【正文】 先求出進(jìn)程的剩余請(qǐng)求矩陣. 進(jìn)程 資源最大需求 已分配資源 剩余資源請(qǐng)求 P0 7, 5, 3 0, 1, 0 7, 4, 3 P1 3, 2, 2 2, 1, 0 1, 1, 2 P2 9, 0, 2 3, 0, 2 6, 0, 0 P3 2, 2, 2 2, 1, 1 0, 1, 1 P4 4, 3, 3 0, 0, 2 4, 3, 1 系統(tǒng)剩余資源向量A=(3,2,2)，在進(jìn)程剩余資源請(qǐng)求矩陣中找，是否有一行，選進(jìn)程P1，滿足它的全部資源請(qǐng)求，它在有限時(shí)間內(nèi)能釋放全部資源，并標(biāo)記它為完成使系統(tǒng)剩余資源向量A=(5,3,2).之后再重復(fù)上述過程，從而找到了一個(gè)進(jìn)城完成序列為：P1,P3,P4,P2,P0 (2’)。如果分配的話，則系統(tǒng)剩余的資源向量為（0，1，2），這時(shí)無法找到一個(gè)安全序列。①T0時(shí)刻是否為安全狀態(tài)？若試，請(qǐng)給出安全序列。 餓死：在系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)采用的資源分配算法不當(dāng)，雖然每個(gè)資源占有者都在有限時(shí)間內(nèi)釋放它所占的資源，但仍然使一些進(jìn)程永遠(yuǎn)得不到資源的一種錯(cuò)誤現(xiàn)象。 若存在循環(huán)等待，設(shè)在環(huán)路上的一組進(jìn)程為{P0,P1,P2,…,Pn}，這里Pi等待進(jìn)程Pi+1占有資源Ri（下角標(biāo)取模運(yùn)算，從而，Pn等待p0占有的資源）。 4死鎖預(yù)防的基本思想是什么?死鎖避免的基本思想是什么?答:死鎖預(yù)防的基本思想是:要求進(jìn)程申請(qǐng)資源是遵循某種協(xié)議,從而打破產(chǎn)生思索的四個(gè)必要條件中的一個(gè)或幾個(gè),保證系統(tǒng)不會(huì)進(jìn)入死鎖狀態(tài). 死鎖避免的基本思想是:對(duì)進(jìn)程所發(fā)出的每一個(gè)申請(qǐng)資源命令加以動(dòng)態(tài)地檢查,在資源分配過程中若預(yù)測(cè)有發(fā)生死鎖的可能性,. 5什么是死鎖的安全序列?何謂系統(tǒng)是安全的？答：進(jìn)程的安全序列{P1,P2,…,PN}是這樣組成的：若對(duì)于每個(gè)進(jìn)程Pi（1=I=n），它需要的附加資源可以被系統(tǒng)中當(dāng)前可用資源加上所有進(jìn)程Pj（ji）當(dāng)前占有資源之和所滿足，則{ P1,P2,…,PN }為一個(gè)安全序列。 不可搶占條件——一個(gè)進(jìn)程所占有的資源再用完之前，其他進(jìn)程不能強(qiáng)行奪走資源，只能由該進(jìn)程用完之后主動(dòng)釋放。死鎖發(fā)生的四個(gè)基本條件有互斥條件、請(qǐng)求保持條件（占有且等待條件）、非剝奪條件（不可搶占條件）和環(huán)路條件（循環(huán)等待條件） 。就是說，在資源分配過程中若預(yù)測(cè)有發(fā)生死鎖的可能性，則加以避免。(4’)算法描述如下：(`6’=2’*3) 進(jìn)程R 進(jìn)程C 進(jìn)程P L1: L2: L3:P(S0) P(S1) P(S2)P(mux) P(mux) P(mux)讀一個(gè)數(shù)據(jù) 從緩沖區(qū)中取一個(gè) 從緩沖區(qū)中讀 送緩沖區(qū) 數(shù)據(jù)處理后放回去 輸出數(shù)據(jù)V(mux) V(mux) V(mux)V(S1) V(S2) V(S0) 打印gotoL1: gotoL2: gotoL3:名詞解釋1死鎖是指在一個(gè)進(jìn)程集合中的每個(gè)進(jìn)程都在等待僅由該集合中的另一個(gè)進(jìn)程才能引發(fā)的事件而無限期地僵持下去的局面。進(jìn)程R負(fù)責(zé)從輸入設(shè)備上讀數(shù)據(jù)，每讀一個(gè)后把它存放在緩沖區(qū)buf的一個(gè)單元中；進(jìn)程C負(fù)責(zé)從緩沖區(qū)讀數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，之后將處理結(jié)果再送入緩沖區(qū)的一個(gè)單元中；進(jìn)程P負(fù)責(zé)從緩沖區(qū)讀進(jìn)程C處理的結(jié)果并打印。令信號(hào)s1, s2的初值為0，已知z=2，試問p1, p2并發(fā)運(yùn)行結(jié)束后x=? y=? z=? 進(jìn)程p1 進(jìn)程p2 y := 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 解答：（分析過程略 2’）從結(jié)果來看，兩個(gè)進(jìn)程無論誰(shuí)先誰(shuí)后，結(jié)果都是一樣的?！?1’)　　意義：(`3’=1’*3)　　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(購(gòu)票者)　　　S0　|S|的值為等待進(jìn)入售票廳的人數(shù)　　(2)上空格為P(S) (2’) ；下空格為V(S)　(2’)　(3)S的最大值為20 (1’ )；S的最小值為20－n　(1’ )9在公共汽車上，司機(jī)和售票員各行其職，司機(jī)負(fù)責(zé)開車和到站停車；售票員負(fù)責(zé)售票和開門關(guān)門，當(dāng)售票員關(guān)好車門后，駕駛員才能開車行使。若把一個(gè)購(gòu)票者看作一個(gè)進(jìn)程，請(qǐng)回答下列問題：　　(1)用PV操作管理這些并發(fā)進(jìn)程時(shí)，應(yīng)怎樣定義信號(hào)量，寫出信號(hào)量的初值以及信號(hào)量各種取值的含義。利用信號(hào)量機(jī)制保證其正常執(zhí)行。 (3’)end. 7在一個(gè)飛機(jī)訂票系統(tǒng)中，多個(gè)用戶共享一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。 P(S1)。 end //同方向過河的人站滿橋墩時(shí),重新申請(qǐng)計(jì)數(shù) R=R+1。用S1信號(hào)量保護(hù)計(jì)數(shù)器，其初值為1，R的初值為0；互斥使用橋的信號(hào)量用S表示，其初值為1。若一個(gè)橋墩只能站一個(gè)人，過河的人只能沿著橋向前走而不能向后退。下面用兩個(gè)過程描述對(duì)表格應(yīng)執(zhí)行的動(dòng)作： 登記過程：(`2’) 擦除過程：(`2’) begin begin P(empty) P(mutex) P(mutex) 找到自己的登記項(xiàng)擦除 找到一個(gè)登記項(xiàng)登記 V(mutex) V(mutex) V(empty) end end 為了正確地描述讀者的動(dòng)作，可以將讀者看成進(jìn)程。解：為了描述閱覽室，用一個(gè)登記表來記錄其使用情況。(4’)住宿登記及注銷過程的算法描述如下： 住宿登記：(`3’) begin p(empty) //檢查有無床位 p(mutex) //申請(qǐng)登記 找出一個(gè)空床位將名字登入表中 v(mutex) end 注銷過程：(`3’) begin p(mutex) //申請(qǐng)退房 找出自己的登記項(xiàng)，并刪除該項(xiàng)的登記 v(mutex) v(empty)end. 5有一個(gè)閱覽室，共有100個(gè)座位。(4’)用P、V操作表達(dá)購(gòu)票者的工作過程如下：(`4’)empty,mutex:semaphore。試問：1） 購(gòu)票者之間是同步還是互斥？用P、V操作表達(dá)購(gòu)票者的工作過程。這里type代表隊(duì)列的類型，它的取值為輸入、輸出和空白。答：假定用信號(hào)量s代表任一隊(duì)列的可用緩沖區(qū)個(gè)數(shù)。若考慮互斥共享緩沖區(qū)，請(qǐng)自己加上。B2S1=2。 B0S1=2。試用P、V操作寫出三個(gè)進(jìn)程之間的同步及互斥流程。 管程具有以下特性： ① 管程內(nèi)部的局部數(shù)據(jù)變量只能被管程內(nèi)定義的過程所訪問，不能被管程外面聲明的過程直接訪問② 進(jìn)程要想進(jìn)入管程，必須調(diào)用管程內(nèi)的某個(gè)過程③ 一次只能有一個(gè)進(jìn)程在管程內(nèi)執(zhí)行，而其余調(diào)用該管程的進(jìn)程都被掛起，等待該管程成為可用的。④ 線程在執(zhí)行過程中，需要協(xié)作同步。9什么是線程？它與進(jìn)程有什么關(guān)系？答：線程是進(jìn)程中實(shí)施調(diào)度和分派的基本單位。⑵如果S=0,則該進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行。當(dāng)多個(gè)進(jìn)程都等待同一信號(hào)量時(shí)，它們就排成一個(gè)隊(duì)列，由信號(hào)量的指針項(xiàng)指出該隊(duì)列的隊(duì)首。 進(jìn)程間的同步是指：異步環(huán)境下的一組并發(fā)進(jìn)程因直接制約相互發(fā)送消息而進(jìn)行相互合作、相互等待，是各進(jìn)程按一定的速度執(zhí)行的過程。答：進(jìn)程至少有三種基本狀態(tài)：運(yùn)行狀態(tài)、就緒狀態(tài)和阻塞狀態(tài)（或等待狀態(tài)） 。 3試比較進(jìn)程和程序的區(qū)別答：（1）進(jìn)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念，而程序是一個(gè)靜態(tài)的概念，程序是指令的有序集合，無執(zhí)行含義，進(jìn)程則強(qiáng)調(diào)執(zhí)行的過程。 2有人說，一個(gè)進(jìn)程是由偽處理機(jī)執(zhí)行的一個(gè)程序，這話對(duì)嗎？為什么？答：對(duì)。為此，人們引入了“進(jìn)程（Process）”這一概念來描述程序動(dòng)態(tài)執(zhí)行過程的性質(zhì)。16進(jìn)程通信是指進(jìn)程間的信息交換。14運(yùn)行態(tài)正在cpu上執(zhí)行的進(jìn)程所處的狀態(tài)。10管程管程是一種高級(jí)同步機(jī)制，一個(gè)管程定義一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和能為并發(fā)進(jìn)程在其上執(zhí)行的一組操作，這組操作能使進(jìn)程同步和改變管程中的數(shù)據(jù)。也就是說，這些具有伙伴關(guān)系的進(jìn)程在執(zhí)行次序上必須遵循確定的規(guī)律。3可再現(xiàn)性是指程序的執(zhí)行結(jié)果與程序運(yùn)行的速度無關(guān)。答：特權(quán)指令是一類只能在核心態(tài)下執(zhí)行的機(jī)器指令。③進(jìn)入方式不同。 11系統(tǒng)調(diào)用與過程調(diào)用在功能及實(shí)現(xiàn)上有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？答：相同點(diǎn)：兩者都由程序代碼構(gòu)成，可直接用高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（如C,C++和Perl語(yǔ)言）來編制；使用方式相同——以函數(shù)調(diào)用的形式出現(xiàn)，調(diào)用時(shí)傳送參數(shù)。10什么是處理機(jī)的核心態(tài)和用戶態(tài)？為什么要設(shè)置這兩種不同的狀態(tài)？答：當(dāng)執(zhí)行操作系統(tǒng)程序時(shí)，處理機(jī)處于核心態(tài)。8什么是分時(shí)系統(tǒng)，它有什么特征？答：分時(shí)系統(tǒng)：把處理機(jī)的運(yùn)行時(shí)間分成很短的時(shí)間片，按時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的方式，把處理機(jī)分配給各進(jìn)程使用。6不同類型的操作系統(tǒng)提供不同的功能。5試說明多道程序設(shè)計(jì)和多任務(wù)系統(tǒng)之間的關(guān)系答：多道程序設(shè)計(jì)是利用外設(shè)與cpu能夠并行處理的特性，在主存同時(shí)存放多個(gè)程序，使之在系統(tǒng)中交叉地使用cpu，從而提高系統(tǒng)資源的利用率。3操作系統(tǒng)的基本特征是什么？答：操作系統(tǒng)的基本特征是并發(fā)、共享和不確定。簡(jiǎn)答題1什么是操作系統(tǒng)？它的主要功能是什么？答：操作系統(tǒng)是控制和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)各種硬件和軟件資源，有效地組織多道程序運(yùn)行的系統(tǒng)軟件（或程序集合），是用戶與計(jì)算機(jī)之間的接口。13脫機(jī)I/O是指輸入/輸出工作不受主機(jī)直接控制，而由衛(wèi)星機(jī)專門負(fù)責(zé)完成I/O，主機(jī)專門完成快速計(jì)算任務(wù)，從而二者可以并行操作。每一個(gè)子功能稱作一條系統(tǒng)調(diào)用命令。8分時(shí)就是對(duì)時(shí)間的共享。5并發(fā)是指兩個(gè)或多個(gè)活動(dòng)在同一給定的時(shí)間間隔中進(jìn)行。名詞解釋1操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是管理和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)各種硬件和軟件資源，有效地組織多道程序運(yùn)行的系統(tǒng)軟件（或程序集合），是用戶與計(jì)算機(jī)之間的接口。這些作業(yè)共享CPU和系統(tǒng)中的其他資源。7吞吐量在一段給定的時(shí)間內(nèi)，計(jì)算機(jī)所能完成的總工作量。10系統(tǒng)調(diào)用是用戶在程序中能以“函數(shù)調(diào)用”形式調(diào)用的、由操作系統(tǒng)提供的子功能的集合。12命令解釋程序其主要功能是接收用戶輸入的命令，然后予以解釋并且執(zhí)行。例如，多個(gè)進(jìn)程同時(shí)占用內(nèi)存，從而對(duì)內(nèi)存共享；它們并發(fā)執(zhí)行時(shí)對(duì)cpu進(jìn)行共享；各個(gè)進(jìn)程在執(zhí)行過程中提出對(duì)文件的讀寫請(qǐng)求，從而對(duì)磁盤進(jìn)行共享等等。 應(yīng)用需求促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，也促進(jìn)了操作系統(tǒng)的不斷更新升級(jí)。要有效使用多重處理，必須采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)，而多道程序設(shè)計(jì)原則上不一定要求多重處理系統(tǒng)的支持。因?yàn)橐粋€(gè)程序也可以采用多任務(wù)處理機(jī)制。其主要特征是：用戶脫機(jī)使用計(jì)算機(jī)、成批處理、多道程序運(yùn)行。其主要特征是：對(duì)實(shí)時(shí)信息分析處理速度要比進(jìn)入系統(tǒng)快、要求安全可靠、資源利用率低。（2分）設(shè)置這兩種不同狀態(tài)的目的是為了保護(hù)操作系統(tǒng)程序（特別是其內(nèi)核部分），防止受到用戶程序的損害。過程調(diào)用只能在用戶態(tài)下運(yùn)行，不能進(jìn)入核心態(tài)，而系統(tǒng)調(diào)用是在核心態(tài)下運(yùn)行的。 12試說明特權(quán)指令和系統(tǒng)調(diào)用之間的區(qū)別與聯(lián)系。2封閉性是指只有程序本身的動(dòng)作才能改變程序的運(yùn)行環(huán)境。6同步是指進(jìn)程間共同完成一項(xiàng)任務(wù)時(shí)直接發(fā)生相互作用的關(guān)系。9線程線程是進(jìn)程中實(shí)施調(diào)度和分派的基本單位。13就緒態(tài)進(jìn)程已經(jīng)獲得了除cpu之外的全部資源，等待系統(tǒng)分配cpu，一旦獲得cpu，進(jìn)程就可以變?yōu)檫\(yùn)行態(tài)。處于阻塞態(tài)的進(jìn)程在邏輯上是不能運(yùn)行的，即使cpu空閑，它也不能占用cpu。用程序這個(gè)靜態(tài)的概念已不能如實(shí)反映程序并發(fā)執(zhí)行過程中的這些特征。進(jìn)程不能脫離開具體程序而獨(dú)立存在。這些并發(fā)進(jìn)程就相當(dāng)于由偽處理機(jī)執(zhí)行的程序。4進(jìn)程的基本狀態(tài)有哪些？試描繪進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。 6什么是進(jìn)程間的互斥？什么是進(jìn)程間同步？答：進(jìn)程間的互斥是指：一組并發(fā)進(jìn)程中的一個(gè)或多個(gè)程序段，因共享某一共有資源而導(dǎo)致它們必須以一個(gè)不許交叉執(zhí)行的單位執(zhí)行，即不允許兩個(gè)以上的共享該資源的并發(fā)進(jìn)程同時(shí)進(jìn)入臨界區(qū)。P，V操作原語(yǔ)是如何定義的？答：信號(hào)量一般是由兩個(gè)成員組成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)成員是整型變量，表示該信號(hào)量的值，它與相應(yīng)資源的使用情況有關(guān)；另一個(gè)是指向PCB的指針。P(S)順序執(zhí)行下述兩個(gè)動(dòng)作（1分）：⑴信號(hào)量的值減1，即S=S1。⑵如果S0,則該進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行；如果S=0,則釋放信號(hào)量隊(duì)列上的第一個(gè)PCB所對(duì)應(yīng)的進(jìn)程（把阻塞態(tài)改為就緒態(tài)）,執(zhí)行V操作的進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行。③ 處理機(jī)分給線程，即真正在處理機(jī)上運(yùn)行的是線程。 一個(gè)管程由四個(gè)部分組成，它們是管程名稱、局部與管程的共享數(shù)據(jù)的說明、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的一組過程和對(duì)該共享數(shù)據(jù)賦初值的語(yǔ)句。初始時(shí)，僅緩沖區(qū)0有一個(gè)消息。 B0S1,B0S2,B1S1,B1S2,B2S2:semaphore。B1S2=0。這里主要描述它們之間的同步關(guān)系。試描述進(jìn)程從任一緩沖隊(duì)列中得到一個(gè)緩沖區(qū)的過程get_buf(type,numb)和釋放一個(gè)緩沖區(qū)numb進(jìn)入緩沖隊(duì)列的過程put_buf(type,numb)。因此再引入一個(gè)互斥使用任一隊(duì)列的信號(hào)量mutex，其初值為1。如果廳內(nèi)已有100人，則在廳外等候。由于購(gòu)票者必須互斥地進(jìn)行購(gòu)票，故應(yīng)再設(shè)一個(gè)mutex，其初值為1。begin p(empty) p(mutex) 進(jìn)入廳內(nèi)購(gòu)票,