湖南大学操作系统作业

操作系统第二次作业第七章Considerthedeadlocksituationthatcouldoccurinthedining-philosophersproblemwhenthephilosophersobtainthechopsticksoneatatime.Discusshowthefournecessaryconditionsfordeadlockindeedholdinthissetting.Discusshowdeadlockscouldbeavoidedbyeliminatinganyoneofthefourconditions.考虑哲学家进餐问题中可能出现死锁的情况，即当哲学家一次拿一只筷子时，讨论4个死锁必要条件的存在性，讨论如何通过避免四种情况之一来消除死锁答死锁的4个必要条件为：互斥、占有等待、非抢占、循环等待考虑互斥性，A哲学家拿了筷子C1后该C1筷子在未被释放资源前无法被其他哲学家B实现。哲学家必须先占有左手筷子C2，而C2可能为其他哲学家所占有。这个问题可以通过设置哲学家在申请更多筷子筷子，即预先静态分配。哲学家占有筷子C1时不能被B哲学家抢占。这个问题其现已拥有的筷子均可被抢占，即自己剥夺自己。考虑循环等待，出现循环等待的可能性为：每个哲学家同时只拥有左手请顺序由低到高来实现。Considerasystemconsistingoffourresourcesofthesametypethataresharedbythreeprocesses,eachofwhichneedsatmosttwothatthesystemisdeadlock-free.考虑一个由4个共享进程，每个需要2个该资源的系统，试证明这个系统不会出现死锁答：这个问题比较简单，“抽屉原理”表明，4个资源分配给3个进程，则至少有一个进程分配到2会释放已分配的24个资源分配给2个进程，不会出现死锁。Considerasystemconsistingofmresourcesofthesametype,beingsharedbynprocesses.Resourcescanberequestedandreleasedbyprocessesonlyoneatatime.Showthatthesystemisdeadlockfreeifthefollowingtwoconditionshold:a.Themaximumneedofeachprocessisbetween1andmresourcesb.Thesumofallmaximumneedsislessthanm+n考虑一个系统由m个同种资源被n个进程共享，某一资源一次只能被请求或释放，证明这个系统如满足下面2个条件则不会死锁A每个进程最大需求资源为1-m之间B最大资源需求之和<m+n答：每个进程占有资源Allocation[]并申请资源Need[]，如果发生了死锁，说明m个资源全部被分配，即而由题设，而Max[i]=Allocation[i]+Need[i]，这说明，即这说明nNeed[i]=0，释放资源的数目为1~m果再在某时刻出现的情况，一样可以通过这个过程推导，得到某进程不再需要申请资源，进而说明该系统不会死锁。Considerthedining-philosophersproblemwherethechopsticksareplacedatthecenterofthetableandanytwoofthemcouldbeusedbyaphilosopher.Assumethatrequestsforchopsticksaremadeoneatatime.Describeasimplerulefordeterminingwhetheraparticularrequestcouldbesatisfiedwithoutcausingdeadlockgiventhecurrentallocationofchopstickstophilosophers.考虑哲学家进餐问题，如果所有筷子放在桌子中间，且一个哲学家可以用任意两只筷子，假设一次只能请求一只筷子。描述一个简单的规则来确定在当前哲学家进餐的筷子分配情况下，是否一个特殊请求可以在不会触发死锁的情况下完成答：这个题目的描述很模糊…子的时候，判断两个条件条件有并等待）条件2：是否桌上只剩一根筷子子只能分配给申请第二根筷子的哲学家，而不能分配给申请第一根筷子的哲学家）如果以上两个条件均为是，则不给该哲学家分配筷子，否则，分配给该哲学家筷子Considerthefollowingsnapshotofasystem:AllocationABCDAnswerthefollowingquestionsusingthebanker’salgorithm:a.WhatisthecontentofthematrixNeedb.Isthesysteminasafestatec.IfarequestfromprocessP1arrivesfor(0,4,2,0),cantherequestbegrantedimmediately使用银行家算法回答下列问题ANeed矩阵的内容B这是个安全状态的系统吗CP1的某个请求需要[0420],这个需求能立即被满足吗答：（A）Need矩阵的内容，公式为Need[i]=Max[i]-Allocation[i]，所以把Max矩阵和Allocation矩阵各项对应相减即可得到Need矩阵的内容。（B）安全状态判断：首先设置所有进程finish=false，从第一个finish=falseNeed矩阵全小于等于Available矩阵，则说明该进程可以得到资源分配，系统可以将资源分配给该进程并等待进程结束释放资源，同样将其Allocation加到Available矩阵上。将该进程finish设置为true。下面开始分析：P0Need矩阵全为finish设置为Allocation加到AvailableAvailable矩阵为[1532]P1进程，Need矩阵不小于Available矩阵，故不分配资源，考虑下一进程P2进程，其need矩阵全小于等于Available矩阵，将该进程finish设置为Allocation加到AvailableAvailable矩阵为[2886]下面两种策略均可：一是从头循环，第二种是继续按顺序判断，我在此处采取第二种。P3进程，其need矩阵全小于等于Available矩阵，将该进程finish设置为Allocation加到AvailableAvailable矩阵为[214118]P4进程，其need矩阵全小于等于Available矩阵，将该进程finish设置为Allocation加到AvailableAvailable矩阵为[2141212]P1进程，其need矩阵全小于等于Available矩阵，将该进程finish设置为Allocation加到AvailableAvailable矩阵为[3141212]最终所有进程的finish均为true，说明系统安全（C）资源请求算法：如果request[i]<need[i]，再判断request[i]<avaiable，如果可以的话，更新矩阵的值为：Available-=request[i]allocation[i]+=request[i]，need[i]-=request[i]，然后再重新进行一次安全性判断，如果仍安全，说明可以立即分配，反之则不能立即分配request下面用这种方法来判断能否立即分配给request首先request[1]<need[1]，且request[1]<avaiable，分配给P1资源，并修正矩阵值当前available=[1100],need[1]=[1330],allocation[1]=[1420]下面按B的方法判断当前安全性首先选need矩阵全小于等于Availablefinish设置为Allocation加到AvailableAvailable矩阵为[1112]P1need矩阵全小于等于Available矩阵，将该进程finish设置为Allocation加到Available矩阵上，此时Available矩阵为[2466]选择P3，其need矩阵全小于等于Available矩阵，将该进程finish设置为Allocation加到AvailableAvailable矩阵为[21098]选择P4，其need矩阵全小于等于Av