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  3. 进程PA不断地向管道写数据，进程PB从管道中读数据并加工处理，如图5-1所示。如果采用P、V操作来实现进程PA和PB的管道通信，并且保证这两个进程并发执行的正确性，则至少需要(2)。

进程PA不断地向管道写数据，进程PB从管道中读数据并加工处理，如图5-1所示。如果采用P、V操作来实现进程PA和PB的管道通信，并且保证这两个进程并发执行的正确性，则至少需要(2)。

admin2009-05-15  50
问题 进程PA不断地向管道写数据，进程PB从管道中读数据并加工处理，如图5-1所示。如果采用P、V操作来实现进程PA和PB的管道通信，并且保证这两个进程并发执行的正确性，则至少需要(2)。
选项 A、1个信号量，信号量的初值是0
B、2个信号量，信号量的初值是0、1
C、3个信号量，信号量的初值是0、0、1
D、4个信号量，信号量的初值是0、0、1、1
答案B
解析 在单处理机中，由于多道程序的存在，即系统要对多个进程进行管理，而不可避免地涉及到并发控制。而进程间的互斥和同步是并发控制的有效手段。不允许两个以上的共享某资源的并发进程同时进入临界区称为互斥。此处，所谓的临界区是指每个进程中访问临界资源(临界资源是指公用数据，公用硬件或软件资源等)的那段程序代码。进程同步是指一组并发进程因直接制约而互相发送消息进行互相合作、互相等待，使得各进程按一定的速度执行的过程。
    在操作系统中，主要通过信号量和P、V原语来实现进程的同步和互斥。信号量sem是一个整数，在sem大于等于零时表示可供并发进程使用的资源实体数；sem小于零时，其绝对值表示正在等待使用临界区的进程数。
   P原语的主要操作是：
   (1)sem减1；
   (2)若sem减1后仍大于或等于零，则该进程继续执行：
   (3)若sem减1后小于零，则该进程被阻塞，在相应队列中排队，然后转向系统的进程调度。
   V原语的主要操作是：
   (1)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。
   进程间可以互相传递信息和数据，这称为进程间通信(IPC)。进程的互斥和同步可归结为低级通信(P、V原语可看做是低级通信原语)，一般只传送一个或几个字节的控制信息。操作系统还提供了高级通信机制，高级通信的目的不是为了控制进程的执行速度，而是为了交换信息。高级通信可分为三大类：共享存储器系统、消息传递系统和管道通信系统。
   本题是一个典型的生产者一消费者的问题，其中进程PA和PB分别为生产者与消费者，管道为临界区。
   程序应该设置1个同步信号量S1，当S1=1时说明管道已满，拒绝PA再写入数据：当S1＝0时说明管道为空，拒绝PB再读出数据，管道初始是没有数据的，所以初始值为 S1=0。
   同时，程序还需要设置1个互斥信号量S2，用以保证在同一时刻，只有一个进程访问管道，初始值为S2＝1。首先，当进程PA需要向管道写数据时，执行P操作，S2-1=0，这时，如果PB需要从管道中读数据时，也执行P操作，S2-1=-1，则进程PB阻塞，直到PA写完数据后执行V操作，S2+1=0，唤醒进程PB读取数据。
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