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对于有界缓冲区数量为n的生产者-消费者问题来说，应设置互斥信号量mutex、资源信号量full和empty，它们的初值分别应为（）。A、0、1、nB、1、n、0C、n、1、0D、1、0、n

题目

对于有界缓冲区数量为n的生产者-消费者问题来说，应设置互斥信号量mutex、资源信号量full和empty，它们的初值分别应为（）。

  • A、0、1、n
  • B、1、n、0
  • C、n、1、0
  • D、1、0、n
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第1题：

有9个生产者,6个消费者,共享容量为8的缓冲区。在这个生产者－消费者问题中,互斥使用缓冲区的信号量mutex的初值应该为( )。

A.1

B.6

C.8

D.9


参考答案：A

第2题：

已知有n个进程共享一个互斥段，如果最多允许m个进程(m＜n)同时进入互斥段，则信号量的变化范围是(26)。

A．-m～1

B．-m～0

C．-(n-m)～m

D．-(m-1)～n


正确答案：C
解析：本题考查的是操作系统中同步与互斥的基本知识及应用。本题中，已知有n个进程共享一个互斥段，如果最多允许m个进程(mn)同时进入互斥段，这意味着系统有m个单位的资源，信号量的初值应设为m。当第一个申请该资源的进程对系信号量S执行P操作，信号量S减1等于m　l，进程可继续执行：当第二个申请该资源的进程对系信号量S执行P操作，信号量S减1等于m-2，进程可继续执行……当第n个申请该资源的进程对系信号量S执行P操作，信号量S减1等于-(n-m)。所以正确答案为C。

第3题：

关于读者写者问题，下列叙述中哪些是错误的？ Reader() { while (TRUE) { P(mutex); rc = rc + 1; if (rc = = 1) P (w); V(mutex); ① 读操作； P(mutex); ② rc = rc - 1; if (rc = = 0) V(w); V(mutex); 其他操作； } } writer() { while (TRUE) { …… P(w); 写操作； V(w); } }

A.信号量w的初值是0

B.信号量mutex的初值是1

C.计数器rc的初值是0 rc是互斥资源么

D.语句P(mutex)的位置可以放到语句rc = rc + 1后面

E.语句①②可以取消


正确答案：ADE

第4题：

假设某企业有一个仓库。该企业的生产部员工不断地将生产的产品送入仓库，销售部员工不断地从仓库中取产品。假设该仓库能容纳n件产品。采用PV操作实现生产和销售的同步模型如下图所示，该模型设置了3个信号量S、S1和S2，其中信号量S的初值为1，信号量S1的初值为（ ），信号量S2的初值为（ ）。

A.-1B.0C.1D.NA.-1B.0C.1D.N


正确答案：D,B

第5题：

重新定义P操作： P(s)： S=S-1； if s＜0 then {将本进程插入相应等待队列的队首}； V操作的定义不变。 使用上述定义的信号量操作。现有n个进程竞争进入一个临界区，需要使用(24)，并保证进程能够以正常的次序公平地进入临界区。

A．1个信号量，初值为1

B．2个信号量，初值分别为1，0

C．n-1个信号量，初值均为1

D．n/2个信号量，初值均为1


正确答案：C
解析：本题考查的是信号量，P、V操作，队列等多方面的概念及其运用。回顾正常定义的P、V操作：P(s)：s=s-1；ifs0then{将本进程插入相应等待队列的队尾}；V(s)：s=s+1；ifs≤0then{将本进程插入就绪队列，唤醒相应等待队列的队首进程}：显然，这样可以保证在多个进程竞争进入临界区时，能保证按先等待、先唤醒的次序进入临界区。但是，根据新的P操作定义(V操作定义不变)，这时唤醒将以后进先出的次序进行。因此为了保证正常次序，每个等待队列上等待的元素不能超过两个，否则必定会产生不公平现象。根据题意，有n个进程竞争进入一个临界区，考虑临界区的互斥性，只能有一个进程进入，其余进程将进入等待队列。考虑公平性，就需要n-1个队列，也就是n-1个信号量，初值均为1。当n个进程到来时，只有1个进程进入临界区，其他进程分别进入n-1个队列等待，每队一个进程。在队列Si上等待的进程被唤醒，就将进入队列Si+1，上等待，依次下去，直到进入临界区。这时竞争进程流程见下页右侧图。

第6题：

进程P通过缓冲区K不断向n个进程Qi(1≤i≤n)发送消息，消息大小与缓冲区K一样。为了使每个接收进程都应该接收到与发送次序一样的消息序列，需要配置(23)。

A．2个信号量，初值分别为1，0

B．2个信号量，初值分别为1，n，

C．3个信号量，初值分别为1，0，0

D．3个信号量，初值分别为1，1，0


正确答案：C
解析：本题考查的是信号量与P、V操作在复杂条件下的运用。每个信号量原则上只能用来保证一个同步关系。这里，一个同步关系是发送进程必须遵循“取后再送”。也就是说，缓冲区被送入消息后，只有n个接收进程都取到了该消息，发送进程才能再次送入消息。而不能让发送进程不顾接收情况连续地往缓冲区内送消息，导致有的消息尚未取走就被新消息覆盖。因此应该设一个信号量S1，由于刚开始时，缓冲区内没有消息，所以S1的初值应该为1。再次发送消息前执行P(S1)。另一个同步关系是接收进程必须遵循“送后再取”。也就是说，接收进程在接收到消息后，必须等到新消息送入后才能再去取，而不能连续地取，导致接收到的消息出现重复。因此，应该设一个信号量S2，由于刚开始时，缓冲区内没有消息，所以的初值应该为0。接收消息之前接收进程应该执行P(S2)。所有进程都接收了一条消息后执行V(S1)。发送进程发送一条消息后应该执行V(S2)。这看来是简单的生产者与消费者关系，其实不然。本题的问题出在接收进程有n个，而且每个接收进程接收消息的次序必须与发送次序相同。因此，应该设一个共享变量T，记录有多少个接收进程已经接收了同一条消息，T得初值为n。如果已经全部接收了消息，就可以允许发送进程发送下一条消息了，否则还不能发送。那么。既然T为所有接收进程所共享，是否也应该设一个信号量，以保证互斥呢?其实这是不必要的，因为接收进程在接收消息前必须执行P(S2)，而S2的初值为0，只有在发送进程执行了V(S2)以后才只允许一个接收进程通过P(S2)，如果将对T的操作放在接受进程执行P(S2)以后，互斥不会成为问题。其次，并不是所有接收进程接收了消息后都去执行V(S1)，只是(对同一条消息而言)最后一个接收进程接收了消息后才去执行V(S1)。否则，随便一个接收进程接收消息后就去执行V(S1)，使发送进程可以发送新消息，就会导致消息被覆盖，有的接收进程就再也不能接收到这条消息了。因此，接收进程接收了消息后，需将T减1，然后判断自己是否是(对同一条消息而言)最后一个接收到这条消息的进程，如果是(T=0)，就先将T改为n，再执行V(S1)，让发送进程再次发送消息；否则执行V(S2)，唤醒下一个等待接收该消息的接收进程。但是，这样仅仅能够保证每一条消息只能被接收n次，并不能防止某个动作极快地接收进程连续多次接收同一条消息，而动作较慢的进程的接收机会却被抢夺。因此，必须控制不是(对同一条消息而言)最后一个接收到消息的接收进程的运行速度，避免造成接收不同消息的进程排在同一个队列(信号量S2所对应)中，让信号量S2所对应的队列中的排队元素永远是等待接收最新消息的进程。显然，这样又出现了一个新的同步条件，一个调节接收进程运行速度的同步条件。为此，应该再设置一个信号量S3，初值为0。不是(对同一条消息而言)最后一个接收到消息的接收进程在接收消息后执行V(S3)，先在这个队列上等待。(对同一条消息而言)最后一个接收到该消息的进程在接收消息以后，将它们(共有n-1个进程)全部释放，共同进入对下一条消息的角逐。下图表示发送、接收进程的流程。

第7题：

m个进程(Pi，0≤i≤m-1)通过k个等长的缓冲区(Bi，0≤i≤k-1)向n个进程(Qi，0≤i≤m-1)发送消息。每个进程Pi发送消息的顺序与数量不受限制，每个进程Qi接收消息的顺序与数量也不受限制，但发送进程与接收进程作为两个分别的整体，要求消息发送与接收的整体次序相同。为保证消息发送与接收的充分并行，需要设置(24)。

A．3个信号量，初值分别为1，1，0

B．4个信号量，初值分别为1，0，1，0

C．3个信号量，初值分别为k，1，0

D．4个信号量，初值分别为k，1，0，1


正确答案：D
解析：本题考查的是信号量与P、V操作的概念及其在解决同步、互斥问题中的运用。信号量的值是有物理意义的。如果令信号量S的值为L，当L0时，表示可以允许有L个进程次(允许一个进程多次)连续地通过P(S)操作(意思是这个过程中没有执行V(S)操作)，无须进入等待状态；当L≤0时，表示有-L个进程正在信号量S对应的等待队列中，等待由进程执行V(S)将它们释放。原则上，一个同步条件需要一个信号量来管理。本题中，缓冲区的个数有k个，这意味着发送进程可以连续地向缓冲区组发送k个消息，中间无须接收进程取走消息，只有当缓冲区全装满消息，发送进程才需要等待接收进程取走消息，以便腾空缓冲区可以再放消息。因此设立信号量S1，初值为k。此外，缓冲区有多个，为了保证存放消息的次序，需要约束发送进程，按缓冲区号顺序放入消息。因此需设置一个变量f，指示当前消息放入f号缓冲区，f的初值为零。发送进程放入一个消息后，执行f+1操作，指向下一个缓冲区。这样，变量f为m个发送进程所共享，为保证修改的互斥，需要设置一个信号量S2，初值为1。从接收进程角度来看，Qi取走消息的前提是缓冲区中必须有尚未取走的消息。刚开始时，缓冲区为空，S2的初值应为0。另一方面，为了保证取消息的顺序必须与送入消息的顺序一致，接收进程同样需要一个共享变量t来指示当前需要取走的消息所在的缓冲区号，取走消息后执行t+1操作。还要设置一个信号量S4，初值为0。这样，共需设置4个信号量S1、S2、S3\S4，初值分别为k、1、0、1。下图表示多个发送进程与多个接收进程利用一组缓冲区通信的流程。

第8题：

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表示等待资源的进程数,则M、N分别是( )。

A 0、1

B 1、0

C 1、2

D 2、0


参考答案B

第9题：

有m个进程(P0，P1，…，Pm-1)通过n个缓冲区(B0，B1，…Bn-1)向1个进程(Q)发送数据包，每个数据包大小与缓冲区一样。要求：进程Q接收数据包的次序与发送次序一样。为保证发送进程与接收进程正确地并行工作，需要设置(23)。

A．一个信号量，初值为0

B．一个信号量，初值为1

C．两个信号量，初值分别为0和1

D．3个信号量，初值分别为n、1、0


正确答案：D
解析：本题考查进程同步与互斥方面的知识以及信号量的使用技能。原则上，为保证进程并行工作的正确性，对每一个同步或互斥条件应该设置一个信号量。首先，必须在缓冲区有内容时，接收进程才能取，也就是说，m个缓冲区中至少有1个是有数据包时，进程Q才能取，亦即送后再取。这是一个同步条件，需要一个信号量S3，刚开始时，所有缓冲区都没有数据包，接收进程不能取数据，所以该信号量的初值应该为0。其次，当m个缓冲区装满数据包时，没有空的缓冲区可以再容纳送来的数据包，必须等待接收进程Q取走一个数据包，发送进程Pi才能向它送入数据包，亦即取后再送。这又是一个同步条件，需要一个信号量S1，由于有n个缓冲区；发送进程可以在接收进程一个未取的情况下连续送n个数据包，所以它的初值应该为n。第三，为了使m个发送进程有序地向缓冲区放入数据包，不能出现两个进程同时向一个缓冲区放数据包的现象，应该将缓冲区编号，需要用一个变量代表将要放入数据的缓冲区号，每放入一个数据包，该变量加1并用n取模(保证该变量从0到n-1周而复始地变化)。这个变量是所有发送进程共享并进行修改的，因此发送进程必须互斥地访问它，所以还要是一个信号量S2，保证互斥关系，初值为1。这样，正确的答案应该是D。这里，设用于指向当前存放发送数据的缓冲区号的变量为t，初值为0；设指向将要从它那里取数据的缓冲区号的变量为f，初值也为0。下图表示发送进程与接收进程利用一组缓冲区通信的流程。

第10题：

对于有界缓冲区数量为n的生产者－消费者问题来说,应设置互斥信号量mutex、资源信号量full和empty,它们的初值分别应为()。

A.0、1、n

B.1、n、0

C.n、1、0

D.1、0、n


参考答案：D

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