操作系统习题及答案三

1、习题三 同步、通信与死锁一、单项选择题1、在单一处理机上，将执行时间有重叠的几个程序称为。A. 顺序程序B.多道程序C.并发程序D.并行程序2、 进程间的根本关系为。A. 相互独立与相互制约B. 同步与互斥C.并行执行与资源共享D.信息传递与信息缓冲3、两个进程合作完成一个任务，在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来信息，或者建立某个条件后再向前执行，这种关系是进程间的关系。A.同步B.互斥C.竞争D.合作4、 在一段时间内，只允许一个进程访问的资源称为。A. 共享资源B. 临界区C. 临界资源D. 共享区5、在操作系统中，对信号量 S的P原语操作定义中，使进程进入相应阻塞队列等待的条件是

2、 。A. S>0B. S=0C. S<0D. S 06、 信号量S的初值为8,在S上执行了 10次P操作，6次V操作后，S的值为。A10B8C6D47、临界区是指 ( ) 。A. 并发进程中用于实现进程互斥的程序段B. 并发进程中用于实现进程同步的程序段C. 并发进程中用户实现进程通信的程序段D. 并发进程中与共享变量有关的程序段8、 以下对线程的描述中,() 是错误的。A.不同的线程可执行相同的程序B线程是资源的分配单位C.线程是调度和执行单位D同一进程中的线程可共享该进程的主存空间9、P, V操作是10、假设 P, V 操作的信号量S 初值为 2,当前值为 -1 ,那么表示有等

3、待进程。A. 0 个 B. 1 个C. 2 个 D. 3 个11、是一种只能进行P 操作和 V 操作的特殊变量12、下面的表达中正确的选项是。A. 操作系统的一个重要概念是进程,因此不同进程所执行的代码也一定不同B. 为了防止发生进程死锁，各进程只能逐个申请资源C操作系统用PCB管理进程，用户进程可以从PCB中读出与本身运行状况有关的信息13、对于两个并发进程，设互斥信号量为mutex，假设mutex=O，那么.C. 表示有一个进程进入临界区，另一个进程等待进入14、发生死锁的必要条件有四个，要防止死锁的发生，可以破坏这四个必要条件，但破坏条件是不太实际的。A 互斥B .不可抢占C.局部分配D

4、 .循环等待15、资源的按序分配策略可以破坏条件。A 互斥使用资源B .占有且等待资源C.非抢夺资源D .循环等待资源16、在丨的情况下，系统出现死锁。A.电脑系统发生了重大故障B.有多个封锁的进程冋时存在C.假设干进程因竞争资源而无休止地相互等待他方释放己占有的资源D 资源数大大小于进程数或进程同时申请的资源数大大超过资源总数17、银行家算法是一种算法。A 死锁解除B 死锁防止C.死锁预防D .死锁检测18、 某系统中有3个并发进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生死锁的最少资源数是。A. 9B. 10C. 11D. 1219、 信箱通信是一种丨通信方式。20、并发进程失去了封闭性是指

5、。A .多个相对独立的进程以各自的速度向前推进B 并发进程的执行结果与速度无关C.并发进程执行时，在不同时刻发生的错误D 并发进程共享变量，其执行结果与速度有关二、填空题1、 假设一个进程已进入临界区，其他欲进入临界区的进程必须 。2、 用P, V操作管理临界区时，任何一个进程在进入临界区之前应调用操作，退出临界区时应调用操作。3、 用信箱实现通信时，应有 和两条根本原语。4、有m个进程共享同一临界资源，假设使用信号量机制实现对临界资源的互斥访问，那么信号量值的变化范围是。5、 死锁产生的必要条件有四个，即 、。6、 银行家算法中，当一个进程提出的资源请求将导致系统从进入时，系统就拒绝它的资源

6、请求。7、 PV操作也可看作为进程间的一种通信方式，由于只交换了少量的信息，故称为。8、 在多线程操作系统中，线程与进程的根本区别在于进程作为单位，而线程是单位。9、 临界区是指并发进程中与 有关的程序段10、 操作系统中信号量的值与 的使用情况有关，它的值仅能由 来改变。三、简答题1、什么是进程的互斥与同步？2、一个进程进入临界区的调度原那么是什么？3、 在操作系统中，P操作和V操作各自的动作是如何定义的？4、 为什么并发进程执行时可能会产生与时间有关的错误？如何防止？5、 为什么说采用有序资源分配法不会产生死锁？四、应用题1、 四个进程 A、B、C、D都要读一个共享文件 F,系统允许多个进

7、程同时读文件 F。但限 制是进程A和进程C不能同时读文件 F，进程B和进程D也不能同时读文件 F。为了使这 四个进程并发执行时能按系统要求使用文件，现用PV操作进行管理，请答复下面的问题：1如何定义信号量及初值；2在以下的程序中填上适当的P、V操作，以保证它们能正确并发工作：进程A进程B进程C进程D1 ；3 ；5；7；read F；readF；readF；read F；2 ；4 ；6；8；2、设有一台电脑，有两条I/O通道，分别接一台卡片输入机和一台打印机。卡片机把一叠卡片逐一输入到缓冲区B1中，加工处理后再搬到缓冲区B2中，并在打印机上打印，问： 系统要设几个进程来完成这个任务？各自的工作是

8、什么？ 这些进程间有什么样的相互制约关系？ 用P、V操作写出这些进程的同步算法。3、生产者-消费者问题表述如下：一组生产者进程和一组消费者进程通过缓冲区发生联系。生产者进程将生产的产品送入缓冲区，消费者进程那么从中取出产品。假定环形缓冲池中共有N个缓冲区，编号为 0N-1。为了描述生产者进程和消费者进程，设指针in和out分别指向生产者进程和消费者进程当前所用的缓冲区(buffer)，初值均为0。1应设置三个信号量实现两类进程的同步，分别是 full、empty和mutex。请说出它们 的含义及初值。2下面是生产者进程的算法描述，请填写相应的P、V操作语句。while (TRUE)；产品送往b

9、uffer in；in= in+1mod N ； /*mod 为取模运算 */3指出生产者进程算法中的临界区是哪一段程序?4、在银行家算法中，假设出现下述资源分配情况：AllocationNeedAvailableP00032001216 2 2P110001750P213542356P303320652P400140656试问：1该状态是否平安？2如果进程P2提出请求Request21, 2，2，2后，系统能否将资源分配给 它？5、桌上有一空盘，允许存放一只水果。爸爸可向盘中放苹果，也可向盘中放桔子，儿子专 等吃盘中的桔子，女儿专等吃盘中的苹果。规定当盘空时一次只能放一只水果供吃者 取用，请

10、用P, V原语实现爸爸、儿子、女儿三个并发进程的同步。6、哲学家甲请哲学家乙、丙、丁到某处讨论问题，约定全体到齐后开始讨论：在讨论的间隙四位哲学家进餐，每人进餐时都需使用刀、叉各一把，餐桌上的布置如图2.9所示。请用信号量及P、V操作说明这四位哲学家的同步、互斥过程。甲刀2叉1答案三 同步、通信与死锁一、单项选择题1、C2、B3、A4、C5、A6、C7、D8、B9、A10、B11、D 12 、 D13、 B14、 A15、 D16、 C17 、B18、 B19、 B20、D二、填空题1、等待2、P、V3、发送、接收4、1 至 (m-1)5、互斥条件、不剥夺条件、局部分配、环路条件6、平安状态、

11、不平安状态7、低级通信8、资源分配、调度和执行单位9、共享变量10、资源、 PV 操作三、简答题 1进程的互斥是指在逻辑上本来完全独立的假设干进程，由于竞争同一个资源而产生的相 互制约关系。进程的同步是进程间共同完成一项任务时直接发生相互作用的关系， 也就是说， 这些具 有伙伴关系的进程在执行时间次序上必须遵循确定的规律。2一进程进入临界区的调度原那么是： 如果有假设干进程要求进入空闲的临界区，一次仅允许一个进程进入。 任何时候， 处于临界区内的进程不可多于一个。 如已有进程进入自己的临界区， 那么其 它所有试图进入临界区的进程必须等待。 进入临界区的进程要在有限时间内退出，以便其它进程能及时

12、进入自己的临界区。 如果进程不能进入自己的临界区，那么应让出CPU，防止进程出现 忙等现象。3 P 操作顺序执行下述两个动作： 信号量的值减 1，即 S=S-1； 如果S>0,那么该进程继续执行；如果Sv 0,那么把该进程的状态置为阻塞态，把相应的PCB连入该信号量队列的末尾， 并放弃处理机，进行等待直至其它进程在 S上执行V操作，把它释放出来为止。V操作顺序执行下述两个动作： S值加1,即S=S+1 ； 如果S>0,那么该进程继续运行；如果sw0,那么释放信号量队列上的第一个 PCB即信号量指针项所指向的 PCB所对应 的进程把阻塞态改为就绪态,执行 V 操作的进程继续运行。4有

13、交往的并发进程可能会同时使用共享资源,如果对这种情况不加控制,由于进程占用 处理器的时间、 执行的速度和外界的影响等, 就会引起与时间有关的错误。 只要使假设干并 发进程的相关临界区互斥执行,就可防止造成这类错误。5.为了便于说明，不妨设系统中有 m类资源，n个进程，分别用 Rl, R2,，Rm 1, 2,，m可看作资源编号和P1, P2,Pn表示。根据有序资源分配法可知，进程申 请资源时必须按照资源编号的升序进行,即任何进程在占有了Ri 类资源后,再申请的资源Rj的编号j 一定大于i。因此在任一时刻，系统中至少存在一个进程Pk，它占有了较高编号的资源Rh，且它继续请求的资源必然是空闲的，因而

14、Pk可以一直向前推进直至完成，当Pk运行完成后即会释放它占有的所有资源；在Pk完成之后，剩下的进程集合中同样会存在一个进程，它占有了较高编号的资源，且它继续请求的资源必然是空闲的，因而它可以一直向前推进直至完成；以此类推，所有进程均可运行完成，故不会发生死锁。四、应用题1解：1定义二个信号量 S1 S2,初值均为1,即：S1=1, S2=1共2分2从1到8分别为：P(S1),V(S1) ,P(S2),V(S2) ,P(S1) , V(S1) , P(S2),V(S2)2、解： 系统可设三个进程来完成这个任务：R进程负责从卡片输入机上读入卡片信息，输入到缓冲区B1中；C进程负责从缓冲区B1中取出

15、信息，进行加工处理，之后将结果送到缓冲区 B2中；P进程负责从缓冲区B2中取出信息，并在打印机上印出。 R进程受C进程影响，B1放满信息后R进程要等待一一等C进程将其中信息全部取走，才能继续读入信息；C进程受R进程和P进程的约束：B1中信息放满后C进程才可从中取出它 们，且B2被取空后C进程才可将加工结果送入其中；P进程受C进程的约束：B2中信息放满后P进程才可从中取出它们，进行打印。 信号量含义及初值：B1full 缓冲区B1满，初值为0；B1empty缓冲区B1空，初值为0;B2full 缓冲区B2满，初值为0;B2empty缓冲区B2空，初值为0；R进程C进程P进程3答:1full表示放

16、有产品的缓冲区数，初值为0；empty表示可供使用的缓冲区数，初值为 N ； mutex为互斥信号量，初值为 1,表示互斥进入临界区。2P empty,P mutex,V mutex,V full3生产者进程算法中的临界区是如下程序段：产品送往buffer in丨；in=(in+1) mod N;/*mod 为取模运算 *4解：利用银行家算法对此时刻的资源分配情况进行分析，可得此时刻的平安性分 析情况：WorkNeedAllocatio nWork+Allocatio nFinishP01622001200321654trueP31654065203321986trueP41986065600

17、1419910trueP1199101750100029910trueP229910235613543 121414true从上述分析中可以看出，此时存在一个平安序列PO, P3, P4, Pl，P2，故该状态是平安的。2P2提出请求Request2(1，2，2，2)，按银行家算法进行检查：.Request2(1, 2, 2, 2) < Need2(2, 3, 5, 6).Request2(1, 2, 2, 2) <Available(1 , 6, 2, 2).试分配并修改相应数据结构，资源分配情况如下：AllocationNeedAvailableP0003200120 400P

18、110001750P225761134P303320652P400140656.再利用平安性算法检查系统是否平安，可用资源Available 0,4,0,0已不能满足任何进程的需要，故系统进入不平安状态，此时系统不能将资源分配给P2。5.解：在此题中，应设置三个信号量S, So, Sa,信号量S表示盘子是否为空，其初值为1;信号量So表示盘中是否有桔子，其初值为0;信号量Sa表示盘中是否有苹果，其初值为0。同步描述如下：int S=1 ;int So=0 ;int Sa=0;main丨tcobegi nfather丨；son 丨;daughter丨；coe ndfather()while(1)P(S)； 将水果放入盘中：If (放入的是