2024 408 真题解答

🧑‍💻 作者: 一可爱小白兔

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⏱️ 更新于: 2026-01-09

问题描述

计算机系统中的进程之间往往需要相互协作以完成一个任务，在某网络系统中缓冲区 B 用于存放一个数据分组，对 B 的操作有 C1、C2 和 C3。
C1 将一个数据分组写入 B 中，C2 从 B 中读出一个数据分组，C3 对 B 中的数据分组进行修改。 要求 B 为空时才能执行 C1，B 非空时才能执行 C2 和 C3。 请回答下列问题:
（1）假设进程 P1 和 P2 均需执行 C1，实现 C1 的代码是否为临界区？为什么？
（2）假设 B 初始为空，进程 P1 执行 C1 一次，进程 P2 执行 C2 一次。
请定义尽可能少的信号量。并用 wait()，signal() 操作描述进程 P1、P2 之间的同步或互斥关系，说明所用信号量的作用及初值。
（3）假设 B 初始不为空，进程 P1 和 P2 各执行 C3 一次，请定义尽可能少的信号量。 并用 wait()、signal() 操作描述进程 P1 和 P2 之间的同步或互斥关系，说明所用信号量的作用及初值。

答案

(1) 是的，实现 C1 的代码可以被视为临界区。临界区是指在并发编程中，当多个进程同时访问和修改共享数据时，必须进行互斥访问的代码区域。
(2)

semaphore full = 0;  // 同步信号量，表示缓冲区B中数据分组的数量，初值为0

cobegin
P1(){
    执行C1;
    singnal(full);  // 缓冲区中数据分组数量加1
}
P2(){
    wait(full);     // 缓冲区中数据分组数量减1
    执行C;
}
coend

📌📌 为什么可以省略 `mutex` ?

当其他同步机制已经天然提供了互斥性时，就可以省略 mutex ，如本题的单缓冲区的生产者-消费者问题

(3)

semaphore mutex = 1;  // 互斥信号量，表示缓冲区B的互斥访问，初值为1

cobegin
Pi(){
    wait(mutex);
    执行C3;
    signal(mutex);
}
coend