第二章進(jìn)程管理課堂討論-習(xí)題

進(jìn)程：概念，特征，進(jìn)程控制塊，狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換，進(jìn)程與程序的比較進(jìn)程的同步與互斥：同步和互斥，臨界資源和臨界區(qū)，信號量機(jī)制線程管程第一頁，共19頁。第一頁，共19頁。2.下述哪些情況是對的？(1)進(jìn)程由自己創(chuàng)建；

(2)進(jìn)程由自己阻塞；

(3)進(jìn)程由自己掛起；

(4)進(jìn)程由自己解除掛起；

(5)進(jìn)程由自己喚醒；

(6)進(jìn)程由自己撤消。1.為什么說PCB是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志？第二頁，共19頁。第二頁，共19頁。3.進(jìn)程和線程的關(guān)系是什么？線程是由進(jìn)程建立的，是嗎？答：進(jìn)程和線程的關(guān)系是：線程是進(jìn)程內(nèi)的一個(gè)相對獨(dú)立的可調(diào)度的執(zhí)行單元。第三頁，共19頁。第三頁，共19頁。進(jìn)程在創(chuàng)建時(shí)，系統(tǒng)至少需要同時(shí)為該進(jìn)程創(chuàng)建一個(gè)線程，即進(jìn)程中至少要有一個(gè)或一個(gè)以上的線程，否則進(jìn)程無法被調(diào)度執(zhí)行。進(jìn)程是被分給并擁有資源的基本單元，同一進(jìn)程內(nèi)的多個(gè)線程共享該資源，但線程并不擁有該資源只是使用它們。線程不是由進(jìn)程建立的，因?yàn)樾枰獣r(shí)線程可以創(chuàng)建其他線程。第四頁，共19頁。第四頁，共19頁。4.下面是兩個(gè)并發(fā)執(zhí)行的程序它們能正確執(zhí)行嗎？若不能正確執(zhí)行請舉例說明并改正之(X是公共變量)cobegin

varx:integer;

proceccp1(進(jìn)程p1)

vary,z:integer;

begin

x:=1;

y:=0;

ifx>=1theny:=y+1

z:=y

endproceccp2

vart,u:integer;

begin

x:=0;

t:=0;

ifx<1thent:=t+z;

u:=t

end

coend第五頁，共19頁。第五頁，共19頁。修改讀者寫者問題的算法，使之對寫者優(yōu)先，即一旦有寫者到達(dá)，后續(xù)的讀者必須必須等待，無論是否有讀者在讀。有兩組并發(fā)進(jìn)程:讀者和寫者,共享一組數(shù)據(jù)區(qū)要求：允許多個(gè)讀者同時(shí)執(zhí)行讀操作不允許讀者、寫者同時(shí)操作不允許多個(gè)寫者同時(shí)操作P(wait)、V(signal)操作(1)第六頁，共19頁。第六頁，共19頁。讀者操作（Reader）：是否有寫者正在寫或請求寫？讀者數(shù)+1；判斷讀者數(shù)，為1則申請數(shù)據(jù)區(qū)；釋放寫信號；讀數(shù)據(jù)；讀者數(shù)-1判斷讀者數(shù)，為0則釋放數(shù)據(jù)區(qū)；寫者操作（Writer）：寫者數(shù)+1；判斷寫者數(shù)，為1則申請寫；申請數(shù)據(jù)區(qū)；寫數(shù)據(jù)；釋放數(shù)據(jù)區(qū)；寫者數(shù)-1；判斷寫者數(shù)，為0則釋放寫；全局變量：readcount(讀者數(shù))，0，writecount(寫者數(shù))，0信號量：S1(資源數(shù)據(jù)區(qū))，1； Read(臨界資源readcount)，1；Write(臨界資源writecount)，1 W(寫信號量)，1；第七頁，共19頁。第七頁，共19頁。讀者操作（Reader）：是否有寫者正在寫或請求寫？讀者數(shù)+1；判斷讀者數(shù)，為1則申請數(shù)據(jù)區(qū)；釋放寫信號；讀數(shù)據(jù)；讀者數(shù)-1判斷讀者數(shù)，為0則釋放數(shù)據(jù)區(qū)；寫者操作（Writer）：寫者數(shù)+1；判斷寫者數(shù)，為1則申請寫；申請數(shù)據(jù)區(qū)；寫數(shù)據(jù)；釋放數(shù)據(jù)區(qū)；寫者數(shù)-1；判斷寫者數(shù)，為0則釋放寫；Reader: P(W);P(Read); ifreadcount=0thenP(S1);readcount:=readcount+1;V(Read); V(W);readfile；P(Read);readcount:=readcount-1;ifreadcount=0thenV(S1);V(Read);全局變量：readcount(讀者數(shù))，0，writecount(寫者數(shù))，0信號量：S1(資源數(shù)據(jù)區(qū))，1； Read(臨界資源readcount)，1；Write(臨界資源writecount)，1 W(寫信號量)，1；第八頁，共19頁。第八頁，共19頁。讀者操作（Reader）：是否有寫者正在寫或請求寫？讀者數(shù)+1；判斷讀者數(shù)，為1則申請數(shù)據(jù)區(qū)；允許寫者申請寫；讀數(shù)據(jù)；讀者數(shù)-1判斷讀者數(shù)，為0則釋放數(shù)據(jù)區(qū)；寫者操作（Writer）：寫者數(shù)+1；判斷寫者數(shù)，為1則申請寫；申請數(shù)據(jù)區(qū)；寫數(shù)據(jù)；釋放數(shù)據(jù)區(qū)；寫者數(shù)-1；判斷寫者數(shù)，為0則釋放寫；Writer:P(Write); ifwritecount=0thenP(W);writecount:=writecount+1;V(Write); P(S1);writefile；V(S1);P(Write);writecount:=writecount-1;ifwritecount=0thenV(W);V(Write);全局變量：readcount(讀者數(shù))，0，writecount(寫者數(shù))，0信號量：S1(資源數(shù)據(jù)區(qū))，1； Read(臨界資源readcount)，1；Write(臨界資源writecount)，1 W(寫信號量)，1；第九頁，共19頁。第九頁，共19頁。Writer:P(Write); ifwritecount=0thenP(W);writecount:=writecount+1;V(Write); P(S1);writefile；V(S1);P(Write);writecount:=writecount-1;ifwritecount=0thenV(W);V(Write);全局變量：readcount(讀者數(shù))，0，writecount(寫者數(shù))，0信號量：S1(資源數(shù)據(jù)區(qū))，1； Read(臨界資源readcount)，1；Write(臨界資源writecount)，1 W(寫信號量)，1；Reader: P(W);P(Read); ifreadcount=0thenP(S1);readcount:=readcount+1;V(Read); V(W);readfile；P(Read);readcount:=readcount-1;ifreadcount=0thenV(S1);V(Read);讀者1讀者2寫者1W阻塞隊(duì)列第十頁，共19頁。第十頁，共19頁。Writer:P(Write); ifwritecount=0thenP(W);writecount:=writecount+1;V(Write); P(S1);writefile；V(S1);P(Write);writecount:=writecount-1;ifwritecount=0thenV(W);V(Write);全局變量：readcount(讀者數(shù))，0，writecount(寫者數(shù))，0信號量：S1(資源數(shù)據(jù)區(qū))，1； Read(臨界資源readcount)，1；Write(臨界資源writecount)，1 W(寫信號量)，1；R(讀信號量)，1Reader: P(W);P(Read); ifreadcount=0thenP(S1);readcount:=readcount+1;V(Read); V(W);readfile；P(Read);readcount:=readcount-1;ifreadcount=0thenV(S1);V(Read);P(R);V(R);第十一頁，共19頁。第十一頁，共19頁。P(wait)、V(signal)操作(2)如圖，試用信號量實(shí)現(xiàn)這7個(gè)進(jìn)程的同步：要求詳細(xì)解釋為進(jìn)程圖設(shè)置的每一個(gè)同步信號量的具體涵義及初值，然后為進(jìn)程圖中的每一個(gè)進(jìn)程設(shè)計(jì)P、V操作；

P1P2P5P6P3P4P7第十二頁，共19頁。第十二頁，共19頁。P(wait)、V(signal)操作(3)用P、V操作解決下圖之同步問題：get進(jìn)程負(fù)責(zé)往雙緩沖區(qū)S中輸入數(shù)據(jù)，copy進(jìn)程負(fù)責(zé)將雙緩沖區(qū)S中的數(shù)據(jù)復(fù)制到雙緩沖區(qū)T，put進(jìn)程負(fù)責(zé)從雙緩中區(qū)T中取出數(shù)據(jù)用于處理。提示：雙緩沖區(qū)，代表有兩個(gè)緩沖區(qū)，可以存儲兩個(gè)數(shù)據(jù)copyputSTget第十三頁，共19頁。第十三頁，共19頁。四個(gè)進(jìn)程A、B、C、D都要讀一個(gè)共享文件F，系統(tǒng)允許多個(gè)進(jìn)程同時(shí)讀文件F，但限制是：進(jìn)程A和C不能同時(shí)讀文件F，進(jìn)程B和D也不能同時(shí)讀文件F。請回答下面的問題：(1)應(yīng)定義的信號量及初值：(2)在程序中填上適當(dāng)?shù)腜、V操作，以保證它們能正確并發(fā)工作：A()B()C()D(){{{{[1];[3];[5];[7];readF;readF;readF;readF;[2];[4];[6];[8];}}}}P(wait)、V(signal)操作(4)第十四頁，共19頁。第十四頁，共19頁。P(wait)、V(signal)操作(5)桌上有一空盤，最多允許放一只水果。爸爸可向盤中放一個(gè)蘋果，媽媽可向盤中放一個(gè)桔子，兒子專等吃盤中的桔子，女兒專等吃蘋果。試用P、V操作實(shí)現(xiàn)爸爸、媽媽、兒子、女兒四個(gè)并發(fā)進(jìn)程的同步。第十五頁，共19頁。第十五頁，共19頁。5.設(shè)有n個(gè)進(jìn)程共享一互斥段對如下兩種情況1)每次只允許一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入互斥段；2)最多允許M個(gè)進(jìn)程(M<N)同時(shí)進(jìn)入互斥段；所采用信號量是否相同？信號量值的變化范圍如何？第十六頁，共19頁。第十六頁，共19頁。P(Wait)、V(Signal)操作動物園的飼養(yǎng)員喂黑熊，飼養(yǎng)員蘋果到盆中，黑熊從盆中抓走蘋果吃掉，盆中只能放一個(gè)蘋果。分別用飼養(yǎng)員進(jìn)程、黑熊進(jìn)程模擬飼養(yǎng)員喂黑熊的過程，請用P、V操作（即wait和signal）利用信號量機(jī)制實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)進(jìn)程同步第十七頁，共19頁。第十七頁，共19頁。P(wait)、V(signal)操作如圖所示，四個(gè)進(jìn)程和四個(gè)信箱，進(jìn)程間借助相鄰信箱傳遞消息，即Pi每次從Mi中取一條消息，經(jīng)加工后送入Mi+1，其中Mi(i=0~3)分別可存放3，3，2，2個(gè)消息。初始狀態(tài)下，M0裝了3條消息，其余為空。試以P、V操作為工具，寫出Pi(i=0~3)的同步工作算法。