09年自考“操作系統(tǒng)概論”習(xí)題解答之并發(fā)進(jìn)程

1、09 年自考“操作系統(tǒng)概論”習(xí)題解答之并發(fā)進(jìn)程第7 章 習(xí)題解答1.什么叫并發(fā)進(jìn)程？答：在多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，作為單個(gè)作業(yè)可以同時(shí)執(zhí)行而每一個(gè)作業(yè)又需要有多個(gè)進(jìn)程的協(xié)作來(lái)完成因此系統(tǒng)會(huì)同時(shí)存在著許 多進(jìn)程在單處理器的情況下這些進(jìn)程輪流的占用處理器即一個(gè)進(jìn)程的工作沒(méi)有全部完 成之前另一個(gè)進(jìn)程就開(kāi)始工作我們說(shuō)這些可同時(shí)執(zhí)行的進(jìn)程具有并發(fā)性并且把可同時(shí) 執(zhí)行的進(jìn)程稱(chēng)“并發(fā)進(jìn)”。2.臨界區(qū)是怎樣定義？對(duì)臨界區(qū)的辦理應(yīng)符合哪些要求？ 答并發(fā)進(jìn)程中與共享變量有關(guān)的程序段稱(chēng)“臨界”對(duì)若干個(gè)并發(fā)進(jìn)程共享某一變量的 相關(guān)臨界區(qū)得辦理有三點(diǎn)要求：一次至多一個(gè)進(jìn)程能夠進(jìn)入臨界區(qū)當(dāng)有進(jìn)程在臨界 區(qū)執(zhí)行時(shí)其他想進(jìn)入臨界

2、區(qū)執(zhí)行的進(jìn)程必需等待。不能讓一個(gè)進(jìn)程無(wú)限制的在臨界區(qū)執(zhí)行即任何一個(gè)進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程必需有限的時(shí)間內(nèi)退出臨界區(qū)。不能強(qiáng)迫一個(gè)進(jìn)程無(wú)限期等待鍵入它的臨界區(qū)即有進(jìn)程退出臨界區(qū)時(shí)應(yīng)讓一個(gè)等待進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程進(jìn) 入它的臨界區(qū)執(zhí)行。3.采用 PV 操作作為同步機(jī)構(gòu)時(shí)，假定與某共享變量相關(guān)的信號(hào)量S 的值可-1，l之間，問(wèn)S 的初值是哪個(gè)值？當(dāng)S=1，S=0，S=l 時(shí)它們各自的物理含義是什么？答：S 的初值是 1.Sl，表示有一個(gè)進(jìn)程在等待進(jìn)入臨界區(qū)執(zhí)行。S0，表示已有一個(gè)進(jìn)程在臨界區(qū)執(zhí)行，這時(shí)若有進(jìn)程想進(jìn)入臨界區(qū)則必需等待。S l，表示無(wú)進(jìn)程在臨界區(qū)執(zhí)行，若有進(jìn)程想進(jìn)入臨界區(qū)則可以立即進(jìn)入。4.AB 兩

3、個(gè)火車(chē)站之間是單軌連接的，現(xiàn)有許多列車(chē)同時(shí)到A 站，須經(jīng)A 再到達(dá)B 站，列車(chē)出B 站后又可分路行駛（如圖72）為包管行車(chē)安全，請(qǐng)你當(dāng)調(diào)度時(shí)，你將如何調(diào)度列車(chē)？請(qǐng)你PV 操作為工具設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)你的調(diào)度方案的自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)。答：當(dāng)AB 兩站之間無(wú)列車(chē)停駛時(shí)，可讓到達(dá)A 站的一列車(chē)進(jìn)人AB 站之間行駛。當(dāng)A 石站之間有列車(chē)在行駛時(shí)，則到達(dá)A 站者必需在站外等待。當(dāng)有列車(chē)到達(dá)B 站后，讓等在A 站外的一列車(chē)進(jìn)入。用一個(gè)信號(hào)量S 來(lái)控制到達(dá)A 站的列車(chē)能否進(jìn)入單軌道行駛 的初始值為l. 列車(chē)到達(dá)A 站后，先執(zhí)行P（S，若無(wú)列車(chē)在、B 站之間行駛，則執(zhí)行P）后立即進(jìn)人單軌道行駛，到達(dá)B 站后，執(zhí)行（S，

4、可釋放一個(gè)等待進(jìn)入的列車(chē)進(jìn)入行駛。若B站之間已有列車(chē)在行駛，則執(zhí)行P（S）后就等待，直到行駛者到了B 站執(zhí)行 V（S）后釋放一個(gè)欲進(jìn)入者。5.今有三個(gè)進(jìn)程P，它們共享一個(gè)緩沖區(qū)R 負(fù)責(zé)從輸入設(shè)備讀信息每次讀出一個(gè)記錄并把它存放在緩沖區(qū)中在緩沖區(qū)加工讀入的記錄把加工后的記錄打印輸出。輸入的記錄經(jīng)加工輸出后，緩沖區(qū)中又可存放下一個(gè)記錄。請(qǐng)用PV 操作為同步機(jī)構(gòu)寫(xiě)出他們并發(fā)執(zhí)行時(shí)能正確工作的程序。答三個(gè)進(jìn)程共用一個(gè)緩沖區(qū)他們必需同步工作，可定義三個(gè)信號(hào)量：S1：表示是否可把讀人的記錄放到緩沖區(qū)， 初始值為 1.S2：表示是否可對(duì)緩沖區(qū)中的記錄加工，初始值為 0.S3：表示記錄是否加工好，可以輸出，初

5、始值也為0.三個(gè)進(jìn)程可如下設(shè)計(jì)：beginsemaphore；cobeginprocess Rbegin讀記錄；S1；記錄存入緩沖區(qū)；（S；goto L； end； process M begin L（S2； 加工記錄； （S； goto L； en； process P begin LS； 輸出加工后的記錄； （S； goto L； en； coend； end. 6.現(xiàn)有4 個(gè)進(jìn)程R1，R2，W1，W2，它們共享可以存放一個(gè)數(shù)的緩沖器B.進(jìn)程R1 每次把從鍵盤(pán)上投入的一個(gè)數(shù)存放到緩沖器B 中供進(jìn)程W1 打印輸出進(jìn)程R2 每次從磁盤(pán)上讀一個(gè)數(shù)放到緩沖器B 中，供進(jìn)程W2 打印輸出。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程

6、把數(shù)據(jù)存放到緩沖器后在該數(shù)還沒(méi)有被打印輸出之前不準(zhǔn)任何進(jìn)程再向緩沖器中存數(shù)在緩沖器中還 沒(méi)有存入一個(gè)新的數(shù)之前不允許任何進(jìn)程加快從緩沖區(qū)中取出打印是怎樣才能使這四個(gè)進(jìn) 程在并發(fā)執(zhí)行是協(xié)調(diào)的工作？ 答：這四個(gè)進(jìn)程實(shí)際上是兩個(gè)生產(chǎn)者 R1，R2 和兩個(gè)消費(fèi)者 各自生成不同的產(chǎn)品中各自的消費(fèi)對(duì)象去消費(fèi)，他們共享一個(gè)的緩沖器。由于緩沖器只能存放一個(gè)數(shù)，所以 和R2 在存放數(shù)時(shí)必需互斥。而R1 和W1R2 和W2 之間存在同步。為了協(xié)調(diào)它們的工作可定義三個(gè)信號(hào)量：S：表示能否把數(shù)存人緩沖器B，初始值為1.S1：表示R1 是否已向緩沖器存入從鍵盤(pán)上讀入的一個(gè)數(shù)，初始值為0. 表示R2 是否已向緩沖器存入從

7、磁盤(pán)上讀入的一個(gè)數(shù)初始值為0.beginS2：semaphore；cobeginprocess R1xl ：integer beginL從鍵盤(pán)讀一個(gè)數(shù)；x讀入的數(shù)；（S；Bx； goto end；process R2begin從磁盤(pán)讀一數(shù)；=讀入的數(shù)；（S；：x；S；goto L；en；processW1y：integer；beginL（S1；y：=B；S；打印 y 中的數(shù)；goto L3；end；process W2z：integerbeginLS2；z：=B；V（；打印z中的數(shù)；goto L4；end；coend；end.7.兩個(gè)并發(fā)進(jìn)程的程序如下：beginN：integer；cobeg

8、inprocess AbeginL1：N：N5；goto end；process Bbeginprin（N；N：0；goto L2；en；coen；end.若process A 先執(zhí)行了三個(gè)循環(huán)后process A和 process B又并發(fā)執(zhí)行了一個(gè)循環(huán)寫(xiě)出可能出現(xiàn)的打印值請(qǐng)用 PV 操作實(shí)現(xiàn)同步，使兩并發(fā)進(jìn)程能正確執(zhí)行。答：可能的值是 18 或 23.這是因?yàn)?process A執(zhí)行三個(gè)循環(huán)后之后 A 和 B 并發(fā)執(zhí)行，可能先執(zhí)行A 中的5，再執(zhí)行B 中的prin（；這樣就會(huì)得到2，也可能先執(zhí)行B 中的pin（；這就會(huì)得到 18.可以利用 P、V 操作實(shí)現(xiàn)同步：beginN：integer

9、；S：semphore；S：l；cobeginprocess AbeginL（S；N：N5；VS；gotO end；process BbeginLP（S；prinN；N：0；（S；goto end；coend；end.8.通信機(jī)制中設(shè)置哪些基本通信原語(yǔ)？它們的功能是什么？答：系統(tǒng)提供兩個(gè)與信箱通信有關(guān)的通信原語(yǔ) 原語(yǔ)（發(fā)送）和 receive 原語(yǔ)（接收原語(yǔ)把信件M 送人到信箱B 中，receive（B，X）原語(yǔ)從信箱B 中取出一封信存放到指定的地址X 中。9.什么叫死鎖？什么原因會(huì)引起死鎖？答：若系統(tǒng)中存在一組進(jìn)程（二個(gè)或多個(gè)進(jìn)程，他們中的每一個(gè)進(jìn)程都占用某種資源而又都在等待其中另一個(gè)進(jìn)程所

10、占用的資源這種等待永遠(yuǎn)不能結(jié)束就說(shuō)系統(tǒng)出死”。進(jìn)程死鎖的起因是系統(tǒng)提供的資源數(shù)比要求使用資源的程數(shù)少或者是若干個(gè)個(gè)進(jìn)程要求資源的總數(shù)大于系統(tǒng)能提供的資源數(shù)這時(shí)進(jìn)程間就會(huì)出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)資源的現(xiàn)象如果對(duì)進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)的資源辦理和分配不妥就會(huì)引起死鎖死鎖的出現(xiàn)是與資源分配策略和并發(fā)進(jìn)程的執(zhí)行速度有關(guān)。10.有哪些策略可防止和避兔死鎖？ 答防止死鎖的策略有靜態(tài)分配按序分配剝奪式分配銀行家算法可以避免死鎖。11. 某系統(tǒng)有輸入機(jī)和打印機(jī)各一臺(tái)，今有兩個(gè)進(jìn)程都要同時(shí)使用他們，采PV 操作實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求使用和歸還釋放后還會(huì)產(chǎn)生死鎖嗎？若否說(shuō)明理由若會(huì)產(chǎn)生死鎖則給出一種防止死鎖的方法。答：如果 PV 操作設(shè)計(jì)不妥，仍會(huì)產(chǎn)生死鎖

11、。假如用 S1 S2 別離代表輸入機(jī)和打印機(jī)能否被使用的信號(hào)量由于資源是共享的所以必需互斥使用因而它們的初始值都為l.如果用如下方式實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求使用和歸還釋放：process QIbegin（S1；使用輸入機(jī)；（S2；使用打印機(jī)；S2；S1；end；processQ2beginPS2；使用打印機(jī)；PS1；使用輸入機(jī)；（S；VS1；en；那么就會(huì)出現(xiàn)Q1 得到輸入機(jī)而Q2 得到打印機(jī)，雙方在不釋放已經(jīng)有的資源的情況下又去申請(qǐng)新的資源就會(huì)造成死鎖。可以采用為資源編序號(hào)的方法要求按序申請(qǐng)如下：process Q1beginS1；使用輸入機(jī)；S2；使用打印機(jī)； VS2；（S；en；process Q2beginP（S；使用輸入機(jī)；P（S；使用打印機(jī)；（S；（S；end.12.某一系統(tǒng)分配資源的策略是當(dāng)進(jìn)程提出申請(qǐng)資源時(shí)只要系統(tǒng)有資源中是分配給它系統(tǒng) 無(wú)資源時(shí)讓它登臺(tái)任一進(jìn)程總是先釋放以占有的資源后在申請(qǐng)新的資源且每次申請(qǐng)一個(gè) 資源系統(tǒng)中的進(jìn)程得到資源后總能在有限時(shí)間內(nèi)歸還證明該系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生死鎖。答任一進(jìn)程 P 申請(qǐng)資源時(shí)出現(xiàn)兩種情況：情況一，立即得到