进程操作系统pv操作习题

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一、用P、 V操作描述前趋关系。 P1、 P2、 P3、 P4、 P5、P6为一组合作进程其前趋图如图2 3所示试用P、 V操作描述这6个进程的同步。 p23

图2 3说明任务启动后P1先执行 当它结束后P2、 P3可以开始执行 P2完成后P4、 P5可以开始执行仅当P3、

P4、 P5都执行完后 P6才能开始执行。为了确保这一执行顺序设置5个同步信号量n、摄、 f3、 f4、 g分别表示进程P1、 P2、 P3、 P4、 P5是否执行完成其初值均为0。这6个进程的同步描述如下

图2 3 描述进程执行先后次序的前趋图

精品文档int f1=0; /*表示进程P1是否执行完成*int f2=0; /*表示进程P2是否执行完成*int f3=0; /*表示进程P3是否执行完成*int f4=0; /*表示进程P4是否执行完成*int f5=0; /*表示进程P5是否执行完成*main()

{cobegin

P1 ( ) ;

P2( ) ;

P3( ) ;

P4( ) ;

P5( ) ;

P6( ) ;coend

}

P1 ( )

{

┇v(f1) ;v(f1) 

}

P2 ( )

{p(f1) ;

┇v(f2) ;v(f2) ;

)

P3 ( )

{p(f1) ;

┇

精品文档v(f3) ;

}

P4( )

{p(f2) ;

┇v(f4) ;

}

P5 ( )

{p(f2) ;

┇v(f5) ;

}

P6( )

{p(f3) ;p(f4) ;p(f5) ;

┇

}

二、生产者-消费者问题 p25

生产者-消费者问题是最著名的进程同步问题。它描述了一组生产者向一组消费者提供产品它们共享一个有界缓冲区生产者向其中投放产品消费者从中取得产品。生产者-消费者问题是许多相互合作进程的一种抽象。例如在输入时输入进程是生产者计算进程是消费者;在输出时计算进程是生产者打印进程是消费者。因此该问题具有很大实用价值。

我们把一个长度为n的有界缓冲区(n>0)与一群生产者进程P 、 P 、„、 Pm和一群消费者进程C 、 C 、„、 Ck联系起来如图2 4所示。假定这些生产者和消费者是互相等效的。只要缓冲区未满生产者就可以把产品送入缓冲区

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类似地只要缓冲区未空消费者便可以从缓冲区中取走物品并消耗它。生产者和消费者的同步关系将禁止生产者向满的缓冲区输送产品也禁止消费者从空的缓冲区中提取物品。

图2 4 生产者-消费者问题

为解决这一类生产者-消费者问题应该设置两个同步信号量一个说明空缓冲单元的

数目用empty表示其初值为有界缓冲区的大小n 另一个说明满缓冲单元的数目用full表示其初值为0。在本例中有P 、 P 、 „、 Pm个生产者和C 、 C 、 „、 Ck个消费者它们在执行生产活动和消费活动中要对有界缓冲区进行操作。 由于有界缓冲区是一个临界资源必须互斥使用所以另外还需设置一个互斥信号量mutex其初值为1。生产者-消费者问题的同步描述如下int full=O; /*满缓冲单元的数目*int empty=n; /*空缓冲单元的数目*int mutex=1 ; /*对有界缓冲区进行操作的互斥信号量*main()

{

精品文档cobeginproduceri () ;/*i=1 2┅ m;j=l 2┅ k*consumerj () ;coend

}produceri () /*i=1 2┅ m*

{whi le(生产未完成)

{

┇

生产一个产品;p(empty) ;p(mutex) ;

送一个产品到有界缓冲区;v(mutex) ;v(full) ;

)

}consumerj () /*j=1  2 „ k*

{whi le(还要继续消费)

{p (fu l l) ;p(mutex) ;

从有界缓冲区中取产品;v (mutex) ;v (empty) ;

┇

消费一个产品;

}

}

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三、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

答 B

四、多道程序环境下操作系统分配资源以为基本单位。

A程序 B指令 C进程 D作业

答 C

五、对于两个并发进程设互斥信号量为mutex若mutex=O则。

A.表示没有进程进入临界区

B.表示有一个进程进入临界区

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

答 B

六、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.同步 B互斥 C.调度 D执行

答 A

七、为了进行进程协调进程之间应当具有一定的联系这种联系通常采用进程间交换数据的方式进行这种方式称为

。



A.进程互斥 B进程同步 C进程制约 D进程通信

答 D

八、在测量控制系统中数据采集任务把所采集的数据送入

一单缓冲区;计算任务从该单缓冲区中取出数据进行计

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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。 P33

[分析及相关知识] 在本题中采集任务与计算任务共用一个单缓冲区 当采集 任务采集到一个数据后只有当缓冲区为空时才能将数据送入缓冲区中存放否则应等待缓冲区腾空;当缓冲区中有数据时计算任务才能从缓冲区中取出数据进行计算否则也应等待。

本题实际上是一个生产者—消费者问题。将生产者—消费者问题抽象出来 以另外 一种形式描述是一种常见的试题形式只要对生产者—消费者问题有了深入的理 解就不难解决此类试题。

解;在本题中应设置两个信号量Sf,Se信号量Sf表示缓冲区中是否有可供打印的计算结果其初值为0;信号量Se用于表示缓冲区有无空位置存放新的信息其初值为1。本题的同步描述如下int Se=l ;int Sf=0;main()

{cobeginget() ;compute() ;coend

}get()

{whi le (采集工作未完成)

{

采集一个数据p(Se) ;

将数据送入缓冲区中;v(Sf) ;

}

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}compute()

{whi le(计算工作未完成)

{p(Sf) ;

从缓冲区中取出数据;v(Se) ;

进行数据计算;

}

}

九、 图2 7给出了四个进程合作完成某一任务的前趋图试说明这四个进程间的同步关系并用P、 V操作描述它。

P35

图2 7 四个合作进程的前趋图

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解 图2 7说明任务启动后S1先执行。 当S1结束后

S2、 S3可以开始执行。 S2、 S3

完成后 S4才能开始执行。为了确保这一执行顺序设三个同步信号量b2、 b3、 b4分别

表示进程S2、 S3、 S4是否可以开始执行其初值均为0。这四个进程的同步描述如下int b2=0; /*表示进程S2是否可以开始执行*int b3=0; /*表示进程S3是否可以开始执行*int b4=0; /*表示进程S4是否可以开始执行*main()

{cobegin

S1 ( ) ;

S2 ( ) ;

S3 ( ) ;

S4 ( ) ;coend

}

S1 ( )

{

┇v(b2) ;v(b3) ;

}

S2 ( )

{p(b2) ;

┇v(b4) ;

}

S3 ( )

{p(b3) 