操作系统---第二章进程管理---进程同步---选择题

1信号量的值有什么含义？

信号量的值为-1，这表示等待进入临界区的进程数是1。信号量是一个特殊的整型变量，只有初始化和PV操作才能改变其值。通常，信号量分为互斥量和资源量，互斥量的初值一般为1，表示临界区只允许一个进程进入，从而实现互斥。当互斥量等于0时，表示临界区已有一个进程进入，临界区外尚无进程等待；当互斥量小于0时，表示临界区有1个进程，互斥量的绝对值表示在临界区外等待进入的进程数。资源信号量也是这么个情况。

2临界区是什么东西？临界区是访问临界资源中的一步。

临界资源是一次仅允许一个进程使用的资源，比如很多物理设备，如打印机。
进入区：为了进入临界区使用临界资源，在进入区要检查是否可进入临界区，若能进入临界区，则应设置正在访问临界区的标志，以阻止其他进程同时进入临界区。
临界区：进程中访问临界资源的那部分代码，又称临界段。
退出区：将正在访问临界区的标志清除。
剩余区：代码中的其他部分。

3 临界资源与共享资源

临界资源与共享资源的区别在于，在一段时间内能否允许被多个进程访问（并发使用），显然磁盘属于共享设备。共用队列可供多个进程使用，但一次只可供一个进程使用，试想若多个进程同时使用共用队列，势必造成队列中的数据混乱而无法使用。可重入的代码程序一次可供多个进程使用。# 4进程A和进程B共享缓冲区协作完成数据处理，进程A负责生产数据并放入缓冲区，进程B从缓冲区读数据并输出。进程A与B的关系是互斥和同步关系。其实这道题很坑啊！进程A要先放入数据，B才能取出来，这是很明显的同步机制。然后共享的缓冲区一定是互斥访问的，所以它们也有互斥关系。

5为什么P操作可能导致进程阻塞，但不可能导致进程就绪呢？

这是因为执行P操作时的进程处于运行态，如果说时间片消耗完了倒是可以从运行态转到就绪态，但是没取到资源就只能进入阻塞态，取到资源了进程还是运行态。

6什么是管程？

当共享资源用共享数据结构表示时，资源管理程序可用对该数据结构进行操作的一组过程来表示，如资源的请求和释放过程request和release。把这样一组相关的数据结构和过程一并归为管程。
管程由3部分组成：
（1）局部于管程的共享变量说明。
（2）该数据结构进行操作的一组过程
（3）对局部于管程的数据设置初始值得语句；此外，还需为该管程赋予一个名字。
管程的引入是为了解决临界区分散所带来的管理和控制问题。在没有管程之前，对临界区的访问分散在各个进程之中，不易发现和纠正分散在用户程序中的不正确使用P,V操作等问题。管程将这些分散在各进程中的临界区集中起来，并加以控制和管理，管程一次只允许一个进程进入管程内，从而既便于系统管理共享资源，又能保证互斥。

7一个进程因在互斥信号量mutex上执行V(mutex)操作而导致唤醒另一个进程时，执行V操作后mutex的值为？

因为系统中原来存在等待进入临界区的进程，mutx<=-1，因此在执行V(mutex)操作后，mutex<=0。

8管程的signal操作和信号量中的V操作相同吗？

x.wait：当x对应的条件不满足时，可以调用管程的进程调用x。wait将自己插入x条件的等待队列，并释放管程。此时其他进程可以使用管程。
x.signal：x对应的条件发生了变化，则调用x.signal，唤醒一个因x条件阻塞的进程。
信号量机制中的V操作一定会改变信号量的值S=S+1.而管程中的操作是针对某个条件变量的，若不存在因该条件而阻塞的进程，则signal不会产生任何影响。

9为什么私用数据不是临界区呢？

因为私用数据仅供一个进程使用，不存在临界区问题。

10 Peterson算法

进程P0和进程P1的共享变量定义及其初值为：

boolean flag[2];
int turn =0;
flag[0]=false;flag[1]=false;
void P0()
{
	while(true)
	{
		flag[0]=true;turn=1;
		while(flag[1]&&(turn==1));
		临界区;
		flag[0]=false;
	}
}boolean flag[2];
int turn =0;
flag[0]=false;flag[1]=false;
void P0()
{
	while(true)
	{
		flag[0]=true;turn=1;
		while(flag[1]&&(turn==1));
		临界区;
		flag[0]=false；
	}
}
void P1()
{
	while(true)
	{
  		flag[1]=true;turn=1;
  		while(flag[0]&&(turn==1));
  		临界区;
  		flag[1]=false；
 	}
}

看着这段代码，我们想象一种情况，进程P0和进程P1同时站在临界区外。这时flag[0]和flag[1]都被设为true，也就说下面那个while循环判定条件的前半部分是都满足的，但turn的值要么为0要么为1，只能满足一个。
当turn的值为1时，P1进入死循环，P0开始执行。
P0执行完以后，flag[0]==false，P1while循环的条件不满足，跳出死循环，进入临界区。
因此peterson算法是可以保证进程互斥进入临界区的。

11TSL(Test and Set Lock)指令

do{
	…………
	while(TSL(&lock));
	critical section;
	lock=FALSE;
	……………
}while(TRUE);

当上锁的时候，就进入忙等的状态。
TSL没有实现让权等待的原则，因为它在不知道什么时候进入缓冲区的情况下，一直不释放处理机。

12什么是让权等待？

当进程不能进入自己的临界区时，应立即释放处理机，以免进程陷入“忙等”状态。（受惠的是其他进程）。让权等待是进程同步机制应遵循的原则之一。

13实现进程互斥需要遵循的准则

忙则等待，空闲让进，优先等待。
让权等待可以不实现，比如在peterson算法中，进程P1和P0都不会放弃，直到对方使用完CPU。