操作系統(tǒng)第二章復(fù)習(xí)題-答案

1、操作系統(tǒng)第二章復(fù)習(xí)題一、選擇最合適的答案1. 用P、 V 操作管理臨界區(qū)時(shí)，信號(hào)量的初值一般應(yīng)定義為（C ） 。A. - 1D.任意值2. 有 m 個(gè)進(jìn)程共享同一臨界資源，若使用信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)對一臨界資源的互斥訪問，則信號(hào)量的變化范圍是（ A ） 。至-（m-1） 至m-1 至-m 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(shí)共享資源4. 對進(jìn)程間互斥地使用臨界資源，進(jìn)程可以（D ）A. 互斥地進(jìn)入臨界區(qū)B. 互斥地進(jìn)入各自的臨界區(qū)C.互斥地進(jìn)入同一臨界區(qū)D.互斥地進(jìn)入各自的同類資源的臨界區(qū)5

2、.設(shè)兩個(gè)進(jìn)程共用一個(gè)臨界資源的互斥信號(hào)量mutex,當(dāng)mutex= 1時(shí)表示（B ）。A. 一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入了臨界區(qū)，另一個(gè)進(jìn)程等待B.沒有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)C.兩個(gè)進(jìn)程都進(jìn)入了臨界區(qū)D.兩個(gè)進(jìn)程都在等待6.設(shè)兩個(gè)進(jìn)程共用一個(gè)臨界資源的互斥信號(hào)量mutex,當(dāng)mutex=-1時(shí)表示（A ）。A. 一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入了臨界區(qū)，另一個(gè)進(jìn)程等待B.沒有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)C.兩個(gè)進(jìn)程都進(jìn)入了臨界區(qū)D.兩個(gè)進(jìn)程都在等待7 .當(dāng)一進(jìn)程因在記錄型信號(hào)量 S上執(zhí)行P（S）操作而被阻塞后，S的值為（B ）。A.0 B.0 D. 0 B.0 D. 2） , 且當(dāng)前處理機(jī)沒有執(zhí)行進(jìn)程調(diào)度程序，下述情況哪些可能發(fā)生（BCD ）

3、 。A. 沒有運(yùn)行的進(jìn)程，有2 個(gè)進(jìn)程處于就緒狀態(tài)，n 個(gè)進(jìn)程處于等待狀態(tài)。B. 一個(gè)進(jìn)程處于運(yùn)行狀態(tài),n-1個(gè)進(jìn)程處于等待狀態(tài)。C. 一個(gè)進(jìn)程處于運(yùn)行狀態(tài)，1 個(gè)進(jìn)程處于就緒狀態(tài)，n-2 個(gè)進(jìn)程處于等待狀態(tài)。D. 一個(gè)進(jìn)程處于運(yùn)行狀態(tài)，n-1 個(gè)進(jìn)程處于就緒狀態(tài)，沒有進(jìn)程處于等待狀態(tài)三、判斷正誤，錯(cuò)誤的簡要說明理由1 . 一個(gè)臨界資源可以對應(yīng)多個(gè)臨界區(qū)。（V）2 互斥地使用臨界資源是通過互斥地進(jìn)入臨界區(qū)實(shí)現(xiàn)的。（X） 表達(dá)不確切，應(yīng)該是互斥的進(jìn)入同類臨界區(qū)。3 同步信號(hào)量的初值一般為1。 （X）互斥信號(hào)量的初值一般為1；而同步信號(hào)量的初值應(yīng)視具體情況而定。4 .生產(chǎn)者一消費(fèi)者問題是一個(gè)既有同

4、步又有互斥的問題。（V）5 .進(jìn)程A B共享變量x,需要互斥執(zhí)行；進(jìn)程B、C共享變量y, B、C也需要互斥執(zhí)行，因此，進(jìn)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(jìn)程執(zhí)行的相對速度不能由進(jìn)程自己來控制。（V ）9. 利用信號(hào)量的P、 V 操作可以交換大量信息。（ X ）10. 同步是指并發(fā)進(jìn)程之間存在的一種制約關(guān)系。（V ）11. 一般來說，用戶進(jìn)程的PCB存放在用戶區(qū)，系統(tǒng)進(jìn)程的PCB存放在操作系統(tǒng)系統(tǒng)區(qū)。（X ）12. 進(jìn)程可以由程序、數(shù)據(jù)

5、和進(jìn)程控制塊描述。（V ）13. 進(jìn)程是程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上的過程，它是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位。（，）。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(shí)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(jìn)程），CPU分配的基本單位是（線程）。3、 進(jìn)程的基本狀態(tài)由執(zhí)行、（就緒） 、 （阻塞） 。4、 進(jìn)程的基本特征是（動(dòng)態(tài)性） 、 （并發(fā)性）、 （獨(dú)立性）、 （異步性）、 （結(jié)構(gòu)特征）。5、 信號(hào)量的物理意義是當(dāng)信號(hào)量值大于0 時(shí)表示（系統(tǒng)當(dāng)前可用資源數(shù)目）；當(dāng)信號(hào)量值小于0 時(shí)，其絕對值為（因請求該資源而被阻塞的進(jìn)程數(shù)目

6、）。6、進(jìn)程由（程序段）、（數(shù)據(jù)段）、（PCB）三部分組成。7、 進(jìn)程是一個(gè)程序?qū)δ硞€(gè)數(shù)據(jù)集的（一次執(zhí)行過程）。8、 若一個(gè)進(jìn)程已進(jìn)入臨界區(qū)，其他欲進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程必須（等待）。9、 程序并發(fā)執(zhí)行與順序執(zhí)行時(shí)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(jí)線程的系統(tǒng)中，處理器調(diào)度的對象是（進(jìn)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(jí)通信方式分為三大類：（共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)）、 （消息傳遞系統(tǒng)）、 （管道通信系統(tǒng)）。12、 在一個(gè)多道程序系統(tǒng)中，進(jìn)程之間存在著不同關(guān)系可以劃分為兩大類：其中（同步）指進(jìn)程間存在一定的邏輯關(guān)系，需

7、要在執(zhí)行次序上協(xié)調(diào)；（互斥）指進(jìn)程間在使用共享資源方面的約束關(guān)系。解決上述兩個(gè)問題的一種常用的方法是(信號(hào)量機(jī)制)。五、簡答題1、在操作系統(tǒng)中為什么要引入進(jìn)程概念？P37答：因?yàn)樵诙嗟莱绦颦h(huán)境下，程序的執(zhí)行屬于并發(fā)執(zhí)行?？墒桥c此同時(shí)，他們將失去其封閉性，并具有問 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(jìn)程”的概念。2、試說明PCB的作用。P41答： OS調(diào)度進(jìn)程的主要數(shù)據(jù)，依據(jù)記錄進(jìn)程的有關(guān)信息，供系統(tǒng)對進(jìn)程進(jìn)行控制，標(biāo)志進(jìn)程的存在3、試從調(diào)度性、并發(fā)性、擁有資源及系統(tǒng)開銷4個(gè)方面對進(jìn)程和線程進(jìn)

8、行比較。P73答：A.在引進(jìn)線程的OS中，把線程作為獨(dú)立跳讀和分派的基本單位，而把進(jìn)程作為資源擁有的基本單位。B.在引進(jìn)線程的OS中，不僅進(jìn)程間可并發(fā)執(zhí)行，而且同一進(jìn)程的多個(gè)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(jìn)程始終是資源的一個(gè)獨(dú)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(jìn)程的資源。D.在創(chuàng)建、撤銷和切換進(jìn)程方面，進(jìn)程開銷遠(yuǎn)大于線程。4、同步機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循哪些基本準(zhǔn)則？ P50答：A.空閑讓進(jìn)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(shí)體B.獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位 C可并發(fā)執(zhí)行D共享進(jìn)程資源六、解答題1.某車站售票廳，任何

9、時(shí)刻最多可容納 20名購票者進(jìn)入，當(dāng)售票廳中少于 20購票者時(shí)，則廳外的購票 者可立即進(jìn)入，否則需在外面等待。若把一個(gè)購票者看作一個(gè)進(jìn)程，請回答下列問題：(1)用P、V操作管理這些并發(fā)進(jìn)程時(shí)，應(yīng)怎樣定義信號(hào)量？寫出信號(hào)量的初值以及信號(hào)量各種取值的含 義。(2)根據(jù)所定義的信號(hào)量，把應(yīng)執(zhí)行的 P、V操作填入下述程序中，以保證進(jìn)程能夠正確地并發(fā)執(zhí)行。COBEGIN PROCESS Pi(i=1,2,)Begin進(jìn)入售票廳；購票； 退出；End；COEND( 3)若欲購票者最多為n 個(gè)人，寫出信號(hào)量可能的變化范圍(最大值和最小值)。解：售票廳問題：(1)定義一信號(hào)量S,初始值為20。S0 S 的值表

10、示可繼續(xù)進(jìn)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(jìn)入售票廳中的人數(shù)(2) 上線為 P(S) 下線為 V(S)(3)S 的最大值為20， S 的最小值為20-N， N 為某一時(shí)刻需要進(jìn)入售票廳的最大人數(shù)。2 進(jìn)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(dòng)分別屬于哪種制約關(guān)系？( 1)若干同學(xué)去圖書館借書；( 2)兩隊(duì)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(huì)消費(fèi)。解：進(jìn)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)系的進(jìn)程之間相互等待所產(chǎn)生的制約關(guān)系，互斥問題是

11、相互無邏輯關(guān)系的進(jìn)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?yàn)闀膫€(gè)數(shù)是有限的，一本書只能借給一個(gè)同學(xué)；(2) 屬于互斥關(guān)系，籃球只有一個(gè)，兩隊(duì)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(fèi)無法進(jìn)行，商品未消費(fèi)完，生產(chǎn)也無須進(jìn)行。3.設(shè)有兩個(gè)優(yōu)先級(jí)相同的進(jìn)程 P1和P2如下。信號(hào)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(jìn)程P1進(jìn)程P2y:=1;x:=1;y:=y+2;x:=x+1;V(S1);P(S1);z:=y+1;x:=x+y;P(S2)；V(S2)；y:=z+

12、y;z:=x+z;解：因?yàn)镻1和P2是兩個(gè)并發(fā)進(jìn)程，所以進(jìn)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(jìn)程P1執(zhí)行到語句P(S2)時(shí)，S2= -1 ,進(jìn)程P1阻塞。此時(shí)，y=3, z=4。當(dāng)進(jìn)程 調(diào)度程序調(diào)度到進(jìn)程P2時(shí)，由于進(jìn)程P1已執(zhí)行了 V(S1),進(jìn)程P2在執(zhí)行P(S1)時(shí)并未阻塞而繼續(xù)執(zhí)行， 當(dāng)執(zhí)行到V(S2)時(shí)，將P1喚醒，分成兩種情況：(1)然后執(zhí)行P2最后一個(gè)語句z:=x+z ,此時(shí)x=5, z=9。當(dāng)進(jìn)程P1再次被調(diào)度時(shí)，繼續(xù)執(zhí)行P1的最后一個(gè)語句，此時(shí)y=12, 最終結(jié)果是：x=5， y=12， z=9。(2)如果當(dāng)P2進(jìn)程執(zhí)行到V(S2)時(shí)，將P1喚

13、醒，然后P2進(jìn)程被中斷，此時(shí)x=5, y=3,z=4。P1進(jìn)程開始 執(zhí)行然后執(zhí)行最后一個(gè)語句 y:=z+y ,此時(shí)x=5, y=7,z=4。然后P2進(jìn)程被調(diào)度，執(zhí)行z:=x+z ,此時(shí)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(gè)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子，女兒專等吃盤中的蘋果。規(guī)定當(dāng)盤中空時(shí)一次只能放一只水果供吃者取用，請用P、 V 原語實(shí)現(xiàn)爸爸、兒子、女兒三個(gè)并發(fā)進(jìn)程的同步。分析在本題中，爸爸、兒子、女兒共用一個(gè)盤子，且盤中一次只能放一個(gè)水果。當(dāng)盤子為空時(shí)，爸爸可將一個(gè)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(shí)際上是生產(chǎn)者-消費(fèi)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(fèi)者也有兩類，每類消費(fèi)者只消費(fèi)其中固定的一類產(chǎn)品。解在本題中，應(yīng)設(shè)置三個(gè)信號(hào)量 S、Sa Sa,信號(hào)量S表示盤子是否為空，其初值為1;信號(hào)量So表示盤 中是否有桔子，其初值為0；信號(hào)量Sa 表示盤中是否有蘋果，其初值為0。son()while