设置6个信号量 full1:buff1是否有数据，初值为0 empty1:buff1有空间，初值为m mutex1:buff1是否可操作，初值为1 full2:buff2是否有数据，初值为0 empty2:buff2有空间，初值为n mutex2:buff2是否可操作，初值为1
【解答】 只有buffer为空时能进行putdata操作，只有buffer有数据
时能进行putdata操作。 不允许多个进程同时操作buffer,即不允许多个消费者同时进
行getdata,不允许多个生产者进行putdata操作 信号量 full:buffer是否有数据，初值为0 empty:buffer是否为空，初值为1 mutex:buffer是否可操作，初值为1
进程同步习题
设有n个进程共享一个程序段，对如下两种情况： （1)如果每次只允许一个进程进入该程序段； (2)如果每次最多允许m个进程(M＜＝n)同时进入 该程序段。 试问：所采用的信号量初值是否相同?信号量值的变 化范围如何? 所采用信号量的初值不相同。 在情况(1)中，信号量的初值为1， 信号量值的变化范围是l，0，-1…-(n-1)。 在情况(2)中，信号量的初值为M， 信号量值的变化范围是M，m-1，m-2…(m-n)。
V(empty)
进程管理
【练习】如图，有多个PUT操作同时向Buff1放数据， 有一个MOVE操作不断地将Buff1的数据移到 Buff2,有多个GET操作不断地从Buff2中将数据取 走。Buff1的容量是m,Buff2的容量是 n,PUT,MOVE,GET每次操作一个数据，在操作的 过程中要保证数据不丢失。试用P,V原语协调 PUT,MOVE操作，并说明每个信号量的含义和初 值。
进程管理
生产者i repeat
P(empty) P(mutex) putdata V(mutex) V(full)
消费者i repeat
P(full) P(mutex) getdata V(mutex) V(empty)
进程管理
【例】多个生产者，多个消费者，N个buffer，多次循环存 取buffer,即多个生产者不断进行putdata操作，多个消费 者不断进行getdata操作