操作系统第二章练习

1．P、V 操作是 A 。 A.两条低级进程通信原语 B.两组不同的机器指令 C.两条系统调用命令 D.两条高级进程通信原语 2．设系统中有 n（n>2）个进程，且当前不在执行进程调度程序，试考虑下述4 种情况， 不可能发生的情况是 A 。 A．没有运行进程，有2个就绪进程，n 个进程处于等待状态。 B．有1个运行进程，没有就绪进程，n-1个进程处于等待状态。 C．有1个运行进程，有1个就绪进程，n-2个进程处理等待状态。 D．有1个运行进程，n-1个就绪进程，没有进程处于等待状态。 3．若 P、V 操作的信号量 S 初值为2，当前值为-1，则表示有 B 等待进程。 A. 0个 B. 1个 C. 2个 D. 3个 4．用 V 操作唤醒一个等待进程时，被唤醒进程的状态变为 B 。 A.等待 B.就绪 C.运行 D.完成 5．用 P、V 操作可以解决 A 互斥问题。 A.一切 B.某些 C.正确 D.错误 6．多道程序环境下，操作系统分配资源以 C 为基本单位。 A.程序 B.指令 C.进程 D.作业 7.从下面对临界区的论述中，选出一条正确的论述。 （1）临界区是指进程中用于实现进程互斥的那段代码。 （2）临界区是指进程中用于实现进程同步的那段代码。 （3）临界区是指进程中用于实现进程通信的那段代码。 （4）临界区是指进程中用于访问共享资源的那段代码。 （5）临界区是指进程中访问临界资源的那段代码。 8.（A）是一种只能由 wait 和 signal 操作所改变的整型变量， （A）可用于实现 进程的（B）和（C） ， （B）是排他性访问临界资源。 A： （1）控制变量； （2）锁； （3）整型信号量； （4）记录型信号量。 B： （1）同步； （2）通信； （3）调度； （4）互斥。 C： （1）同步； （2）通信； （3）调度； （4）互斥。 9.对于记录型信号量，在执行一次 wait 操作时，信号量的值应当（A） ，当其值 为（B）时，进程阻塞。在执行 signal 操作时，信号量的值应当为（C） ，当其 值为（D）时，应唤醒阻塞队列中的进程。 A： （1）不变； （2）加1； （3）减1； （4）加指定数值； （5）减指定数值。 B： （1）大于0； （2）小于0； （3）大于等于0； （4）小于等于0. C： （1）不变； （2）加1； （3）减1； （4）加指定数值； （5）减指定数值。 D： （1）大于0； （2）小于0； （3）大于等于0； （4）小于等于0. 10.用信号量 S 实现对系统中4台打印机的互斥使用，S.value 的初值应设置为 （A） ，若 S.value 的初值为-1，则表示 S.L 队列中有（B）个等待进程。 A： （1）1； （2）0； （3）-1； （4）4； （5）-4 B： （1）1； （2）2； （3）3； （4）4； （5）5； （6）6； （7）0。 11.试选择（A）~（D） ，以便能正确地描述图2.12所示的前趋关系。
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Var a,b,c: semaphore:=0,0,0; Begin Parbegin Begin S1; (A); end; Begin S2; (B); end; Begin Wait(a); wait(b); S3; (C); S S2 1 End b a Begin (D); S4 end S3 Parend c End S4 A: (1)signal(a); (2)signal(b); (3)wait(c); (4)signal(c)。 B: (1)signal(a); (2)signal(b); (3)wait(c); (4)signal(c)。 C: (1)signal(a); (2)signal(b); (3)wait(c); (4)signal(c)。 D: (1)signal(a); (2)signal(b); (3)wait(c); (4)signal(c)。 12.设有10个进程共享一个互斥段，如果最多允许有1个进程进入互斥段，则所 采用的互斥信号量初值应设置为（A） ，而该信号量的取值范围为（B） ；如果最 多允许有3个进程同时进入互斥段，则所采用的互斥信号量初值应设置为（C） 。 A： （1）10； （2） ； 3； （3）1； （4）0。 B： （1）0~1； （2）-1~0； （3）1~-9； （4）0~-9。 C： （1）10； （2） ； 3； （3）1； （4）0。 1．信号量的物理意义是当信号量值大于零时表示 可用资源的数目 ；当信号量 值小于零时，其绝对值为 因请求该资源而被阻塞的进程数目 。 2．临界资源的概念是 一次仅允许一个进程访问的资源 ，而临界区是指 进程 中访问临界资源的那段程序代码 。 3．进程在运行过程中有三种基本状态，它们是 运行、就绪、等待。 4．进程主要由 程序段、数据段、PCB 三部分内容组成，其中 PCB 是进程存在 的唯一标志。而 程序段 部分也可以为其他进程共享。 5．系统中各进程之间逻辑上的相互制约关系称为 进程同步 。 6．若一个进程已进入临界区，其他欲进入临界区的进程必须 等待。 7．将进程的 PCB 链接在一起就形成了进程队列。 8．用 P、V 操作管理临界区时，任何一个进程在进入临界区之前应调用 P 操作， 退出临界区时应调用 V 操作。 9．在多道程序系统中，进程之间存在着的不同制约关系可以划分为两类：同步 与 互斥 。 同步 指进程间具有的一定逻辑关系； 互斥 是指进程间在使用共 享资源方面的约束关系。 10．程序顺序执行时有顺序性、封闭性 和可再现性的特点。 11．有 m 个进程共享同一临界资源，若使用信号量机制实现对临界资源的互斥 访问，则信号量值的变化范围是 1~ -（m-1） 。 24、同步机制应遵循的准则： 、 、 和 。空闲让进、忙则等待、有限 等待、让权等待 25、在记录型信号量机制中，S.value>0时的值表示 ；每次 wait 操作意味 着 ，因此应将 S.value ，当 S.value 时，进程应阻塞。可用的临界
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资源数量；申请一个临界资源；减1；小于0 26、 在记录型信号量机制中， 每次 signal 操作意味着 ， 因此应将 S.value ， 当 S.value<=0时，表示 ，此时应 。释放一个临界资源，加1，仍有请求 该资源的进程被阻塞；唤醒相应阻塞队列中的首进程 27、在利用信号量实现进程互斥时，应将 置于 和 之间。临界区，wait 操作，signal 操作 28、在每个进程中访问 的那段代码称为临界区。为实现对它的共享，应保证 进程 进入自己的临界区，为此，在每个进程的临界区前应设置 ，临界区后 应设置 。临界资源，互斥，进入区，退出区 42、P\V 操作必须成对 出现，有一个 P 操作就一定有一个 V 操作 。 43、临界资源是指 系统中一次只允许一个进程使用的资源 ，而临界区是指 涉及到临界资源的代码段 。 36、如果 P(S1)和 P(S2)两个操作在一起，那么 P 操作的顺序至关重要，一个同 步 P 操作与一个互斥 P 操作在一起时同步 P 操作在互斥 P 操作前。而两个 V 操作的次序无关紧要 。 37、P(S)：表示申请一个资源 ； V(S)表示释放一个资源 。信号量的初值 应该大于等于0 。 38、P、V 操作当为互斥 操作时，它们同处于同一进程；当为同步 操作时， 则不在同一进程中出现。
29.在生产者-消费者问题中，应设置互斥信号量 mutex、资源信号量 full 和 empty。它们的初值应分别为（A） 、 （B） 、 （C） 。 A： （1）0； （2）1； （3）-1； （4）-n； （5）+n。 B： （1）0； （2）1； （3）-1； （4）-n； （5）+n。 C： （1）0； （2）1； （3）-1； （4）-n； （5）+n。 30.对生产者-消费者问题的算法描述如下，请选择正确的答案编号填入方框中。
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Producer: begin Repeat (A); (B); Buffer(in):=m; In:=(in+1)mod n; (C); (D); Until false End Consumer: begin Repeat (E); (B); M:=buffer(out); Out:=(out+1)mod n; (C); (F); Until false end A: (1)wait(mutex); (2)signal(mutex); (3)wait(empty); (4)signal(full); (5)wait(full); (6)signal(empty)。 B: (1)wait(mutex); (2)signal(mutex); (3)wait(empty); (4)signal(full); (5)wait(full); (6)signal(empty)。 C: (1)wait(mutex); (2)signal(mutex); (3)wait(empty); (4)signal(full); (5)wait(full); (6)signal(empty)。 D: (1)wait(mutex); (2)signal(mutex); (3)wait(empty); (4)signal(full); (5)wait(full); (6)signal(empty)。 E: (1)wait(mutex); (2)signal(mutex); (3)wait(empty); (4)signal(full); (5)wait(full); (6)signal(empty)。 F: (1)wait(mutex); (2)signal(mutex); (3)wait(empty); (4)signal(full); (5)wait(full); (6)signal(empty)。 3 32． 有两个程序：A 程序按顺序使用 CPU10秒、设备甲5秒、CPU5秒、设备乙10 秒、CPU10秒；B 程序按顺序使用设备甲10秒、CPU10秒、设备乙5秒、CPU5秒、 设备乙10秒。在顺序环境下，执行上述程序，CPU 的利用率约为（A） 。若允许它 们采用非抢占方式并发执行， 并且不考虑切换等开销， 则 CPU 的利用率约为 （B ） 。 A（1）30%； （2）40%； （3）50%； （4）60%； （5）70%； （6）80%； （7）90%。 B（1）30%； （2）40%； （3）50%； （4）60%； （5）70%； （6）80%； （7）90%。 33.从下面的叙述中选出一条正确的叙述： （1）操作系统的一个重要概念是进程，不同的进程所执行的代码也不同。 （2）操作系统通过 PCB 来控制和管理进程，用户进程可从 PCB 中读出与本身运 行状态相关的信息。 （3）当进程由执行状态变为就绪状态时，CPU 现场信息必须被保存在 PCB 中。
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（4）当进程申请 CPU 得不到满足时，它将处于阻塞状态。 （5）进程是可与其他程序并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程，所以 程序段是进程存在的唯一标志。 34.从下面的叙述中选出4条正确的叙述： （1）一个进程的状态发生变化总会引起其它一些进程的状态发生变化。 （2）进程被挂起（suspend）后，状态变为阻塞状态。 （3）信号量的初值不能为负数。 （4）线程是 CPU 调度的基本单位，但不是资源分配的基本单位。 （5）在进程对应的代码中使用 wait、signal 操作后，可以防止系统发生死锁。 （6）管程每次只允许一个进程进入。 （7）wait、signal 操作可以解决一切互斥问题。 （8）程序的顺序执行具有不可再现性。 35.在引入线程的操作系统中，资源分配和调度的基本单位是（A） ，CPU 调度和 分配的基本单位是（B） 。 A： （1）程序； （2）进程； （3）线程； （4）作业。 B： （1）程序； （2）进程； （3）线程； （4）作业。 36.在三种基本类型的操作系统中， 都设置了 （A） ， 在批处理系统中还应设置 （B） ； 在分时系统中除了（A）以外，通常还设置了（C） ，在多处理机系统中则还需设 置（D） 。 A： （1）剥夺调度； （2）作业调度； （3）进程调度； （4）中级调度； （5）多处理 机调度。 B： （1）剥夺调度； （2）作业调度； （3）进程调度； （4）中级调度； （5）多处理 机调度。 C： （1）剥夺调度； （2）作业调度； （3）进程调度； （4）中级调度； （5）多处理 机调度。 D： （1）剥夺调度； （2）作业调度； （3）进程调度； （4）中级调度； （5）多处理 机调度。 37.在面向用户的调度准则中， （A）是选择实时调度算法的重要准则， （B）是选 择分时系统中进程调度算法的重要准则， （C）是批处理系统中选择作业调度算 法的重要准则，而（D）准则则是为了照顾紧急作业用户的要求而设置的。 A： （1）响应时间快； （2）平均周转时间短； （3）截止时间的保证； （4）优先权 高的作业能获得优先服务； （5）服务费低。 B： （1）响应时间快； （2）平均周转时间短； （3）截止时间的保证； （4）优先权 高的作业能获得优先服务； （5）服务费低。 C： （1）响应时间快； （2）平均周转时间短； （3）截止时间的保证； （4）优先权 高的作业能获得优先服务； （5）服务费低。 D： （1）响应时间快； （2）平均周转时间短； （3）截止时间的保证； （4）优先权 高的作业能获得优先服务； （5）服务费低。 38.支持多道程序设计的操作系统，在运行过程中不断地选择新进程运行来实现 CPU 的共享，但其中（A）不是引起操作系统选择新进程的直接原因。 A： （1）执行进程的时间片用完； （2）执行进程出错； （3）执行进程要等待某一 事件发生； （4）有新进程进入就绪队列。 39、一般情况下，互斥信号量的初值为 B 。
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A. 0
C. 2 D. 4 第三部分 是非题 1．进程是动态的概念 （对） 2．进程执行需要处理机 （对） 3．进程是有生命期的 （对） 4．进程是指令的集合 （错） 5．操作系统的一重要概念是进程，因此不同进程所执行的代码也一定不同（错） 7．操作系统用 PCB 管理进程，用户进程可以从 PCB 中读出与本身运行状况有关 的信息 （错） 8． 进程同步是指某些进程之间在逻辑上的相互制约关系 （对） 9.在一个只有单个 CPU 的计算机中，进程不能并行操作。 错。一个进程在利用 CPU 运行，另一个进程可以同时进行 I/O 操作，它们是并 行的。 10.线程可以分为内核级（Kernel Thread）和用户级（User Thread）两种，操 作系统不可以直接调度用户级的线程。对。 第四部分 填空题 12．在一个单处理机系统中，若有5个用户进程，且假设当前时刻为用户态，则 处于就绪状态的用户进程最多有 4个，最少有0 个。 23、系统中共有5个用户进程，且当前 CPU 在用户态下执行，则最多可有 个 用户进程处于就绪状态，最多可有 个用户进程处于阻塞状态；若当前在核心 态下执行，则最多可有 个用户进程处于就绪状态，最多可有 个用户进 程处于阻塞状态。4，4，5，5 29、进程通信的类型有 、 、 三类，其中 利用共享文件进行通信。共享 存储器、消息系统、管道通信、管道通信 30、为实现消息缓冲队列通信，应在 PCB 中增加 、 、 三个数据项。消息 队列首指针 mq；消息队列互斥信号量 mutex;消息队列资源信号量 sm 31.在直接通信方式中，系统通常提供的两条通信原语如下，请选择适当的参数 填入。 Send((A),(B)); Receive((C),(B)); A： （1）sender； （2）receiver； （3）text； （4）message； （5）mailbox。 B： （1）sender； （2）receiver； （3）text； （4）message； （5）mailbox。 C： （1）sender； （2）receiver； （3）text； （4）message； （5）mailbox。 32.使用 mail 命令的信箱通信属于（A） ，因为信息是被发送到接收方的（B）中； 使用 write 命令，实现的是（C）通信，因为信息是被发送到接收方的（D）中； 使用共享文件进行通信的方式属于（E）通信。 A： （1）共享存储器； （2）实时通信； （3）消息缓冲通信； （4）非实时通信； （5） 管道通信。 B： （1）消息缓冲队列； （2）内存； （3）信箱； （4）消息缓冲区； （5）屏幕； （6 ） 共享存储器。 C： （1）共享存储器； （2）实时通信； （3）消息缓冲通信； （4）非实时通信； （5） 管道通信。 D： （1）消息缓冲队列； （2）内存； （3）信箱； （4）消息缓冲区； （5）屏幕； （6） 共享存储器。
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B. 1

E： （1）共享存储器； （2）实时通信； （3）消息缓冲通信； （4）非实时通信； （5） 管道通信。 33、在采用用户级线程的系统中，OS 进行 CPU 调度的对象是 ；在采用内核支 持线程的系统中，CPU 调度的对象是 。进程，线程 34、线程之所以能减少并发执行的开销是因为 。线程基本不拥有资源 35、进程通信的常用方式有 直接通信 和 间接通信 等。 40、I/O 型进程是指 花费 I/O 时间多于计算的进程 ，而 CPU 型进程是指 花费计算多于 I/O 时间的进程 。 41、当时间片轮转算法的时间片足够大时，这个算法就等同于 FIFO 算法。
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第五部分 解析题
1.进程的定义是什么？它最少有哪几种状态？ 2.进程与线程的主要区别是什么？ 3、什么是进程的互斥与同步？同步和互斥这两个概念有什么联系和区别？ 解： （1） 同步：两个事件的发生有着某种时序上的关系，进程间的同步关系是指 系统中往往有几个进程共同完成一个任务； （2） 互斥是进程间的另外一种关系。由于各进程要共享资源。而有些资源往 往要求排他性地使用； （3） 互斥是一种特殊的同步关系。 4. 图给出了4个进程合作完成某一任务的前驱图，试说明这4个进程间的同步关 系，并用 P、V 操作描述它。
S1 S2 S3 S4 解：图说明任务启动后 S1先执行。当 S1结束后，S2、S3可以开始执行。S2、S3 完成后，S4才能开始执行。为了确保这一执行顺序，设3个同步信号量 b2、b3、 b4分别表示进程 S2、S3、S4是否可以开始执行，其初值均为0。进程同步描述如 下： //可用两种方法来解决 //S1不必判断能否开始 //b2、b3、b4起初全部为0，表示都不可开始 int b2=0;//表示进程 S2是否可以开始执行 int b3=0;//表示进程 S3是否可以开始执行 int b4=0;//表示进程 S4是否可以开始执行 //也可分为 b42、b43 main() { cobegin S1(); S2(); S3(); S4(); Coend }
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S1() { … v(b2); v(b3); } S2() { p(b2); … v(b4); //v(b42) } S3() { p(b3); … v(b4); //v(b43) } S4() {//因为在 S2及 S3完成时均对 b4做了 v 操作，因此这里要用两个 p 操作 p(b4);//p(b42) p(b4);//p(b43) … } 5.桌上有一空盘，允许存放一只水果。爸爸可向盘中放苹果，也可向盘中放桔 子，儿子专等吃盘中的桔子，女儿专等吃盘中的苹果。规定当盘空时一次只能 放一只水果供吃者取用，请用 P、V 原语实现爸爸、儿子、女儿三个并发进程的 同步。 解：设置3个信号量 S、SO、SA，信号量 S 表示盘子是否为空，其初值为1；信号 量 SO 表示盘中是否有桔子，其初值为0；信号量 SA 表示盘中是否有苹果，其初 值为0。 同步描述： int S=1; int SA=0; int SO=0; main() { cobegin father(); son(); daughter(); coend }
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father() { while(1) { p(S);//盘子是否空 将水果放入盘中; if(放入的是桔子)v(SO);//变形 else v(Sa) //很少有学生如此做！而这却是本题的关键 } } son() { while(1) { p(SO);//盘子中有无桔子 从盘中取出桔子; v(S); 吃桔子; } } daughter() { while(1) { p(SA);//盘子中有无苹果 从盘中取出苹果; v(S); 吃苹果; } } 6.在单处理机的分时系统中，分配给进程 P 的时间片用完后，系统进行切换， 结果调度到的仍然是进程 P。有可能出现上述情形吗？如果可能请说明理由。 解：有可能出现上述情况。例如，若在进程 P 时间片用完后，被迫回到就 绪队列时，就绪队列为空，这样进程 P 就是就绪队列中唯一的一个进程，于是 调度程序选中的进程必然是进程 P；又如在按优先级调度的系统中，就绪队列按 进程优先级排列，在进程 P 时间片用完之后回到就绪队列时，若其优先级高于 当前队列中的其他进程，则它将排在就绪队列之首，从而再次被调度程序选中 并投入运行。
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7.哲学家甲请哲学家乙、丙、丁到某处讨论问题，约定全体到齐后开始讨论问 题；在讨论的间隙4位哲学家进餐，每人进餐时都需使用刀、叉各一把，餐桌上 的布置如图。请用信号量及 P、V 操作说明这4位哲学家的同步、互斥过程。 解：在本题中，应设置4个信号量 fork1、fork2、knife1、knife2，其初值均为 1，分别表示资源叉1、叉2、刀1、刀2是否可用。同步描述如下： int fork1=1; int fork2=1; int knife1=1; int knife2=1; main() { cobegin Pa(); Pb(); Pc(); Pd(); Coend } Pa() { while(1) { p(knife1); p(fork1); 进餐； v(knife1); v(fork1); 讨论问题； } } Pb() { while(1) { p(knife2); p(fork1); 进餐； v(knife2); v(fork1); 讨论问题； } } Pc() {
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while(1) { p(knife2); p(fork2); 进餐； v(knife2); v(fork2); 讨论问题； } } Pd() { while(1) { p(knife1); p(fork2); 进餐； v(knife1); v(fork2); 讨论问题； } } 8. 请用信号量实现对某数据库的读者－写者互斥。 要求： （1）读者与写者之间互斥，写者与写者之间互斥。 （2）读者之间不互斥。 解：本题是读者－写者问题。在本题中，允许读进程同时读数据库，但写进程 正在写数据库时不允许其他进程读该数据库，也不允许其他进程写该数据库。 为了解决读、写进程之间的同步，应该设置2个信号量和一个共享变量：读互斥 信号量 rmutex，用于使读进程互斥地访问共享变量 count，其初值为1；写互斥 信号量 wmutex，用于实现写进程与读进程的互斥及写进程与写进程的互斥，其 初值为1； 共享变量 count， 用于记录当前正在读数据库的读进程数目， 初值为0。 其工作过程描述如下： Semaphore rmutex=1; Semaphore wmutex=1; Int count=0; Main() { Cobegin Reader(); Writer(); Coend } Reader()
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{ While(true) { P(rmutex); If(count==0) p(wmutex); Count ++; V(rmutex); 读数据库； P(rmutex); Count --; If (count==0) v(wmutex); V(rmutex); } } Writer() { While(true) { P(wmutex); 写数据库； V(wmutex); } } 注意：正确理解信号量 rmutex 的意义是理解读者－写者问题的关键。Rmutex 是 一个互斥信号量，用于使读进程互斥地访问共享变量 count。信号量 rmutex 并 不表示读进程的数目，表示读进程数目的是共享变量 count。当一个读进程要读 数据库时，应将读进程计数 count 增加1；如果此前（count 加1以前）数据库中 无读进程，还应对写互斥信号量 wmutex 做 p 操作，这样，若数据库中无写进程 则通过 p 操作阻止后续写进程写，若数据库中有写进程，则通过 p 操作让读进 程等待。同理，当一个读进程完成读数据库操作时，应将读进程计数 count 减 少1；如果此时（count 减1以后）数据库中已无读进程，还应对写互斥信号量 wmutex 做 v 操作，以允许写进程写。 9.就绪队列中有10个进程，系统将时间片设为200ms，CPU 进行进程切换要花费 10ms，试问系统开销所占的比率约为多少？ 解：因就绪队列中有10个进程，它们以时间片轮转的方式使用 CPU，时间片长度 为200ms。当一个时间片用完时，调度进程将当前运行进程设置为就绪状态并放 入就绪队列尾，再从就绪队列首选择进程投入运行，这一过程（进程切换）要 花费时间10ms。因此系统开销所占比率为：10/（200+10）=4.8% 10.在单 CPU 和两台输入/输出设备（I1，I2）的多道程序设计环境下，同时投 入三个作业 Job1、Job2、Job3运行。这三个作业对 CPU 和输入/输出设备的使用 顺序和时间如下所示： Job1:I2(30ms);CPU(10ms);I1(30ms);CPU(10ms);I2(20ms)
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Job2:I2(20ms);CPU(20ms);I2(40ms) Job3:CPU(30ms);I1(20ms); CPU(10ms);I1(10ms) 假定 CPU、I1、I2都能并行工作，Job1优先级最高，Job2次之，Job3优先级最 低，优先级高的作业可以抢占优先级低的作业的 CPU 但不抢占 I1和 I2。试求： 三个作业从投入到完成分别需要的时间 从投入到完成的 CPU 利用率 I/O 设备利用率。 解：三个作业并发执行时的工作情况如图4.2所示。 （1）由上图可以看出 Job1从投入到运行完成需要110ms，Job2从投入到运行完 成需要90ms，Job3从投入到运行完成需要110ms. （2）CPU 在时间段60ms 到70ms，80ms 至90ms，100ms 至110ms 期间空闲，所以 CPU 的利用率为： （110-30）/110=72.7% （1） 设备 I1在时间段20ms 到40ms，90ms 至100ms 期间空闲，所以设备 I1的 利用率为： （110-30）/110=72.7%；设备 I2在时间段30ms 至50ms 期间空 闲，所以设备 I2的利用率为： （110-20）/110=81.8%。 11.试利用 Bernstein 条件证明上题中的 S2和 S3语句是可以并发执行的，而 S3和 S4语句是不能并发执行的？ 【解】 （1） ∵R(S2) ∩ W( S3)={}； W(S2) ∩ R(S3)={}； W(S2) ∩ W(S3)={}； ∴R(S2) ∩ W( S3)∪ W(S2) ∩ R(S3)∪ W(S2) ∩ W(S3)={} ∴S2、S3可以并发执行 （2）∵R(S3) ∩ W( S4)={}； W(S3) ∩ R(S4)={c}； W(S3) ∩ W(S4)={}; ∴R(S3) ∩ W( S4)∪ W(S3) ∩ R(S4)∪ W(S3) ∩ W(S4)={c}不是空集 ∴S3，S4不能并发执行 12.什么是临界资源（P16）和临界区（P50）？ 【解】那些多个进程必须互斥访问的方式来实现资源共享的硬件资源和软件资 源叫临界资源。 我们把在每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区。 13、在 OS 中引起进程调度的主要因素有哪些？ 【解】 在 OS 中引起进程调度的主要因素有： （1）缺乏资源。正在运行的进程因为某个条件不能满足，不得不进入阻塞状态， 此时，运行进程被撤下，引起调度使另一个进程进入运行 （2）时间片到。如果是分时系统或者以时间片作为激励调度的系统，时间片是 引起硬件激励的主要因素，每当时间片到，正在运行的进程被暂时停止，将它 再次排入就绪队列，引起调度使另一就绪进程进入运行。 （3）外部中断。外部中断信号也将引起调度，如打印机打印完成，通过打印通 道或者信号线路传送一激励信号，将原等待进程唤醒重新进入运行，或引起调
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度使另一进程运行。 （4）进程结束。进程正常执行完毕，退出并终止，此时将激励系统调度另一进 程进入运行。 14.有两个进程 P1和 P2，它们执行的过程如下： P1: 10秒 CPU 操作、20秒 I/O 操作（设备1） 、5秒 CPU 操作、10秒 I/O 操作 （设备2） 、5秒 CPU 操作、结束 P2: 15秒 I/O 操作（设备1） 、10秒 CPU 操作、15秒 I/O 操作（设备2） 、10秒 CPU 操作、结束 （1） 如果进程 P1和 P2顺序执行，请画出进程 P1和 P2执行情况图； （2） 如果进程 P1和 P2并发执行，请画出进程 P1和 P2执行情况图； （3） 分别计算在（1）和（2）情况下，CPU 的利用率、设备1和设备2的利 用率。 解： (1) P1: CPU I/O(DEV2) CPU I/O(DEV1) CPU 0 P2: 10 CPU 65 75 30 35 45 CPU 90 P1 CPU(P1) CPU(P2) CPU CPU(P2) 100 P1 CPU 50
I/O(DEV1) 50 (2)
I/O(DEV2)
I/O(DEV1)(P2) I/O(DEV1)(P1) I/O(DEV2)(P2) I/O(DEV2) 0 10 15 25 (3) 在情况（1）下， CPU 的利用率=40/100=40% 设备1的利用率=35/100=35% 设备2的利用率=25/100=25% 在情况（2）下， 35 40 50 55
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CPU 的利用率=40/55=73% 设备1的利用率=35/55=64% 设备2的利用率=25/55=45% 15.在五状态图中，假如计算机只有一个 CPU，如果系统中有 N 个进程： （1）运行的进程最多几个，最少几个；就绪进程最多几个最少几个；等待进程 最多几个，最少几个？ （2）有没有这样的状态转换，为什么？ 等待—>运行 ； 就绪—>等待 （3）一个进程状态的转换是否会导致另一个进程的状态转换，请列出所有的可 能。 解： （1）如果系统中有 N 个进程， 运行的进程最多1个，最少0个；就绪进程最多 N-1 个最少0个；等待进程最多 N 个，最少0个。 （2）没有这样的状态转换。 （3） 新建 到 就绪 导致 运行 到 就绪 就绪 到 运行 导致 无 运行 到 就绪 导致 就绪 到 运行 运行 到 等待 导致 就绪 到 运行 等待 到 就绪 导致 就绪 到 等待 运行 到 结束 导致 就绪 到 运行
14、我们把进程中与 有关的程序段称为临界区。 15、任一个进入临界区的进程必须在 时间内 临界区。 16、PV 操作由 和 组成，是对 进行操作。 17、P 操作将信号量的值 ，若结果小于0，则该进程置为 状态，V 操作将信号量的值 ，若 结果 ，则释放一个等待信号量的进程。 18、当并发进程存在竞争关系时必须 地使用资源，当并发进程存在协作关系时必须必须 ， 分别称为 和 19、利用信号量实现进程 ，应为临界区设置一个信号量 Mutex，初值为 ，表示该资源尚未 使用，临界区应置于 和 原语之间。 20、进程的同步是指并发进程之间的一种 关系，一个进程的执行依赖另一个进程的 ，当一个进程没有得到它时应 ，直到被 。 21、形成死锁的起因是 和 。 22、死锁的四个必要条件是 、 、 、 。 23、检测到死锁后可采用 、 或 等办法来解除死锁 1、每个进程都包刮(进程控制块)、(程序段)和(数据段)3个组成部分。 2、一个程序运行在不同的数据集上就构成了不同的(进程)，分别得到不同的结果。 3、进程在执行过程中不同时刻的3中基本状态是(运行状态)、 (就绪状态)和(等待状态)。 4、进程是一个(独立存在)的实体，它有自己的生命周期。它因(创建 )而产生，因(调度 )而 16

运行，因(等待某件事 )而被阻塞(进入等待态)，因( 得不到资源)而被撤销。 5、进程在执行过程中状态不断(变化 )，但在某一时刻，进程当且仅当处于3种基本状态之 一。 6、进程在运行中申请资源得不到满意，则它从(运行 )态变成(阻塞 )态。 7、处于等待态的进程，其他外围设备工作结束，则它变成(就绪 )态。 8、 进程从运行态变成就绪态， 主要原因是(时间片到 )和(出现优先级更高的进程进行中断 )。 9、有多个进程等待分配 CPU 时，系统按一定的(优先级 )，从处于就绪态的进程中选择( 第 一)个进程，让他占有 CPU，并使它状态变成(运行 )态。 10、进程刚被创建是它的状态是 新建? 11、操作系统依据 (系统内核)对进程进行控制和管理 12、进程有两种基本队列 和 13、时间片是指允许进程一次占用处理器的 。时间片轮转调度算法常用于 (分时)操作系统 中。 14、我们把进程中与(临界资源进行操作)有关的程序段称为临界区。 15、任一个进入临界区的进程必须在 有限时间内进入 临界区。 16、 PV 操作由 p 操作即申请资源 和 v 操作即释放一个资源 组成， 是对信号量? 进行操作。 17、P 操作将信号量的值减1 ，若结果小于0，则该进程置为(阻塞) 状态，V 操作将信号量 的值加 ，若结果 大于0，则释放一个等待信号量的进程。 18、当并发进程存在竞争关系时必须 地使用资源，当并发进程存在协作关系时必须必须 ， 分别称为 和 19、利用信号量实现进程 ，应为临界区设置一个信号量 Mutex，初值为1 ，表示该资源尚 未使用，临界区应置于 和 原语之间。 20、进程的同步是指并发进程之间的一种协同合作 关系，一个进程的执行依赖另一个进程 的 某些操作 ，当一个进程没有得到它时应 ，直到被 。 21、形成死锁的起因是 多个进程抢占资源和资源不能被分配各进程都进入等待 。 22、死锁的四个必要条件是 1互斥条件2请求和保持条件3不剥夺条件4循环等待条件 。 23、检测到死锁后可采用 、 或 等办法来解除死锁(破坏4个条件的任意一个即可，可通过 不同算法实现
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