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进程P1、P2、P3、P4和P5的前趋图如下:

高级系统架构设计师,押题密卷,2021年《系统架构设计师》上午押题密卷

若用PV操作控制进程P1~P5并发执行的过程,则需要设置6个信号S1、S2、S3、S4、S5和S6,且信号量S1-S6的初值都等于零。下图中a和b处应分别填写( );c和d处应分别填写( ),e和f处应分别填写(请作答此空)。

高级系统架构设计师,押题密卷,2021年《系统架构设计师》上午押题密卷

  • A.P(S3)P(S4)和V(S5)V(S6)
  • B.V(S5)V(S6)和P(S5)P(S6)
  • C.P(S2)P(S5)和P(S4)P(S6)
  • D.P(S4)V(S5)和P(S5)V(S6)

正确答案及解析

正确答案
C
解析

本题主要考查用PV操作控制进程的并发执行。首先我们需要弄清楚前驱图中给出的各进制的执行顺序。从图中我们不难看出进程P1和P2没有前驱,也就是可以首先并发执行,而进程P3的前驱是P1和P2,P4的前驱是P1和P3,P5的前驱是P2和P3。那么怎么理解前驱呢?其实前驱就是指只有在前驱进程完成后,该进程才能开始执行。

在本题的前驱图中我们不难看出,有6条路径,分别是P1->P3,P1->P4,P2->P3,P2->P5,P3->P4,P3->P5。而且题目也告诉我们分别有6初值为0个信号量(S1-S6),要我们用PV操作来控制进程P1~P5的并发执行。这里我们就需要清楚P与V这两种操作。

P原语的主要操作是:

(1)信号量(sem)减1;   

(2)若相减结果大于等于零,则进程继续执行;   

(3)若相减结果小于零,则阻塞一个在该信号量上的进程,然后再返回原进程继续执行或转进程调度。

V原语的主要操作是:   

(1)信号量(sem)加1;   

(2)若相加结果大于零,则进程继续执行;   

(3)若相加结果小于或等于零,则唤醒一阻塞在该信号量上的进程,然后再返回原进程继续执行或转进程调度。

总而言之,进行P操作的主要目的是阻塞某信号量上的进程,而进行V操作的主要目的是唤醒某信号量上的进程。

下面我们具体来求解这个题目。a空处,是在进程P1执行完成以后,那么根据题目的前驱图我们可以知道,这个时候它应该唤醒它的后继进程P3和P4,因此需要执行两个V操作,同样的道路,b空处也需要执行两个V操作,因此可以知道第一空答案选C。

至于C空处,它是在进程P3执行前进行的处理。根据前驱的意义,我们可以知道执行P3要在P1和P2完成后,因此这个时候,它首先需要判断P1和P2进程是否完成,如何它们完成的话,会分别执行唤醒P3的V操作(换句话说就是会给相应的信号量进行加1操作),那么这个时候我们也可以通过同样的信号量来判断,即对相应的信号量进行减1操作,判断它是否大于0,如果大于等于0,则执行P3。从题目给出的答案来看,这两个信号量应该分别是S1和S3。那么执行完P3后,它也需要唤醒它的后继进程P4和P5,因此需要执行两个V操作,因此D空处应该是两个V操作。综上所述,我们可以知道第二空的答案选B。

分析到这里后,第三空的答案应该就很明显了,P4和P5进程在执行前,都需要做与P3进程执行前一样的判断,因此都需要进行两个P操作。所以本题答案选C。

其实做这类题也不难,首先需要我们对PV操作要有一个透彻的理解,另外就是能分析出题目执行的逻辑关系。

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