操縱系統(tǒng)第二章深刻復(fù)知識題

1、操作系統(tǒng)第二章復(fù)習題一、選擇最合適的答案1. 用 P、V 操作管理臨界區(qū)時，信號量的初值一般應(yīng)定義為（ C ）。A. -B.O C.1D.任意值2. 有 m 個進程共享同一臨界資源，若使用信號量機制實現(xiàn)對一臨界資源的互斥訪問，則信號量的變化范 圍是（ A ）。A. 1 至-m-1）B.1 至 m-1C.1 至nD.1 至 m3. 在下面的敘述中，正確的是（ C ）。A. 臨界資源是非共享資源B.臨界資源是任意共享資源C.臨界資源是互斥共享資源D.臨界資源是同時共享資源4. 對進程間互斥地使用臨界資源，進程可以（ D ）A.互斥地進入臨界區(qū)B.互斥地進入各自的臨界區(qū)C.互斥地進入同一臨界區(qū)D.互

2、斥地進入各自的同類資源的臨界區(qū)5. 設(shè)兩個進程共用一個臨界資源的互斥信號量 mutex，當mutex = 1時表示（B ）。A. 一個進程進入了臨界區(qū)，另一個進程等待B. 沒有一個進程進入臨界區(qū)C. 兩個進程都進入了臨界區(qū)D. 兩個進程都在等待6. 設(shè)兩個進程共用一個臨界資源的互斥信號量 mutex，當mutex = -1時表示（A ）。A. 一個進程進入了臨界區(qū)，另一個進程等待B. 沒有一個進程進入臨界區(qū)C. 兩個進程都進入了臨界區(qū)D. 兩個進程都在等待7. 當一進程因在記錄型信號量 S上執(zhí)行P（S）操作而被阻塞后，S的值為（B ）。A. 0 B.0 B.2 ）,且當前處理機沒有執(zhí)行進程調(diào)度

3、程序，下述情況哪些 可能發(fā)生（ BCD ）。A. 沒有運行的進程，有2個進程處于就緒狀態(tài)，n個進程處于等待狀態(tài)。B. 個進程處于運行狀態(tài)，n-1個進程處于等待狀態(tài)。C. 一個進程處于運行狀態(tài)， 1 個進程處于就緒狀態(tài)， n-2 個進程處于等待狀態(tài)。D. 一個進程處于運行狀態(tài)， n-1 個進程處于就緒狀態(tài)，沒有進程處于等待狀態(tài)三、判斷正誤，錯誤的簡要說明理由1 . 一個臨界資源可以對應(yīng)多個臨界區(qū)。（話2互斥地使用臨界資源是通過互斥地進入臨界區(qū)實現(xiàn)的。（X）表達不確切，應(yīng)該是互斥的進入同類臨界區(qū)。3同步信號量的初值一般為 1。 （X） 互斥信號量的初值一般為 1；而同步信號量的初值應(yīng)視具體情況而定

4、。4. 生產(chǎn)者一消費者問題是一個既有同步又有互斥的問題。（V）5. 進程A、B共享變量x，需要互斥執(zhí)行；進程B、C共享變量y , B、C也需要互斥執(zhí)行，因此，進程A、C必須互斥執(zhí)行。（X）不具有傳遞性。6. 單道程序系統(tǒng)中程序的執(zhí)行也需要同步和互斥。（X）單道程序系統(tǒng)不具有并發(fā)性，因此不需要同步和互斥。7. P、 V 操作都是原語操作。 （ V ）8. 進程執(zhí)行的相對速度不能由進程自己來控制。 （ V ）9. 利用信號量的 P、 V 操作可以交換大量信息。 （ X ）10. 同步是指并發(fā)進程之間存在的一種制約關(guān)系。 （ V ）11. 一般來說，用戶進程的 PCB 存放在用戶區(qū)，系統(tǒng)進程的 PC

5、B 存放在操作系統(tǒng)系統(tǒng)區(qū)。 （ X ）12. 進程可以由程序、數(shù)據(jù)和進程控制塊描述。 （ V）13. 進程是程序在一個數(shù)據(jù)集合上的過程，它是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的一個獨立單位。（V）。四、填空題1 、在操作系統(tǒng)中引入線程概念的主要目的是 （縮短系統(tǒng)切換的時空開銷，提高程序執(zhí)行并發(fā)度 ）。2、引入了線程的操作系統(tǒng)中，資源分配的基本單位是（進程）， CPU 分配的基本單位是（線程） 。3 、進程的基本狀態(tài)由執(zhí)行、 （就緒）、（阻塞）。4、進程的基本特征是（ 動態(tài)性）、（并發(fā)性）、（獨立性）、（異步性）、（結(jié)構(gòu)特征）。5、信號量的物理意義是當信號量值大于 0 時表示（系統(tǒng)當前可用資源數(shù)目） ；當信

6、號量值小于 0 時，其 絕對值為（因請求該資源而被阻塞的進程數(shù)目） 。6、進程由（程序段）、（數(shù)據(jù)段）、（PCB）三部分組成。7、 進程是一個程序?qū)δ硞€數(shù)據(jù)集的（一次執(zhí)行過程） 。8、 若一個進程已進入臨界區(qū)，其他欲進入臨界區(qū)的進程必須（等待）。9、 程序并發(fā)執(zhí)行與順序執(zhí)行時相比產(chǎn)生了一些新特征，分別是（間斷性）、（失去封閉性）、（不可再性）。10、采用用戶級線程的系統(tǒng)中，處理器調(diào)度的對象是（進程） ；采用內(nèi)核支持的線程系統(tǒng)中，處理器調(diào)度的 對象是（線程）。11、高級通信方式分為三大類：（共享存儲器系統(tǒng)）、（消息傳遞系統(tǒng)）、（管道通信系統(tǒng)）。12 、在一個多道程序系統(tǒng)中，進程之間存在著不同關(guān)系

7、可以劃分為兩大類：其中（同步）指進程間存在一 定的邏輯關(guān)系，需要在執(zhí)行次序上協(xié)調(diào)； （互斥）指進程間在使用共享資源方面的約束關(guān)系。解決上述兩個 問題的一種常用的方法是（信號量機制） 。五、簡答題1 、 在操作系統(tǒng)中為什么要引入進程概念？ P37 答：因為在多道程序環(huán)境下，程序的執(zhí)行屬于并發(fā)執(zhí)行?？墒桥c此同時，他們將失去其封閉性，并具有間 斷性及不可再現(xiàn)性的特征。這決定了通常的程序是不能參與并發(fā)執(zhí)行。為了使程序能并發(fā)執(zhí)行，且為了對 并發(fā)執(zhí)行的程序加以描述和控制，人們引入了 進程的概念2、試說明PCB的作用。P41答： OS調(diào)度進程的主要數(shù)據(jù)，依據(jù)記錄進程的有關(guān)信息，供系統(tǒng)對進程進行控制，標志進程

8、的存在3、 試從調(diào)度性、并發(fā)性、擁有資源及系統(tǒng)開銷 4個方面對進程和線程進行比較。P73答：A.在引進線程的OS中，把線程作為獨立跳讀和分派的基本單位，而把進程作為資源擁有的基本單位。B. 在引進線程的OS中，不僅進程間可并發(fā)執(zhí)行，而且同一進程的多個線程亦可并發(fā)執(zhí)行，因而使OS具有更好的并發(fā)性。C. 進程始終是資源的一個獨立單位，而線程自己不擁有系統(tǒng)資源，但是它可以訪問其隸屬進程的資源。D. 在創(chuàng)建、撤銷和切換進程方面，進程開銷遠大于線程。4、同步機構(gòu)應(yīng)遵循哪些基本準則？ P50答：A.空閑讓進B.忙著等待C.有限等待D.讓權(quán)等待5、線程具有哪些屬性？ P73-74答：A.輕型實體B.獨立調(diào)度

9、和分派的基本單位 C可并發(fā)執(zhí)行D共享進程資源六、解答題1 某車站售票廳，任何時刻最多可容納 20名購票者進入，當售票廳中少于 20購票者時，則廳外的購票 者可立即進入，否則需在外面等待。若把一個購票者看作一個進程，請回答下列問題：(1) 用P、V操作管理這些并發(fā)進程時，應(yīng)怎樣定義信號量？寫出信號量的初值以及信號量各種取值的含 義。(2) 根據(jù)所定義的信號量，把應(yīng)執(zhí)行的 P、V操作填入下述程序中，以保證進程能夠正確地并發(fā)執(zhí)行。COBEGIN PROCESS Pi(i=1,2,)Beg in進入售票廳;購票;退出；End ;COEND(3) 若欲購票者最多為n個人，寫出信號量可能的變化范圍(最大值

10、和最小值)。解：售票廳問題：定義一信號量S，初始值為20。S0 S的值表示可繼續(xù)進入售票廳的人數(shù)S=0表示售票廳中已有20名顧客S0|S|的值為等待進入售票廳中的人數(shù)(2)上線為P(S)下線為V(S)S的最大值為20，S的最小值為20-N，N為某一時刻需要進入售票廳的最大人數(shù)。2 .進程之間存在哪幾種相互制約關(guān)系？各是什么原因引起的？下列活動分別屬于哪種制約關(guān)系？(1) 若干同學去圖書館借書；(2) 兩隊舉行籃球比賽；(3) 流水線生產(chǎn)的各道工序；(4 )商品生產(chǎn)和社會消費。解：進程間存在著2種相互制約的關(guān)系：直接制約關(guān)系(即同步問題)和間接制約關(guān)系(即互斥問題) 。同 步問題是存在邏輯關(guān)系的

11、進程之間相互等待所產(chǎn)生的制約關(guān)系，互斥問題是相互無邏輯關(guān)系的進程間競爭 使用相同資源所發(fā)生的制約關(guān)系。(1)屬于互斥關(guān)系，因為書的個數(shù)是有限的，一本書只能借給一個同學；屬于互斥關(guān)系，籃球只有一個，兩隊都要爭奪;(3) 屬于同步關(guān)系，各道工序的開始都依賴前道工序的完成；(4) 屬于同步關(guān)系，商品沒生產(chǎn)出來，消費無法進行，商品未消費完，生產(chǎn)也無須進行。3設(shè)有兩個優(yōu)先級相同的進程 P1 和 P2 如下。信號量 S1 和 S2 的初值均為 0，試問 P1 、P2 并發(fā)執(zhí)行結(jié)束后， x=? ，y=? ， z=?進程 P1 進程 P2y:=1;x:=1;y:=y+2;x:=x+1;V(S1);P(S1);

12、z:=y+1;x:=x+y;P(S2) ；V(S2) ；y:=z+y;z:=x+z;解：因為 P1 和 P2 是兩個并發(fā)進程，所以進程調(diào)度程序調(diào)度 P1 和 P2 的順序是不確定的這里不妨假設(shè)P1先執(zhí)行。進程P1執(zhí)行到語句P(S2)時，S2 = -1，進程P1阻塞。此時，y=3 , z=4。當進 程調(diào)度程序調(diào)度到進程P2時，由于進程P1已執(zhí)行了 V(S1)，進程P2在執(zhí)行P(S1)時并未阻塞而繼續(xù)執(zhí)行， 當執(zhí)行到V(S2)時，將P1喚醒，分成兩種情況：(1)然后執(zhí)行 P2 最后一個語句 z:=x+z ，此時 x=5 ， z=9 。當進程 P1 再次被調(diào)度時，繼續(xù)執(zhí)行 P1 的最 后一個語句，此

13、時 y=12, 最終結(jié)果是： x=5 ， y=12 ， z=9 。(2)如果當P2進程執(zhí)行到V(S2)時，將P1喚醒，然后P2進程被中斷，此時x=5，y=3,z=4。P1進程 開始執(zhí)行然后執(zhí)行最后一個語句 y:=z+y ，此時 x=5 ， y=7,z=4 。然后 P2 進程被調(diào)度，執(zhí)行 z:=x+z ，此時 x=5 ， y=7 ， z=9 。如果 P2 先執(zhí)行，則執(zhí)行結(jié)果與上面相同。4.桌上有一空盤，只允許存放一個水果。爸爸可向盤中放蘋果，也可向盤中放桔子。兒子專等吃盤中的桔P、V 原語實現(xiàn)爸爸、子，女兒專等吃盤中的蘋果。規(guī)定當盤中空時一次只能放一只水果供吃者取用，請用 兒子、女兒三個并發(fā)進程的同步。分析在本題中，爸爸、兒子、女兒共用一個盤子，且盤中一次只能放一個水果。當盤子為空時，爸爸可將 一個水果放入果盤中。若放入果盤中的是蘋果，則允許女兒吃，兒子必須等待；若放入果盤中的是桔子， 則允許兒子吃，女兒必須等待。本題實際上是生產(chǎn)者 -消費者問題的一種變形。這里，生產(chǎn)者放入緩沖區(qū)的 產(chǎn)品有兩類，消費者也有兩類，每類消費者只消費其中固定的一類產(chǎn)品。解在本題中，應(yīng)設(shè)置三個信號量 S、So、Sa,信號量S表示盤子是否為空，其初值為1 ;信號量So表示 盤中是否有桔子，其初值為 0；信號量 Sa 表示盤中是否有蘋果，其初值為 0。father()while(