操作系統(tǒng)概念復(fù)習(xí)資料【17章】FF

1、操作系統(tǒng)原理課程總結(jié)軟件學(xué)院2011.6.2第1-2章 導(dǎo)論和操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)明確操作系統(tǒng)的作用。明確操作系統(tǒng)包括哪些功能明確用戶模式和內(nèi)核模式的概念及作用。了解操作系統(tǒng)提供的服務(wù)有哪些明確系統(tǒng)調(diào)用的工作機制。明確操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有哪些，各自優(yōu)缺點。了解虛擬機及優(yōu)點第1-2章 導(dǎo)論和操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.操作系統(tǒng)的作用答：操作系統(tǒng)提供了程序執(zhí)行的環(huán)境。它的職能是管理和控制計算機系統(tǒng)中的所有軟硬件資源，合理的組織計算機工作流程，并為用戶提供一個良好的工作環(huán)境與友好的接口。第1-2章 導(dǎo)論和操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.操作系統(tǒng)包括哪些功能答：存儲器管理功能，主要包括：內(nèi)存分配、地址映射、內(nèi)存保護和內(nèi)存擴充。處理機管理功能

2、，其功能包括：作業(yè)和進程調(diào)度，進程控制和進程通信。設(shè)備管理功能，主要包括：緩沖區(qū)管理、設(shè)備分配、設(shè)備驅(qū)動和設(shè)備無關(guān)性（設(shè)備處理）。文件管理功能，其功能包括：文件存儲空間的管理、文件操作的一般管理、目錄管理、文件的讀寫管理，存取控制和保護。用戶接口：命令接口、程序接口、圖形接口第1-2章 導(dǎo)論和操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.核心模式和用戶模式答：核心模式一般指操作系統(tǒng)管理程序運行的狀態(tài)，具有較高的特權(quán)級別。用戶模式一般指用戶程序運行時的狀態(tài)，具有較低的特權(quán)級別。當處理器處于管態(tài)時全部指令（包括特權(quán)指令）可以執(zhí)行，可使用所有資源，并具有改變處理器狀態(tài)的能力。當處理器處于用戶模式時，就只能執(zhí)行非特權(quán)指令。特權(quán)級別

3、不同，可運行指令集合也不同。特權(quán)級別越高，可以運行指令集合越大。高特權(quán)級別對應(yīng)的可運行指令集合包含低特權(quán)級的。核心模式到用戶模式的唯一途徑是通過中斷。第1-2章 導(dǎo)論和操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4.操作系統(tǒng)提供的服務(wù)有哪些答：程序執(zhí)行、I/O 操作、文件系統(tǒng)處理、通信、錯誤檢測、資源分配、戶管理、保護第1-2章 導(dǎo)論和操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)5.系統(tǒng)調(diào)用的工作機制用戶在需要執(zhí)行特權(quán)指令時，調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用，陷入內(nèi)核（不同的任務(wù)，所對應(yīng)調(diào)用的系統(tǒng)調(diào)用號也不同，在調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用陷入內(nèi)核時，會同時向OS內(nèi)核傳入一個系統(tǒng)調(diào)用號i）進入內(nèi)核后，根據(jù)i查找系統(tǒng)調(diào)用表，找到調(diào)用號為i的系統(tǒng)調(diào)用的處理代碼內(nèi)核執(zhí)行完系統(tǒng)調(diào)用處理代碼后，從核心

4、態(tài)返回用戶態(tài)第1-2章 導(dǎo)論和操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)6操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有哪些，各自優(yōu)缺點答：1.簡單結(jié)構(gòu) 2. 層次化設(shè)計3.微內(nèi)核要求：能用簡單的語言說明不同結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)的特點7虛擬機的優(yōu)點答：虛擬機技術(shù)主要有兩個優(yōu)點。首先，通過完全的保護系統(tǒng)資源，虛擬機提供了一個健壯的安全保護層。其次，虛擬機允許在不干擾正常的系統(tǒng)操作的情況下進行系統(tǒng)開發(fā)。第1-2章 導(dǎo)論和操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選擇題：1.以下有關(guān)操作系統(tǒng)的敘述中，哪一個是不正確的？A. 操作系統(tǒng)管理系統(tǒng)中的各種資源 B. 操作系統(tǒng)為用戶提供的良好的界面 C. 操作系統(tǒng)就是資源的管理者和仲裁者 D. 操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中的一個應(yīng)用軟件D D2.分時操作系統(tǒng)的

5、主要特點是 。 A. 個人獨占機器資源 B. 自動控制作業(yè)運行 C. 高可靠性和安全性 D. 多個用戶共享計算機資源D D3.操作系統(tǒng)具有進程管理,存儲管理,文件管理和設(shè)備管理的功能,下列有關(guān)描述中,哪一項是不正確的? A. 進程管理主要是對程序進行管理 B. 存儲管理主要管理內(nèi)存資源 C. 文件管理可以有效的支持對文件的操作，解決文件共享、保密和保護問題 D. 設(shè)備管理是指計算機系統(tǒng)中除了CPU和內(nèi)存以外的所有輸入輸出設(shè)備的管理A4.下列哪一個不是操作系統(tǒng)的主要特征? A. 并發(fā)性 B. 共享性 C. 靈活性 D. 隨機性 C5.用戶與操作系統(tǒng)打交道的手段稱為 。 A命令輸入 B廣義指令 C

6、通信 D用戶接口 D6從用戶的觀點看，操作系統(tǒng)是 。A用戶與計算機之間的接口 B控制和管理計算機資源的軟件 C合理地組織計算機工作流程的軟件 D由若干層次的程序按一定的結(jié)構(gòu)組成的有機體A7.操作系統(tǒng)提供給程序員的接口是 。A進程 B系統(tǒng)調(diào)用 C庫函數(shù) DB和CB8.計算機的操作系統(tǒng)是一種 。 A. 應(yīng)用軟件 B. 系統(tǒng)軟件 C. 工具軟件 D. 字表處理軟件 B第3章 進程明確進程的概念及組成。明確進程的基本狀態(tài)及轉(zhuǎn)換條件明確進程控制塊的作用明確進程調(diào)度的類型（長，中，短）及調(diào)度的過程（上下文切換）了解進程的操作有哪些。明確進程間通信的機制有哪些。第3章 進程1進程的概念及組成。概念：進程是指

7、在系統(tǒng)中能獨立運行并作為資源分配的基本單位，它是由一組機器指令、數(shù)據(jù)和堆棧等組成的，是一個能獨立運行的活動實體。多個進程間可以并發(fā)執(zhí)行和交換信息。一個進程在運行時需要一定的資源，如CPU、存儲空間及I/O設(shè)備等。組成：（1）進程標識符：它是惟一的標志對應(yīng)進程的一個標志符或數(shù)字；（2）處理機狀態(tài)：包括是處理機的各種寄存器內(nèi)容信息；（3）進程調(diào)度信息：表明該進程的執(zhí)行狀態(tài)；調(diào)度優(yōu)先權(quán)：表示進程獲取CPU的優(yōu)先級別；進程之間通信信息：反映該進程與哪些進程有什么樣的通信關(guān)系；（4）進程控制信息：被保護的信息有：程序計數(shù)器程序狀態(tài)字，各工作寄存器的內(nèi)容等；資源需求、分配和控制方面的信息；進程實體信息：指

8、出該進程的程序和數(shù)據(jù)的存儲情況，在內(nèi)存或外存的地址、大小等；族系關(guān)系：反映父子進程的隸屬關(guān)系；其它信息：如文件信息、工作單位等。第3章 進程2進程的基本狀態(tài)及轉(zhuǎn)換條件狀態(tài)：創(chuàng)建：進程正被創(chuàng)建。 運行： （進程的）指令正被執(zhí)行。 等待：進程正在等待發(fā)生一些事件（如I/O 完成或接收一個信號）。 就緒：進程正等待分配處理器。 終止：進程結(jié)束運行第3章 進程轉(zhuǎn)換：(1) 就緒運行：進程具備運行條件，當進程調(diào)度程序選擇了進程后，便將其轉(zhuǎn)入運行狀態(tài)。(2) 運行阻塞：進程需要等待某種事件的發(fā)生，如執(zhí)行了輸入輸出指令，或者請求資源得不到滿足時，進程轉(zhuǎn)阻塞狀態(tài)。(3) 阻塞就緒：進程等待的I/O已完成，或者

9、請求的資源得到滿足，進程轉(zhuǎn)為就緒狀態(tài)。(4) 創(chuàng)建就緒：進程尚不具備運行條件，所需的資源尚未得到滿足。當進程創(chuàng)建完成后，進程可轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài)。(5) 運行延遲：進程運行過程中，因某種原因需要延遲運算，則設(shè)定好延遲時間后被轉(zhuǎn)入延遲狀態(tài)。(6) 運行完成：進程運行時遇到結(jié)束指令后，被轉(zhuǎn)入完成狀態(tài)。第3章 進程3進程控制塊（PCB）的作用答：進程控制塊是進程組成中最關(guān)鍵的部分。每個進程有惟一的進程控制塊。操作系統(tǒng)根據(jù)PCB對進程實施控制和管理。進程的動態(tài)、并發(fā)等特征是利用PCB表現(xiàn)出來的。PCB是進程存在的惟一標志。第3章 進程4進程調(diào)度的類型（長，中，短）及調(diào)度的過程（上下文切換）（1）高級調(diào)度（h

10、igh Level Scheduling）：又稱為作業(yè)調(diào)度或者長程調(diào)度（longTerm Scheduling）,其主要功能是根據(jù)某種算法，把外存上處于后備隊列中的那些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，也就是說，它調(diào)度對象是作業(yè)。P84（2）低級調(diào)度（low Level Scheduling）稱為進程調(diào)度或短程調(diào)度（shortTerm Scheduling）,它所調(diào)度的對象是進程（或內(nèi)核級線程。）進程調(diào)度是最基本的一種調(diào)度，在多道批處理、分時和實時三種類型的OS中，都必須配置這級調(diào)度。P86（3）中級調(diào)度（Intermediate Level Scheduling）又稱中程調(diào)度（Medium-Term Sched

11、uling）.引入中級調(diào)度的主要目的是為了提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量。第3章 進程5進程的操作有哪些。答：包括進程的創(chuàng)建和進程的終止6進程間通信的機制有哪些。答：消息傳遞系統(tǒng)、命名（包括直接通信和間接通信）、同步、緩沖問答題：1.試比較進程和程序的區(qū)別答：進程和程序是既有聯(lián)系又有區(qū)別的兩個概念，它們的主要區(qū)別如下：（1）進程是程序在處理機上的一次執(zhí)行過程，是一個動態(tài)概念；而程序是代碼的有序集合，其本身沒有任何運行的含義，是一個靜態(tài)的概念。（2）進程是一個狀態(tài)變化的過程，是有生命期的，表現(xiàn)在它因創(chuàng)建而產(chǎn)生，因調(diào)度 而執(zhí)行，因得不到資源而暫停，因撤銷而消亡；而程序是永久的，可以長久保存。（3）進程

12、和程序的組成不同。進程由程序、數(shù)據(jù)和進程控制塊組成，而程序僅是代 碼的有序集合。（4）進程與程序之間不是一一對于的。通過多次運行，同一個程序可以對應(yīng)多個進程過調(diào)用關(guān)系，一個進程可以包含多個程序。2.并行與并發(fā)的概念并發(fā)（Concurrent）：多個事件在同一時間段內(nèi)發(fā)生。操作系統(tǒng)是一個并發(fā)系統(tǒng)，各進程間的并發(fā)，系統(tǒng)與應(yīng)用間的并發(fā)。操作系統(tǒng)要完成這些并發(fā)過程的管理。并行(parallel)是指在同一時刻發(fā)生。選擇題：1. 當前運行的進程（ ），將引發(fā)系統(tǒng)進行進程調(diào)度。A.執(zhí)行了一條轉(zhuǎn)移指令B.要求增加主存空間，經(jīng)系統(tǒng)調(diào)用銀行家算法進行測算認為是安全的C.執(zhí)行了一條I/O指令D.執(zhí)行程序期間發(fā)生了

13、I/O完成中斷C2.下面所述步驟中， 不是創(chuàng)建進程所必需的。A由調(diào)度程序為進程分配CPU B建立一個進程控制塊 C為進程分配內(nèi)存 D將進程控制塊鏈入就緒隊列 A3.分配到必要的資源并獲得處理機機時的進程狀態(tài)是 。A就緒狀態(tài) B執(zhí)行狀態(tài) C阻塞狀態(tài) D撤銷狀態(tài)B4.下面對進程的描述中，錯誤的是 。A進程是動態(tài)的概念 B進程執(zhí)行需要處理機 C進程是有生命期的 D進程是指令的集合 D5.操作系統(tǒng)中，若進程從執(zhí)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換為就緒狀態(tài)，則表示 。A時間片到 B進程被調(diào)度程序選中 C等待某一事件 D等待的事件發(fā)生 A6.一個進程被喚醒意味著 。A該進程重新占有了CPU B它的優(yōu)先權(quán)變?yōu)樽畲?C其PCB移至等

14、待隊列隊首 D進程變?yōu)榫途w狀態(tài)D D第4章 線程明確線程的基本概念及組成明確引入線程的好處。明確用戶級線程和內(nèi)核級線程的區(qū)別明確多線程模型有哪些，各自優(yōu)缺點了解線程池的思想。1線程的基本概念及組成答：線程，有時也被稱為輕量級進程（LWP） ，是一個基本的 CPU執(zhí)行單元；它包含了一個線程 ID、一個程序計數(shù)器、一個寄存器組和一個堆棧。它與屬于同一個進程的其它的線程共享代碼段、數(shù)據(jù)段，以及其它的操作系統(tǒng)資源。2引入線程的好處。答： 提高了響應(yīng)速度，資源共享，經(jīng)濟實惠，提高了多處理機體系結(jié)構(gòu)的利用率，使OS具有更好的并發(fā)性3用戶級線程和內(nèi)核級線程的區(qū)別答：對用戶線程的支持通常處于內(nèi)核之上，通過一個

15、用戶級線程庫（thread library）實現(xiàn)。線程庫提供了對線程的創(chuàng)建、調(diào)度和管理的支持，這無需來自內(nèi)核的支持。用戶級線程的創(chuàng)建和管理通常很快；內(nèi)核線程由操作系統(tǒng)直接支持：內(nèi)核在內(nèi)核空間內(nèi)實現(xiàn)了線程的創(chuàng)建、調(diào)度和管理。因為線程管理由操作系統(tǒng)完成，所以內(nèi)核線程的創(chuàng)建和管理要比用戶線程慢。4多線程模型有哪些，各自優(yōu)缺點多對一模型: 優(yōu)點：效率比較高。缺點：如果一個線程調(diào)用了導(dǎo)致阻塞的系統(tǒng)調(diào)用的話，那么將阻塞整個進程。在多處理機環(huán)境中多個線程不能夠并發(fā)執(zhí)行。用戶級線程庫在那些采用了多對一模型不支持。一對一模型:優(yōu)點：更好的并發(fā)性；允許多個線程在多處理機環(huán)境中并行執(zhí)行。缺點：在于創(chuàng)建一個用戶線程就

16、需要創(chuàng)建一個相應(yīng)的內(nèi)核線程。多對多模型:優(yōu)點：允許開發(fā)者隨心所欲的創(chuàng)建用戶線程。允許更大的并行性。缺點：開發(fā)者能夠創(chuàng)建所需的用戶線程，而且相應(yīng)的內(nèi)核線程能夠在多處理機環(huán)境中并行運行。而且當一個線程執(zhí)行導(dǎo)致阻塞的系統(tǒng)調(diào)用時，內(nèi)核能夠調(diào)度其它的線程執(zhí)行。5線程池的思想。答：線程池的思想是在進程開始時創(chuàng)建一定數(shù)量的線程并將它們置入一個池（pool）中，線程在這個池中等待工作。當服務(wù)器接收到一個請求時，它就從池中喚醒一個線程（如果有可用的線程） ，由它來處理請求。一旦線程服務(wù)完畢，它就返回線程池等待后面的工作。如果池中沒有可用的線程，那么服務(wù)器就等待，直到某個線程被釋放。問答題：1.什么是線程？描述線

17、程和進程的區(qū)別？答：線程是在進程內(nèi)用于調(diào)度和占有處理機的基本單位，它由線程控制表、存儲線程上下文的用 戶棧以及核心棧組成。調(diào)度：傳統(tǒng)操作系統(tǒng)中，擁有資源的基本單位和獨立調(diào)度分派的基本單位都是進程；而引入線程的操作系統(tǒng)中，線程是調(diào)度和分派的基本單位，進程則是資源分配的基本單位。并發(fā)性：在引入線程的OS中，進程之間可以并發(fā)執(zhí)行，同一進程的多個線程之間也可以并發(fā)執(zhí)行，從而使得OS具有更好的并發(fā)性。擁有資源：在OS中，進程是擁有資源的一個獨立單位，它擁有自己的資源，而線程一般不擁有系統(tǒng)資源，但是它可以訪問其隸屬進程的資源。系統(tǒng)開銷：創(chuàng)建和撤銷進程涉及資源的分配或回收，需要比線程創(chuàng)建和撤銷大得多的系統(tǒng)開

18、銷，同樣的，進程切換的開銷也遠遠大于線程切換的開銷。第5章 CPU調(diào)度明確搶占式和非搶占式區(qū)別了解分派程序的功能明確調(diào)度的準則有哪些明確各種調(diào)度算法的準則了解多處理器調(diào)度要處理的問題1搶占式和非搶占式區(qū)別搶占式的：當進程從運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換到就緒狀態(tài)時或者當進程從等待狀態(tài)轉(zhuǎn)換到就緒狀態(tài)時。非搶占式的：當進程從運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換到等待狀態(tài)時或者當進程終止時。在非搶占式調(diào)度下，一旦把 CPU分配給一個進程，那么該進程就會保持 CPU直到終止或轉(zhuǎn)換到等待狀態(tài)。 搶占式調(diào)度要付出一定的代價2調(diào)度的準則有哪些答：先來先服務(wù)（FCFS）調(diào)度算法短作業(yè)優(yōu)先（SJF）或最短剩余時間優(yōu)先調(diào)度算法優(yōu)先調(diào)度算法。輪轉(zhuǎn)（RR）調(diào)

19、度算法級隊列調(diào)度算法多級反饋隊列調(diào)度算法要求：各種調(diào)度算法的準則選擇題：1.分時系統(tǒng)中進程調(diào)度算法通常采用 。A. 響應(yīng)比高者優(yōu)先 B. 時間片輪轉(zhuǎn)法 C. 先來先服務(wù) D. 短作業(yè)優(yōu)先B2.下列進程調(diào)度算法中，（ ）可能會出現(xiàn)進程長期得不到調(diào)度的情況。A.非搶占式靜態(tài)優(yōu)先權(quán)法B.搶占式靜態(tài)優(yōu)先權(quán)法C.時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法D.非搶占式動態(tài)優(yōu)先權(quán)法B3為了照顧緊迫型作業(yè)，應(yīng)采用（ ）。A.先來服務(wù)調(diào)度算法 B.短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法 C.時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法 D.優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法D4作業(yè)從后備作業(yè)到被調(diào)度程序選中的時間稱為（ ）。A.周轉(zhuǎn)時間 B.響應(yīng)時間 C.等待調(diào)度時間 D.運行時間A4在采用動態(tài)優(yōu)先

20、權(quán)的優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法中，如果所有進程都具有相同優(yōu)先權(quán)初值，則此時的優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法實際上和（ ）相同。A.先來先服務(wù)調(diào)度算法B.短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法C.時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法 D.長作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法C問答題：1什么是常用調(diào)度算法的評價指標？答：CPU利用率，吞吐量，周轉(zhuǎn)時間，就緒等待時間，響應(yīng)時間。吞吐量表示單位時間CPU完成作業(yè)量，周轉(zhuǎn)時間指的是從作業(yè)提交到作業(yè)完結(jié)的時間間隔，就緒等待時間是每個作業(yè)在就緒隊列所花的時間，響應(yīng)時間是提交第一個請求到產(chǎn)生第一個響應(yīng)的時間。綜合分析題：有5個任務(wù)A，B，C，D，E，它們幾乎同時到達，預(yù)計它們的運行時間為10，6，2，4，8min。其優(yōu)先級分別為3，5，2，1

21、和4，這里5為最高優(yōu)先級。對于下列每一種調(diào)度算法，計算其平均進程周轉(zhuǎn)時間（進程切換開銷可不考慮）。(1) 先來先服務(wù)（按A，B，C，D，E）算法。(2) 優(yōu)先級調(diào)度算法。(3) 時間片輪轉(zhuǎn)算法。(1) 采用先來先服務(wù)（FCFS）調(diào)度算法時，5個任務(wù)在系統(tǒng)中的執(zhí)行順序、完成時間及周轉(zhuǎn)時間如下表所示根據(jù)表中的計算結(jié)果，5個進程的平均周轉(zhuǎn)時間T為：T=（10+16+18+22+30）/5=19.2min(2) 采用最高優(yōu)先級調(diào)度（HPF）算法時，5個任務(wù)在系統(tǒng)中的執(zhí)行順序、完成時間及周轉(zhuǎn)時間如下表所示：它們的平均周轉(zhuǎn)時間為：T=（6+14+24+26+27）/5= 19.4min(3) 如果系統(tǒng)采用

22、時間片輪轉(zhuǎn)（RR）算法，令時間片為2分鐘，5個任務(wù)輪流執(zhí)行的情況為：第1輪：（A，B，C，D，E）第2輪：（A，B，D，E）第3輪：（A，B，E）第4輪：（A，E）第5輪：（A）顯然，5個進程的周轉(zhuǎn)時間為：T1=30min、 T2=22min、 T3=6min、T4=16min、T5=28min。它們的平均周轉(zhuǎn)時間T為：T=（30+22+6+16+28）/5=20.4min第6章 進程同步明確臨界區(qū)。明確解決臨界區(qū)必須要滿足的三項要求。明確信號量的定義。熟練學(xué)會使用信號量解決進程間的同步和互斥問題。1臨界區(qū)。答：考慮由 n 個進程P0, P1, ., Pn- l構(gòu)成的系統(tǒng)。每個進程有一個代碼段

23、，被稱作臨界區(qū)（critical section），進程在臨界區(qū)內(nèi)可能會修改公有變量、更新一個表、寫一個文件等等。該系統(tǒng)的一個重要的特征是當一個進程在其臨界區(qū)內(nèi)執(zhí)行時就不允許其它進程在它的臨界區(qū)內(nèi)執(zhí)行。這樣，進程對臨界區(qū)的執(zhí)行在時間上是互斥的。臨界區(qū)是指不允許多個并發(fā)進程交叉執(zhí)行，一次最多允許一個進程進入的一段程序代碼。臨界區(qū)是由于不同并發(fā)進程的程序段共享公 用數(shù)據(jù)或公用數(shù)據(jù)變量而引起的。這些需要互斥訪問的資源稱為臨界區(qū)資源臨界區(qū)資源。2解決臨界區(qū)必須要滿足的三項要求?；コ猓∕utual Exclusion） ：如果進程 Pi正在其臨界區(qū)中執(zhí)行，那么就不允許有其它進程在臨界區(qū)中執(zhí)行。有空讓進（

24、Progress） ：如果沒有進程處于臨界區(qū)而此時有進程希望進入臨界區(qū)，那么只可以從這些不在剩余區(qū)執(zhí)行的進程中挑選出下一個進入臨界區(qū)的進程，而且這個選擇不可以長時間的延緩。 有限等待（Bounded Waiting） ：在一個進程請求進入臨界區(qū)之后和獲準之前，允許其它進程在有限的時間內(nèi)進入臨界區(qū)。3信號量的定義。答：信號量是一種同步工具。信號量 S 是一個整形數(shù)，除初始化以外，對它的訪問只能通過兩個標準原子操作：wait和signal。 最初， 這被稱為 P操作(for wait; from the Dutch proberen, to test)和V操作(for signal; from v

25、erhogen, to increment)。死鎖的定義答：具備一個等待隊列的信號量實現(xiàn)可能會導(dǎo)致這樣的一個情況：兩個或多個進程無休止的等待發(fā)生一個事件，而這個事件只能由等待中的某個進程引發(fā)。問題中的這個事件是指 signal操作的執(zhí)行。當達到這樣的一個狀態(tài)時，我們稱這些進程被死鎖（deadlock）議題1：同步問題過橋問題：一座小橋橫跨南北兩岸（1） 橋最多只能承重兩個人，所以規(guī)定任意時刻同一方向只允許一人過橋（2）南側(cè)橋段和北側(cè)橋段較窄只能通過一人，橋中央一處寬敞，允許兩個人通過或歇息。試用信號量和PV操作寫出南、北兩岸過橋的同步算法。橋的形狀N_thin=1, S_thin=1loadN

26、S = 1, loadSN = 1PN: P(loadNS); P(N_thin); 走過北邊狹窄通道 V(N_thin); 走過寬敞的通道； P(S_thin); 走南邊狹窄通道； V(S_thin); V(loadNS);PS: P(loadSN); P(S_thin); 走過南邊狹窄通道 V(S_thin); 走過寬敞的通道； P(N_thin); 走北邊狹窄通道； V(N_thin); V(loadSN);第7章 死鎖明確死鎖產(chǎn)生的四個必要條件明確死鎖的處理方法明確死鎖預(yù)防的處理方法明確死鎖避免的處理方法（包括安全狀態(tài)、死鎖狀態(tài)關(guān)系等）1死鎖產(chǎn)生的四個必要條件互斥條件：必須至少有一個資

27、源以非共享的方式被進程持有；更確切的說，同時只有一個進程可以使用該資源。如果另一個進程請求這個資源，那么該進程必須等待這個資源被釋放。持有并等待條件：進程必須持有至少一個資源且等待獲取另外的當前被其它進程持有的資源。 不可搶占條件：不可以搶占資源；也就是說，資源的釋放只可以是由持有它的進程完成工作后自動釋放。 循環(huán)等待條件：對一組等待進程P0, P1, , Pn來說，必須：P0 等待 P1 持有的資源，P1 等待 P2持有的資源，Pn-1等待Pn 持有的資源，而 Pn 等待 P0 持有的資源。2死鎖的處理方法主要有三種方法可以處理死鎖： 死鎖預(yù)防和死鎖避免：采用某種協(xié)議預(yù)防或避免死鎖，確保系統(tǒng)

28、不會進入死鎖狀態(tài)。 死鎖恢復(fù)：允許系統(tǒng)進入死鎖狀態(tài)，然后檢測并恢復(fù)。 完全忽視死鎖并假設(shè)系統(tǒng)中不會發(fā)生死鎖。包括 UNIX 在內(nèi)的大多數(shù)操作系統(tǒng)采用了這種方法。死鎖習(xí)題1產(chǎn)生死鎖的基本原因是（）和（）。答案：系統(tǒng)資源不足、進程推進順序不當備注：死鎖的4大必要條件是出現(xiàn)死鎖時候的狀況，這里討論的是產(chǎn)生死鎖的根本緣由。死鎖習(xí)題2某系統(tǒng)中只有11臺打印機，N個進程共享打印機，每個進程要求3臺，當N取值不超過（）時，系統(tǒng)不會發(fā)生死鎖？最壞情況下，N個進程每個都得到2臺打印機，都去申請第3臺，為了保證不死鎖，此時打印機的剩余數(shù)目至少為1臺，則： 11-2N = 1 N = 5死鎖習(xí)題3設(shè)系統(tǒng)中僅有一個資

29、源類，其中共有3個資源實例，使用此類資源的進程共有3個，每個進程至少請求一個資源，它們所需資源最大量的總和為X，則發(fā)生死鎖的必要條件是（X的取值）： （？）假設(shè)3個進程所需該類資源數(shù)分別是a,b,c個，因此有： a+b+c =X假設(shè)發(fā)生了死鎖，也即當每個進程都申請了部分資源，還需最后一個資源，而此時系統(tǒng)中已經(jīng)沒有了剩余資源，即： (a-1)+(b-1)+(c-1) 3 X = a+b+c 6 因此，如果發(fā)生死鎖，則必須滿足的必要條件是（X 6） 議題2：銀行家算法銀行家算法的運作的整個流程如果單純的流程還不夠具體的話，來個實際一點的例子最簡單的死鎖實例(初始狀態(tài)): MaxA Bp1:p2:1 11 1 Allocation A B0 00 0 Need A B1 11 1 Available A B1 1如何檢驗如何檢驗初始狀態(tài)的安全性初始狀態(tài)的安全性呢呢？初始狀態(tài)檢測流程(1)最簡單的死鎖實例(檢查初始狀態(tài)是否安全): MaxA Bp1:p2:1 11 1 Allocation A B0 00 0 Need A B1 11 1 Available A B1 1 Work A B1 1Step1: Work:=Availabe目標：檢驗初始狀態(tài)安全性！初始狀態(tài)檢測流程(2)最簡單的死鎖實例(檢查初始狀態(tài)是否安全): MaxA Bp1:p2:1 11 1 Allocatio