【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 、特權(quán)指令錯(cuò)、運(yùn)行超時(shí)、等待超時(shí)、算術(shù)運(yùn)算錯(cuò)、I/O 故障）、外界干預(yù)（操作員或操作系 統(tǒng)干預(yù)、父進(jìn)程請(qǐng)求、父進(jìn)程終止）。13．在創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程時(shí)所要完成的主要工作是什么？答：（1）OS 發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求創(chuàng)建新進(jìn)程事件后，調(diào)用進(jìn)程創(chuàng)建原語Creat()；（2）申請(qǐng)空白PCB；（3）為新進(jìn)程分配資源；（4）初始化進(jìn)程控制塊；（5）．在撤銷一個(gè)進(jìn)程時(shí)所要完成的主要工作是什么？答：（1）根據(jù)被終止進(jìn)程標(biāo)識(shí)符，從PCB 集中檢索出進(jìn)程PCB，讀出該進(jìn)程狀態(tài)。（2）若被終止進(jìn)程處于執(zhí)行狀態(tài)，立即終止該進(jìn)程的執(zhí)行，置調(diào)度標(biāo)志真，指示該進(jìn)程被 終止后重新調(diào)度。（3）若該進(jìn)程還有子進(jìn)程，應(yīng)將所有子孫進(jìn)程終止，以防它們成為不可控進(jìn)程。（4）將被終止進(jìn)程擁有的全部資源，歸還給父進(jìn)程，或歸還給系統(tǒng)。（5）將被終止進(jìn)程PCB 從所在隊(duì)列或列表中移出，等待其它程序搜集信息。15．試說明引起進(jìn)程阻塞或被喚醒的主要事件是什么？答：；；；．進(jìn)程在運(yùn)行時(shí)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(jìn)程A 和B，如果A 提出打印請(qǐng)求，系統(tǒng)已把唯一的 一臺(tái)打印機(jī)分配給了進(jìn)程B，則進(jìn)程A 只能阻塞；一旦B 釋放打印機(jī)，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(jìn)程A 通過單緩沖向進(jìn)程B 提供數(shù)據(jù)。當(dāng)緩沖空時(shí)，計(jì)算進(jìn)程因不能獲得所需數(shù)據(jù)而阻塞，當(dāng)進(jìn)程A 把數(shù)據(jù)輸入緩沖區(qū)后，便喚醒進(jìn)程B；反 之，當(dāng)緩沖區(qū)已滿時(shí)，進(jìn)程A 因沒有緩沖區(qū)放數(shù)據(jù)而阻塞，進(jìn)程B 將緩沖區(qū)數(shù)據(jù)取走后便 喚醒A。17．為什么進(jìn)程在進(jìn)入臨界區(qū)之前應(yīng)先執(zhí)行“進(jìn)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(shí)現(xiàn)多個(gè)進(jìn)程對(duì)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(jìn)程便可進(jìn)入臨界區(qū)對(duì)資源進(jìn)行訪問，并設(shè)置正被訪問標(biāo)志，如果正被訪問，則本進(jìn)程不能進(jìn)入臨界區(qū)，實(shí)現(xiàn)這一功能的代碼為“ 北京石油化工學(xué)院信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系6/48 《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》習(xí)題參考答案余有明與計(jì)07和計(jì)G09的同學(xué)們編著 6/48 進(jìn)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(fù)未被訪問標(biāo)志，使其它進(jìn)程能再訪問此 臨界資源。？為什么？答：同步機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循的基本準(zhǔn)則是：空閑讓進(jìn)、忙則等待、有限等待、讓權(quán)等待原因：為實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥進(jìn)入自己的臨界區(qū)。 和signal。答：wait(S)：0 時(shí)，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(jìn)程請(qǐng)求一個(gè)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(gè)，因此描 :=；signal(S)：執(zhí)行一次signal操作，意味著釋放一個(gè)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(gè)，:=+1 操作。若加1 ≤0，則表 示在該信號(hào)量鏈表中，仍有等待該資源的進(jìn)程被阻塞，因此應(yīng)調(diào)用wakeup 原語， 鏈表中的第一個(gè)等待進(jìn)程喚醒。20．你認(rèn)為整型信號(hào)量機(jī)制是否完全遵循了同步機(jī)構(gòu)的四條準(zhǔn)則？答：整型信號(hào)量機(jī)制不完全遵循同步機(jī)制的四條準(zhǔn)則，它不滿足“讓權(quán)等待”準(zhǔn)則。21．如何利用信號(hào)量機(jī)制來實(shí)現(xiàn)多個(gè)進(jìn)程對(duì)臨界資源的互斥訪問？并舉例說明之。答：為使多個(gè)進(jìn)程互斥訪問某臨界資源，只需為該資源設(shè)置一互斥信號(hào)量mutex，并設(shè)其 初值為1，然后將各進(jìn)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(gè)欲訪問該臨界資源的進(jìn)程在進(jìn)入臨界區(qū)之前，都要先對(duì)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(jìn)程便可進(jìn)入自己的臨界區(qū)，這時(shí)若再有其他進(jìn)程也欲進(jìn)入自己的臨界區(qū)，此時(shí)由于對(duì)mutex 執(zhí)行wait操作定會(huì)失敗，因而該進(jìn)程阻塞，從而保證了該臨界資源能被互斥訪問。當(dāng)訪問臨界資源的進(jìn)程退出臨界區(qū) 后，應(yīng)對(duì)mutex執(zhí)行signal 操作，釋放該臨界資源。利用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥的進(jìn)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(yīng)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(fèi)者問題中，如果缺少了signal(full)或signal(empty),對(duì)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(gè)生產(chǎn)者進(jìn)程開始就沒有改變信號(hào)量full 值，即使緩沖池產(chǎn)品已滿，但full 值還是0，這樣消費(fèi)者進(jìn)程執(zhí)行wait(full)時(shí)認(rèn)為緩沖池是空 而取不到產(chǎn)品，消費(fèi)者進(jìn)程一直處于等待狀態(tài)。如果缺少signal(empty)，在生產(chǎn)者進(jìn)程向n個(gè)緩沖區(qū)投滿產(chǎn)品后消費(fèi)者進(jìn)程才開始從中取產(chǎn)品，這時(shí)empty=0，full=n，那么每當(dāng)消費(fèi)者進(jìn)程取走一個(gè)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(gè)空緩沖區(qū)，生產(chǎn)者進(jìn)程要想 再往緩沖池中投放產(chǎn)品也會(huì)因?yàn)樯暾?qǐng)不到空緩沖區(qū)被阻塞。24．在生產(chǎn)消費(fèi)者問題中，如果將兩個(gè)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?？紤]系統(tǒng)中緩沖區(qū)全滿時(shí)，若一生產(chǎn)者進(jìn)程先執(zhí)行了wait(mutex)操作并獲得成功，則當(dāng)再執(zhí)行wait(empty)操作時(shí)，它將因失敗而進(jìn)入阻塞狀態(tài)，它期待消費(fèi)者進(jìn)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(jìn)入自己的臨 界區(qū)的其他生產(chǎn)者和所有消費(fèi)者進(jìn)程全部進(jìn)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(jìn)程對(duì)臨界資源的釋放次序，而 不會(huì)引起系統(tǒng)死鎖，因此可以互換位置。25．我們?cè)跒槟骋慌R界資源設(shè)置一把鎖W，當(dāng)W=1時(shí)表示關(guān)鎖，當(dāng)W=0時(shí)表示鎖已打開。試寫出開鎖和關(guān)鎖的原語，并利用他們實(shí)現(xiàn)互斥。答：整型信號(hào)量：lock(W): while W=1 do noopW:=1。unlock(W): W:=0。記錄型信號(hào)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(fèi)者問題解法中的錯(cuò)誤: 答： producer: begin repeat ?producer an item in nextp。wait(mutex)。wait(full)。/* 應(yīng)為wait(empty),而且還應(yīng)該在wait(mutex)的前面 */ buffer(in):=nextp。/* 緩沖池?cái)?shù)組游標(biāo)應(yīng)前移: in:=(in+1)mod n。*/ signal(mutex)。8 /* signal(full)。*/ until false。end consumer: begin repeat wait(mutex)。wait(empty)。/* 應(yīng)為wait(full),而且還應(yīng)該在wait(mutex)的前面 */ nextc:=buffer(out)。out:=out+1。/* 考慮循環(huán)，應(yīng)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(hào)量均被初始化為1，第i 位哲學(xué)家的活動(dòng)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(cè)量控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，把所采集的數(shù)據(jù)送一單緩沖區(qū)；計(jì)算任務(wù)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(duì)該數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作的一組過程；④對(duì)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(dāng)一個(gè)進(jìn)程調(diào)用了管程，在管程中時(shí)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(jìn)程不釋放管程，則其它進(jìn)程無法進(jìn)入管程，被迫長(zhǎng)時(shí)間地等待。為了解決這個(gè) 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(fèi)者問題？答：首先建立一個(gè)管程，命名為ProclucerConsumer，包括兩個(gè)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(dāng)count≥n 時(shí)，表示緩沖池已滿，生產(chǎn)者須 等待。（2）get（item）過程。消費(fèi)者利用該過程從緩沖池中取出一個(gè)產(chǎn)品，當(dāng)count≤0 時(shí)，表示緩沖池中已無可取的產(chǎn)品，消費(fèi)者應(yīng)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(jìn) 程在整個(gè)運(yùn)行過程中所需要的所有臨界資源，一次性地全部分配給進(jìn)程，用完后一次性釋放。解決生產(chǎn)者－消費(fèi)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