【文章內(nèi)容簡介】 、特權(quán)指令錯、運行超時、等待超時、算術(shù)運算錯、I/O 故障）、外界干預（操作員或操作系 統(tǒng)干預、父進程請求、父進程終止）。13．在創(chuàng)建一個進程時所要完成的主要工作是什么？答：（1）OS 發(fā)現(xiàn)請求創(chuàng)建新進程事件后，調(diào)用進程創(chuàng)建原語Creat()；（2）申請空白PCB；（3）為新進程分配資源；（4）初始化進程控制塊；（5）．在撤銷一個進程時所要完成的主要工作是什么？答：（1）根據(jù)被終止進程標識符，從PCB 集中檢索出進程PCB，讀出該進程狀態(tài)。（2）若被終止進程處于執(zhí)行狀態(tài)，立即終止該進程的執(zhí)行，置調(diào)度標志真，指示該進程被 終止后重新調(diào)度。（3）若該進程還有子進程，應將所有子孫進程終止，以防它們成為不可控進程。（4）將被終止進程擁有的全部資源，歸還給父進程，或歸還給系統(tǒng)。（5）將被終止進程PCB 從所在隊列或列表中移出，等待其它程序搜集信息。15．試說明引起進程阻塞或被喚醒的主要事件是什么？答：；；；．進程在運行時存在哪兩種形式的制約？并舉例說明之。答：（1）間接相互制約關(guān)系。舉例：有兩進程A 和B，如果A 提出打印請求，系統(tǒng)已把唯一的 一臺打印機分配給了進程B，則進程A 只能阻塞；一旦B 釋放打印機，A 才由阻塞改為就 緒。（2）直接相互制約關(guān)系。舉例：有輸入進程A 通過單緩沖向進程B 提供數(shù)據(jù)。當緩沖空時，計算進程因不能獲得所需數(shù)據(jù)而阻塞，當進程A 把數(shù)據(jù)輸入緩沖區(qū)后，便喚醒進程B；反 之，當緩沖區(qū)已滿時，進程A 因沒有緩沖區(qū)放數(shù)據(jù)而阻塞，進程B 將緩沖區(qū)數(shù)據(jù)取走后便 喚醒A。17．為什么進程在進入臨界區(qū)之前應先執(zhí)行“進入?yún)^(qū)”代碼？而在退出前又要執(zhí)行“退出 區(qū)”代碼？答：為了實現(xiàn)多個進程對臨界資源的互斥訪問，必須在臨界區(qū)前面增加一段用于檢查欲訪問 的臨界資源是否正被訪問的代碼，如果未被訪問，該進程便可進入臨界區(qū)對資源進行訪問，并設(shè)置正被訪問標志，如果正被訪問，則本進程不能進入臨界區(qū)，實現(xiàn)這一功能的代碼為“ 北京石油化工學院信息工程學院計算機系6/48 《計算機操作系統(tǒng)》習題參考答案余有明與計07和計G09的同學們編著 6/48 進入?yún)^(qū)”代碼；在退出臨界區(qū)后，必須執(zhí)行“退出區(qū)”代碼，用于恢復未被訪問標志，使其它進程能再訪問此 臨界資源。？為什么？答：同步機構(gòu)應遵循的基本準則是：空閑讓進、忙則等待、有限等待、讓權(quán)等待原因：為實現(xiàn)進程互斥進入自己的臨界區(qū)。 和signal。答：wait(S)：0 時，表示目前系統(tǒng)中這類資源還有可用的。執(zhí)行一次wait 操 作，意味著進程請求一個單位的該類資源，使系統(tǒng)中可供分配的該類資源減少一個，因此描 :=；signal(S)：執(zhí)行一次signal操作，意味著釋放一個單位的可用資源，使系統(tǒng)中可供分配 的該類資源數(shù)增加一個，:=+1 操作。若加1 ≤0，則表 示在該信號量鏈表中，仍有等待該資源的進程被阻塞，因此應調(diào)用wakeup 原語， 鏈表中的第一個等待進程喚醒。20．你認為整型信號量機制是否完全遵循了同步機構(gòu)的四條準則？答：整型信號量機制不完全遵循同步機制的四條準則，它不滿足“讓權(quán)等待”準則。21．如何利用信號量機制來實現(xiàn)多個進程對臨界資源的互斥訪問？并舉例說明之。答：為使多個進程互斥訪問某臨界資源，只需為該資源設(shè)置一互斥信號量mutex，并設(shè)其 初值為1，然后將各進程訪問該資源的臨界區(qū)CS置于wait(mutex)和signal(mutex)操作 之間即可。這樣，每個欲訪問該臨界資源的進程在進入臨界區(qū)之前，都要先對mutex 執(zhí)行 wait 操作，若該資源此刻未被訪問，本次wait 操作必然成功，進程便可進入自己的臨界區(qū)，這時若再有其他進程也欲進入自己的臨界區(qū)，此時由于對mutex 執(zhí)行wait操作定會失敗，因而該進程阻塞，從而保證了該臨界資源能被互斥訪問。當訪問臨界資源的進程退出臨界區(qū) 后，應對mutex執(zhí)行signal 操作，釋放該臨界資源。利用信號量實現(xiàn)進程互斥的進程描述 如下：Var mutex: semaphore:=1； begin parbegin process 1: begin repeat wait(mutex)； critical section signal(mutex)； remainder seetion until false； end process 2: begin repeat wait(mutex)； critical section signal(mutex)； remainder section until false； end parend22．試寫出相應的程序來描述圖217所示的前驅(qū)圖。答：（a）Var a, b, c, d, e, f, g, h。semaphore:= 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0。begin parbegin begin S1。signal(a)。signal(b)。end。begin wait(a)。S2。signal(c)。signal(d)。end。begin wait(b)。S3。signal(e)。end。begin wait(c)。S4。signal(f)。end。begin wait(d)。S5。signal(g)。end。begin wait(e)。S6。signal(h)。end。begin wait(f)。wait(g)。wait(h)。S7。end。parend end（b）Var a, b, c, d, e, f, g, h,i,j。semaphore:= 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,0,0, 0。begin parbegin begin S1。signal(a)。signal(b)。end。begin wait(a)。S2。signal(c)。signal(d)。end。begin wait(b)。S3。signal(e)。signal(f)。end。begin wait(c)。S4。signal(g)。end。begin wait(d)。S5。signal(h)。end。begin wait(e)。S6。signal(i)。end。begin wait(f)。S7。signal(j)。end。begin wait(g)。wait(h)。wait(i)。wait(j)。S8。end。parend end 23．在生產(chǎn)者消費者問題中，如果缺少了signal(full)或signal(empty),對執(zhí)行結(jié)果有何影響？ 答：如果缺少signal(full)，那么表明從第一個生產(chǎn)者進程開始就沒有改變信號量full 值，即使緩沖池產(chǎn)品已滿，但full 值還是0，這樣消費者進程執(zhí)行wait(full)時認為緩沖池是空 而取不到產(chǎn)品，消費者進程一直處于等待狀態(tài)。如果缺少signal(empty)，在生產(chǎn)者進程向n個緩沖區(qū)投滿產(chǎn)品后消費者進程才開始從中取產(chǎn)品，這時empty=0，full=n，那么每當消費者進程取走一個產(chǎn)品empty 值并不改變，7 直到緩沖池取空了，empty 值也是0，即使目前緩沖池有n 個空緩沖區(qū)，生產(chǎn)者進程要想 再往緩沖池中投放產(chǎn)品也會因為申請不到空緩沖區(qū)被阻塞。24．在生產(chǎn)消費者問題中，如果將兩個wait 操作即wait(full)和wait(mutex)互換位置，或者將signal(mutex)與signal（full）互換位置，結(jié)果如何？答：將wait(full)和wait(mutex)互換位置后，可能引起死鎖。考慮系統(tǒng)中緩沖區(qū)全滿時，若一生產(chǎn)者進程先執(zhí)行了wait(mutex)操作并獲得成功，則當再執(zhí)行wait(empty)操作時，它將因失敗而進入阻塞狀態(tài)，它期待消費者進程執(zhí)行signal(empty)來喚醒自己，在此之前，它不可能執(zhí)行signal(mutex)操作，從而使試圖通過執(zhí)行wait(mutex)操作而進入自己的臨 界區(qū)的其他生產(chǎn)者和所有消費者進程全部進入阻塞狀態(tài)，這樣容易引起系統(tǒng)死鎖。若signal(mutex)和signal(full)互換位置后只是影響進程對臨界資源的釋放次序，而 不會引起系統(tǒng)死鎖，因此可以互換位置。25．我們在為某一臨界資源設(shè)置一把鎖W，當W=1時表示關(guān)鎖，當W=0時表示鎖已打開。試寫出開鎖和關(guān)鎖的原語，并利用他們實現(xiàn)互斥。答：整型信號量：lock(W): while W=1 do noopW:=1。unlock(W): W:=0。記錄型信號量：lock(W): W:=W+1。if(W1)then block(W, L)unlock(W): W:=W1。if(W0)then wakeup(W, L)例子：Var W:semaphore:=0；begin repeat lock(W)。critical section unlock(W)。remainder section until false。end26．試修改下面生產(chǎn)者－消費者問題解法中的錯誤: 答： producer: begin repeat ?producer an item in nextp。wait(mutex)。wait(full)。/* 應為wait(empty),而且還應該在wait(mutex)的前面 */ buffer(in):=nextp。/* 緩沖池數(shù)組游標應前移: in:=(in+1)mod n。*/ signal(mutex)。8 /* signal(full)。*/ until false。end consumer: begin repeat wait(mutex)。wait(empty)。/* 應為wait(full),而且還應該在wait(mutex)的前面 */ nextc:=buffer(out)。out:=out+1。/* 考慮循環(huán)，應改為: out:=(out+1)mod n。*/ signal(mutex)。/* signal(empty)。*/ consumer item in nextc。until false。end 27．：Var chopstick:array[0,?,4] of semaphore。所有信號量均被初始化為1，第i 位哲學家的活動可描述為： Repeat Wait(chopstick[i])。Wait(.chopstick[(i+1)mod 5])。?。?Signal(chopstick[i])。Signal(chopstick[(i+1)mod 5])。?Think。Until false。28．在測量控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集任務，把所采集的數(shù)據(jù)送一單緩沖區(qū)；計算任務從該單 。答： mutex, empty, full: semaphore:=1, 1, 0。gather: begin repeat ??gather data in nextp。wait(empty)。wait(mutex)。buffer:=nextp。signal(mutex)。9 signal(full)。until false。end pute: begin repeat ??wait(full)。wait(mutex)。nextc:=buffer。signal(mutex)。signal(empty)。pute data in nextc。until false。end empty, full: semaphore:=1, 0。gather: begin repeat ??gather data in nextp。wait(empty)。buffer:=nextp。signal(full)。until false。end pute: begin repeat ??wait(full)。nextc:=buffer。signal(empty)。pute data in nextc。until false。end 29．畫圖說明管程由哪幾部分組成，為什么要引入條件變量？答：管程由四部分組成：①管程的名稱；②局部于管程內(nèi)部的共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)說明；③對該數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)進行操作的一組過程；④對局部于管程內(nèi)部的共享數(shù)據(jù)設(shè)置初始值的語句；當一個進程調(diào)用了管程，在管程中時被阻塞或掛起，直到阻塞或掛起的原因解除，而在此期 間，如果該進程不釋放管程，則其它進程無法進入管程，被迫長時間地等待。為了解決這個 問題，引入了條件變量condition。30．如何利用管程來解決生產(chǎn)者與消費者問題？答：首先建立一個管程，命名為ProclucerConsumer，包括兩個過程：（1）Put（item）過程。生產(chǎn)者利用該過程將自己生產(chǎn)的產(chǎn)品放到緩沖池，用整型變 量count 表示在緩沖池中已有的產(chǎn)品數(shù)目，當count≥n 時，表示緩沖池已滿，生產(chǎn)者須 等待。（2）get（item）過程。消費者利用該過程從緩沖池中取出一個產(chǎn)品，當count≤0 時，表示緩沖池中已無可取的產(chǎn)品，消費者應等待。PC 管程可描述如下：type producerconsumer =monitor Var in,out,count:integer。buffer:array[0,?,n1]of item。notfull，notempty:condition。procedure entry dot(item)begin if count=n then not 。buffer(in):=nextp。in:=(in+1)mod n。count:=count+1。if then 。end procedure entry get(item)begin if count答：為解決并行帶來的死鎖問題，在wait 操作中引入AND 條件，其基本思想是將進 程在整個運行過程中所需要的所有臨界資源，一次性地全部分配給進程，用完后一次性釋放。解決生產(chǎn)者－消費者問題可描述如下: var mutex,empty,full: semaphore:=1,n,0。buffer: array[0,...,n1] of item。in,out: integer:=0,0。begin parbegin producer: begin repeat ?produce an item in nextp。?wait(empty)。wait