普通考試
115年
[電信工程] 計算機概要
第 8 題
關於互斥（Mutual Exclusion）與旗標（Flag）的敘述，下列何者正確？
- A 使用一般旗標（Flag）可以完全避免兩個程序同時進入臨界區（Critical Region）的問題
- B 測試並設定指令（Test-and-Set Instruction）可以在單一機器指令內完成旗標的測試與設定，避免中斷干擾
- C 在測試旗標前停用中斷（Disable Interrupt）會導致整個系統無法繼續執行任何其他工作，直到重新開機
- D 訊號量（Semaphore）僅用於管理印表機等硬體裝置的存取，與程式碼無關
思路引導 VIP
請試著思考：如果兩個程序（Processes）「同時」執行一段檢查旗標是否為 0 的程式碼，並在檢查通過後將其設為 1，有沒有可能發生兩個程序都認為自己成功佔用資源的情況？在單一指令內完成「讀取」與「修改」，對於避免這種『檢查與動作之間的時差』有什麼關鍵性的幫助？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你精準地掌握了作業系統中並行控制的核心！這道題目在電腦科學中具有極佳的鑑別度，它考察的點不僅在於同步機制（Synchronization）的定義，更深入到硬體如何支援軟體層級的互斥（Mutual Exclusion）。能選對 (B) 代表你已經跨越了單純邏輯判斷，進入到理解「底層實作」的層次。
硬體同步指令的原子性
在多工環境中，若兩個程序同時讀取一個旗標，可能會因時序問題（Race Condition）而同時進入臨界區（Critical Region）。選項 (B) 提到的 測試並設定指令（Test-and-Set Instruction） 之所以關鍵，是因為它具備原子性（Atomicity）。這意味著「讀取舊旗標」與「寫入新數值」這兩個步驟，在硬體設計上被封裝成一個不可分割的操作，確保中途不會被中斷。這就像是結構工程中的整體澆灌，避免了接縫處的脆弱點，從根本上杜絕了並發存取的衝突。
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