2. 计算机
  3. 阅读下列说明和程序，回答问题1至问题3，将答案填入答题纸的对应栏内。 【说明】 在开发某嵌入式系统时，设计人员根据系统要求，分别编写了如下程序，其中： 【程序1】：实现两个变量的值的互换； 【程序2】：完成某功能的C语言程序；

阅读下列说明和程序，回答问题1至问题3，将答案填入答题纸的对应栏内。 【说明】 在开发某嵌入式系统时，设计人员根据系统要求，分别编写了如下程序，其中： 【程序1】：实现两个变量的值的互换； 【程序2】：完成某功能的C语言程序；

admin2016-05-11  32
问题 阅读下列说明和程序，回答问题1至问题3，将答案填入答题纸的对应栏内。
【说明】
    在开发某嵌入式系统时，设计人员根据系统要求，分别编写了如下程序，其中：
    【程序1】：实现两个变量的值的互换；
    【程序2】：完成某功能的C语言程序；
    【程序3】和【程序4】：是P、V操作的形式化定义，设S为信号量。在多道程序系统中，进程是并发执行的。这些进程间存在着不同的相互制约关系，主要表现为同步和互斥两个方面。信号量是解决进程间同步与互斥的有效方法。
【程序1】
    Void  swap(int  n1，  int  n2)
    {
    int tmp=n1；
    n1=n2；
    n2=tmp；
    }
【程序2】
    #include
    int fun(int n)
    {
int f0=0，  f1=1，  f，  i；
    if(n==0)  return 0；
    if(n==1)  return 1；
    for(i=2；  i＜=n；  i++)
    {
    f=f0+f1；
    f0=f1；
    f1=f；
    }
    return f；
    }
    void main()
    {int n=5；
    printf(”fun(％d)=％d＼n”，n，fun(n))；
    n=7；
    printf(”fun(％d)=％d＼n”，n，fun(n))；
    n=9；
    printf(”fun(％d)=％d＼n”，n，fun(n))；
    }
【程序3】
    P操作的形式化定义：
    P(S)
    {
    (1)  ：
    if  (    (2)    )  {
    阻塞该进程;
    将该进程插入信号量S的等待队列；
      }
    }
【程序4】
    V操作的形式化定义：
    V(S)
    {
    (3)  ；
    if  (    (4)    )  {
    从信号量S的等待队列中取出队首进程；
    将其插入就绪队列；
      }
   }
【问题1】
    执行【程序1】后，没有能够实现两个变量值的交换，为什么?请修改上述函数，实现两个变量值的交换，要求函数无返回值，形式为：void swap(…)。请将答案填写在答题纸中对应的栏目。
【问题2】
    请问【程序2】运行结果是什么?
【问题3】
    请简述什么是临界资源?什么是临界区?
    请完成【程序3】和【程序4】的形式化定义，将应填入(n)处的内容写在答题纸的对应栏中。
选项
答案【问题1】 两个变量不能交换值的原因： 因为函数是传值的，函数形参值的交换，并不影响到实参的值的变化。 正确的函数编写如下(下面只是范例，变量名称不作要求)： void swap(int*pnl， int*pn2) { int tmp=*pn1； *pnl=*pn2； *pn2=tmp； } 【问题2】 第一次输出：fun(5)=5 第二次输出：fun(7)=13 第三次输出：fun(9)=34 【问题3】 临界资源：一次只能使一个进程访问的资源称为临界资源。 临界区：进程中访问临界资源的那段代码称为临界区。 (1) S-- (2) S＜0 (3)S++ (4)S＜=0
解析 本题考查嵌入式C／C++语言编程基础知识。
【问题1】
    函数swap采用值传递，虽然将形参n1和n2交换了，但是并不影响到实参，所以执行【程序1】后，实参变量并没有完成数据交换。将值传递改成指针传递就可以了。
    对应的swap函数应修改如下：
    swap  (int *pn1，  int*pn2)
    {
    int tmp；
    tmp=*pn1；
    *pn1=*pn2；
    *pn2=tmp；
    }
【问题2】
    当n=5时，初始：f0=0，f1=1；
    for循环计算如下：
    i=2：f=0+1=1；f0=1；f1=1
    i=3：f=1+1=2；f0=1；f1=2；
    i=4：f=1+2=3；f0=2；f1=3；
    i=5：f=2+3=5；f0=3；f1=5；
    所以，调用fun(5)，得到返回值5；
    同理，可计算出fun(7)=13；  fun(9)=34。
【问题3】
    在多道程序系统中，进程是并发执行的，这些进程之间存在着不同的相互制约关系。进程之间的这种制约关系来源于并发进程的合作以及对资源的共享。
    进程在运行过程中，一般会与其它进程共享资源，而有些资源的使用具有排他性。系统中的多个进程可以共享系统的各种资源，然而其中许多资源一次只能为一个进程所使用，通常把一次仅允许一个进程使用的资源称为临界资源。许多物理设备都属于临界资源，如打印机、绘图机等。除物理设备外，还有许多变量、数据等都可由若干进程所共享，它们也属于临界资源。
    进程中访问临界资源的那段代码称为临界区，也称为临界段。
    访问临界资源应遵循如下原则：
    ①空闲让进(或有空即进)：当没有进程处于临界区时，可以允许一个请求进入临界区的进程立即进入自己的临界区；
    ②忙则等待(或无空则等)：当已有进程进入其临界区时，其它试图进入临界区的进程必须等待；
    ③有限等待：对要求访问临界资源的进程，应保证能在有限时间内进入自己的临界区；
    ④让权等待：当进程不能进入自己的临界区时，应释放处理机。
    信号量是荷兰著名的计算机科学家Dijkstra于1965年提出的一个同步机制，其基本思想是在多个相互合作的进程之间使用简单的信号来同步。
    在操作系统中，信号量是表示资源的实体，除信号量的初值外，信号量的值仅能由P操作(又称Wait操作)和V操作(又称Signal操作)改变。
    设S为一个信号量，P(S)执行时主要完成：先执行S=S一1；若S≥0则进程继续运行；若S＜0则阻塞改进程，并将它插入该信号量的等待队列中。
    V(S)执行时主要完成：先执行S=s+1；若S＞0则进程继续执行；若S≤0则从该信号量等待队列中移出第一个进程，使其变为就绪状态并插入就绪队列，然后再返回原进程继续执行。
    P、V操作的形式化描述如下：
    P(S)
    {
    S  一一；
    IF(  S＜0  )    {
    阻塞该进程；
    将该进程插入信号量s的等待队列；
    }
   }
    V(S)
    {
    S++：
    IF(  S＜=  0  )  {
    从信号量s的等待队列中取出队首进程；
    将其插入就绪队列；
      }
   }
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