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)，信號量的初值一般應(yīng)定義為（ C ）。A.1 B.0 C.1 D.任意值2. 有m 個(gè)進(jìn)程共享同一臨界資源，若使用信號量機(jī)制實(shí)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-1 C.1 至m D.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(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)

2、入各自的同類資源的臨界區(qū)5. 設(shè)兩個(gè)進(jìn)程共用一個(gè)臨界資源的互斥信號量mutex，當(dāng)mutex1 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(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（ BC

3、D ）。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)。()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生產(chǎn)者消費(fèi)者問題是一個(gè)既有同步又有互斥的問題。(

4、)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。（ ）8. 進(jìn)程執(zhí)行的相對速度不能由進(jìn)程自己來控制。（ ）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(jìn)程之間存在的一種制約關(guān)系。（ ）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)和進(jìn)程控制塊描述。（ ）13.進(jìn)程

5、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、信號量的物理意義是當(dāng)信號量值大于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、進(jìn)程由（程序段）、（數(shù)據(jù)段）、(PCB)三部分組成。7

6、、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(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

7、的一種常用的方法是（信號量機(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(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)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)

8、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

9、，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(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)定義一信號量S，初始值為20。S0 S的值表示可繼續(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

10、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

11、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)先級相同的進(jìn)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(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+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

12、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)

13、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。同步描述如下：int S=1; 盤子是為空i