湖南大學(xué)操作系統(tǒng)作業(yè)

操作系統(tǒng)第二次作業(yè)第七章Considerthedeadlocksituationthatcouldoccurinthedining-philosophersproblemwhenthephilosophersobtainthechopsticksoneatatime.Discusshowthefournecessaryconditionsfordeadlockindeedholdinthissetting.Discusshowdeadlockscouldbeavoidedbyeliminatinganyoneofthefourconditions.考慮哲學(xué)家進餐問題中可能出現(xiàn)死鎖的情況，即當哲學(xué)家一次拿一只筷子時，討論4個死鎖必要條件的存在性，討論如何通過避免四種情況之一來消除死鎖答死鎖的4個必要條件為：互斥、占有等待、非搶占、循環(huán)等待考慮互斥性，A哲學(xué)家拿了筷子C1后該C1筷子在未被釋放資源前無法被其他哲學(xué)家B實現(xiàn)。哲學(xué)家必須先占有左手筷子C2，而C2可能為其他哲學(xué)家所占有。這個問題可以通過設(shè)置哲學(xué)家在申請更多筷子筷子，即預(yù)先靜態(tài)分配。哲學(xué)家占有筷子C1時不能被B哲學(xué)家搶占。這個問題其現(xiàn)已擁有的筷子均可被搶占，即自己剝奪自己?？紤]循環(huán)等待，出現(xiàn)循環(huán)等待的可能性為：每個哲學(xué)家同時只擁有左手請順序由低到高來實現(xiàn)。Considerasystemconsistingoffourresourcesofthesametypethataresharedbythreeprocesses,eachofwhichneedsatmosttwothatthesystemisdeadlock-free.考慮一個由4個共享進程，每個需要2個該資源的系統(tǒng)，試證明這個系統(tǒng)不會出現(xiàn)死鎖答：這個問題比較簡單，“抽屜原理”表明，4個資源分配給3個進程，則至少有一個進程分配到2會釋放已分配的24個資源分配給2個進程，不會出現(xiàn)死鎖。Considerasystemconsistingofmresourcesofthesametype,beingsharedbynprocesses.Resourcescanberequestedandreleasedbyprocessesonlyoneatatime.Showthatthesystemisdeadlockfreeifthefollowingtwoconditionshold:a.Themaximumneedofeachprocessisbetween1andmresourcesb.Thesumofallmaximumneedsislessthanm+n考慮一個系統(tǒng)由m個同種資源被n個進程共享，某一資源一次只能被請求或釋放，證明這個系統(tǒng)如滿足下面2個條件則不會死鎖A每個進程最大需求資源為1-m之間B最大資源需求之和<m+n答：每個進程占有資源Allocation[]并申請資源Need[]，如果發(fā)生了死鎖，說明m個資源全部被分配，即而由題設(shè)，而Max[i]=Allocation[i]+Need[i]，這說明，即這說明nNeed[i]=0，釋放資源的數(shù)目為1~m果再在某時刻出現(xiàn)的情況，一樣可以通過這個過程推導(dǎo)，得到某進程不再需要申請資源，進而說明該系統(tǒng)不會死鎖。Considerthedining-philosophersproblemwherethechopsticksareplacedatthecenterofthetableandanytwoofthemcouldbeusedbyaphilosopher.Assumethatrequestsforchopsticksaremadeoneatatime.Describeasimplerulefordeterminingwhetheraparticularrequestcouldbesatisfiedwithoutcausingdeadlockgiventhecurrentallocationofchopstickstophilosophers.考慮哲學(xué)家進餐問題，如果所有筷子放在桌子中間，且一個哲學(xué)家可以用任意兩只筷子，假設(shè)一次只能請求一只筷子。描述一個簡單的規(guī)則來確定在當前哲學(xué)家進餐的筷子分配情況下，是否一個特殊請求可以在不會觸發(fā)死鎖的情況下完成答：這個題目的描述很模糊…子的時候，判斷兩個條件條件有并等待）條件2：是否桌上只剩一根筷子子只能分配給申請第二根筷子的哲學(xué)家，而不能分配給申請第一根筷子的哲學(xué)家）如果以上兩個條件均為是，則不給該哲學(xué)家分配筷子，否則，分配給該哲學(xué)家筷子Considerthefollowingsnapshotofasystem:AllocationABCDAnswerthefollowingquestionsusingthebanker’salgorithm:a.WhatisthecontentofthematrixNeedb.Isthesysteminasafestatec.IfarequestfromprocessP1arrivesfor(0,4,2,0),cantherequestbegrantedimmediately使用銀行家算法回答下列問題ANeed矩陣的內(nèi)容B這是個安全狀態(tài)的系統(tǒng)嗎CP1的某個請求需要[0420],這個需求能立即被滿足嗎答：（A）Need矩陣的內(nèi)容，公式為Need[i]=Max[i]-Allocation[i]，所以把Max矩陣和Allocation矩陣各項對應(yīng)相減即可得到Need矩陣的內(nèi)容。（B）安全狀態(tài)判斷：首先設(shè)置所有進程finish=false，從第一個finish=falseNeed矩陣全小于等于Available矩陣，則說明該進程可以得到資源分配，系統(tǒng)可以將資源分配給該進程并等待進程結(jié)束釋放資源，同樣將其Allocation加到Available矩陣上。將該進程finish設(shè)置為true。下面開始分析：P0Need矩陣全為finish設(shè)置為Allocation加到AvailableAvailable矩陣為[1532]P1進程，Need矩陣不小于Available矩陣，故不分配資源，考慮下一進程P2進程，其need矩陣全小于等于Available矩陣，將該進程finish設(shè)置為Allocation加到AvailableAvailable矩陣為[2886]下面兩種策略均可：一是從頭循環(huán)，第二種是繼續(xù)按順序判斷，我在此處采取第二種。P3進程，其need矩陣全小于等于Available矩陣，將該進程finish設(shè)置為Allocation加到AvailableAvailable矩陣為[214118]P4進程，其need矩陣全小于等于Available矩陣，將該進程finish設(shè)置為Allocation加到AvailableAvailable矩陣為[2141212]P1進程，其need矩陣全小于等于Available矩陣，將該進程finish設(shè)置為Allocation加到AvailableAvailable矩陣為[3141212]最終所有進程的finish均為true，說明系統(tǒng)安全（C）資源請求算法：如果request[i]<need[i]，再判斷request[i]<avaiable，如果可以的話，更新矩陣的值為：Available-=request[i]allocation[i]+=request[i]，need[i]-=request[i]，然后再重新進行一次安全性判斷，如果仍安全，說明可以立即分配，反之則不能立即分配request下面用這種方法來判斷能否立即分配給request首先request[1]<need[1]，且request[1]<avaiable，分配給P1資源，并修正矩陣值當前available=[1100],need[1]=[1330],allocation[1]=[1420]下面按B的方法判斷當前安全性首先選need矩陣全小于等于Availablefinish設(shè)置為Allocation加到AvailableAvailable矩陣為[1112]P1need矩陣全小于等于Available矩陣，將該進程finish設(shè)置為Allocation加到Available矩陣上，此時Available矩陣為[2466]選擇P3，其need矩陣全小于等于Available矩陣，將該進程finish設(shè)置為Allocation加到AvailableAvailable矩陣為[21098]選擇P4，其need矩陣全小于等于Av