软件设计师知识点：前趋图、信号量与PV操作
一、前趋图
1. 组成：前趋图是一个有向无循环图，由节点和有向线段组成，节点表示进程或程序段，有向线段表示节点间的前趋关系
2. 表示：两程序段 Pi 和 Pj 的前趋关系表示为 Pi → Pj ，其中 Pi 是Pj 的前趋， Pj 是 Pi 的后继， 含义是 Pi 执行完毕才能由 Pj 执行
二、信号量与PV操作
1. 同步、互斥、临界资源、临界区
(1) 临界资源：各进程采取互斥的方式，实现共享的资源称作临界资源
(2)临界区：每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区，临界区中的临界资源同一时间只能由一个进程(线程)访问
(3)互斥：互斥是进程(线程)之间的间接制约关系。当一个进程(线程)进入临界区使用临界资源时，另一个进程(线程)必须等待。只有当
使用临界资源的进程退出临界区后，这个进程(线程)才会解除阻塞状态
(4)同步：同步是进程(线程)之间的直接的制约关系。相互合作的进程(线程)需要在某些确定点上协调他们的工作，当一个进程(线程)
达到这些点后，除非另一个进程(线程)已经完成某些操作，否则只能等待这些操作结束
2、信号量：信号量(semaphore)的数据结构为一个值和一个指针，指针指向等待该信号量的下一个进程，值与相应资源的使用情况有关。
(1)值 S ≥ 0：表示某资源的可用数
(2)值 S < 0：其绝对值表示阻塞队列中等待该资源的进程数
3、P 操作定义：S := S - 1 ，将信号量 S 的值减一
(1)若 S ≥ 0，则执行 P 操作的进程继续执行
(2)若 S < 0，则置该进程为阻塞状态，并将其插入阻塞队列中
4、V 操作定义：S := S + 1，将信号量 S 的值加一
(1)若 S > 0，则执行 V 操作的进程继续执行
(2)若 S ≤ 0，则从阻塞状态唤醒一个进程，并将其插入就绪队列，执行 V 操作的进程继续执行
练习题：
进程P1、P2、P3、P4和P5的前趋图如下图所示：
若用PV操作控制进程P1、P2、P3、P4和P5并发执行的过程，则需要设置5个信号S1、S2、S3、S4和S5，且信号量S1～S5的初值都等于零。下图中a和b处应分别填(1);c和d处应分别填写(2);e和f处应分别填写(3)。
(1)A.V(S1)P(S2)和V(S3)
B.P(S1)V(S2)和V(S3)
C.V(S1)V(S2)和V(S3)
D.P(S1)P(S2)和V(S3)
(2)A.P(S2)和P(S4)
B.P(S2)和V(S4)
C.V(S2)和P(S4)
D.V(S2)和V(S4)
(3)A.P(S4)和V(S4)V(S5)
B.V(S5)和P(S4)P(S5)
C.V(S3)和V(S4)V(S5)
D.P(S3)和P(S4)V(P5)
参考答案：C、B、B
