1、操作系統第二章復習題一、選擇最合適的答案1. 用P、 V 操作管理臨界區時，信號量的初值一般應定義為（C ） 。A. - 1D.任意值2. 有 m 個進程共享同一臨界資源，若使用信號量機制實現對一臨界資源的互斥訪問，則信號量的變化范圍是（ A ） 。至-（m-1） 至m-1 至-m 至m3. 在下面的敘述中，正確的是（C ） 。A. 臨界資源是非共享資源B. 臨界資源是任意共享資源C.臨界資源是互斥共享資源 D.臨界資源是同時共享資源4. 對進程間互斥地使用臨界資源，進程可以（D ）A. 互斥地進入臨界區B. 互斥地進入各自的臨界區C.互斥地進入同一臨界區D.互斥地進入各自的同類資源的臨界區5

2、.設兩個進程共用一個臨界資源的互斥信號量mutex,當mutex= 1時表示（B ）。A. 一個進程進入了臨界區，另一個進程等待B.沒有一個進程進入臨界區C.兩個進程都進入了臨界區D.兩個進程都在等待6.設兩個進程共用一個臨界資源的互斥信號量mutex,當mutex=-1時表示（A ）。A. 一個進程進入了臨界區，另一個進程等待B.沒有一個進程進入臨界區C.兩個進程都進入了臨界區D.兩個進程都在等待7 .當一進程因在記錄型信號量 S上執行P（S）操作而被阻塞后，S的值為（B ）。A.0 B.0 D. 0 B.0 D. 2） , 且當前處理機沒有執行進程調度程序，下述情況哪些可能發生（BCD ）

3、 。A. 沒有運行的進程，有2 個進程處于就緒狀態，n 個進程處于等待狀態。B. 一個進程處于運行狀態,n-1個進程處于等待狀態。C. 一個進程處于運行狀態，1 個進程處于就緒狀態，n-2 個進程處于等待狀態。D. 一個進程處于運行狀態，n-1 個進程處于就緒狀態，沒有進程處于等待狀態三、判斷正誤，錯誤的簡要說明理由1 . 一個臨界資源可以對應多個臨界區。（V）2 互斥地使用臨界資源是通過互斥地進入臨界區實現的。（X） 表達不確切，應該是互斥的進入同類臨界區。3 同步信號量的初值一般為1。 （X）互斥信號量的初值一般為1；而同步信號量的初值應視具體情況而定。4 .生產者一消費者問題是一個既有同

4、步又有互斥的問題。（V）5 .進程A B共享變量x,需要互斥執行；進程B、C共享變量y, B、C也需要互斥執行，因此，進程 A、C 必須互斥執行。（X） 不具有傳遞性。6. 單道程序系統中程序的執行也需要同步和互斥。（X）單道程序系統不具有并發性，因此不需要同步和互斥。7. P、V操作都是原語操作。（V ）8. 進程執行的相對速度不能由進程自己來控制。（V ）9. 利用信號量的P、 V 操作可以交換大量信息。（ X ）10. 同步是指并發進程之間存在的一種制約關系。（V ）11. 一般來說，用戶進程的PCB存放在用戶區，系統進程的PCB存放在操作系統系統區。（X ）12. 進程可以由程序、數據

5、和進程控制塊描述。（V ）13. 進程是程序在一個數據集合上的過程，它是系統進行資源分配和調度的一個獨立單位。（，）。四、填空題1、 在操作系統中引入線程概念的主要目的是（ 縮短系統切換的時空開銷，提高程序執行并發度） 。2、引入了線程的操作系統中，資源分配的基本單位是（ 進程），CPU分配的基本單位是（線程）。3、 進程的基本狀態由執行、（就緒） 、 （阻塞） 。4、 進程的基本特征是（動態性） 、 （并發性）、 （獨立性）、 （異步性）、 （結構特征）。5、 信號量的物理意義是當信號量值大于0 時表示（系統當前可用資源數目）；當信號量值小于0 時，其絕對值為（因請求該資源而被阻塞的進程數目

6、）。6、進程由（程序段）、（數據段）、（PCB）三部分組成。7、 進程是一個程序對某個數據集的（一次執行過程）。8、 若一個進程已進入臨界區，其他欲進入臨界區的進程必須（等待）。9、 程序并發執行與順序執行時相比產生了一些新特征，分別是（間斷性）、 （失去封閉性）、 （不可再性）。10、 采用用戶級線程的系統中，處理器調度的對象是（進程）；采用內核支持的線程系統中，處理器調度的對象是（線程）。11、 高級通信方式分為三大類：（共享存儲器系統）、 （消息傳遞系統）、 （管道通信系統）。12、 在一個多道程序系統中，進程之間存在著不同關系可以劃分為兩大類：其中（同步）指進程間存在一定的邏輯關系，需

7、要在執行次序上協調；（互斥）指進程間在使用共享資源方面的約束關系。解決上述兩個問題的一種常用的方法是(信號量機制)。五、簡答題1、在操作系統中為什么要引入進程概念？P37答：因為在多道程序環境下，程序的執行屬于并發執行。可是與此同時，他們將失去其封閉性，并具有問 斷性及不可再現性的特征。這決定了通常的程序是不能參與并發執行。為了使程序能并發執行，且為了對 并發執行的程序加以描述和控制，人們引入了 “進程”的概念。2、試說明PCB的作用。P41答： OS調度進程的主要數據，依據記錄進程的有關信息，供系統對進程進行控制，標志進程的存在3、試從調度性、并發性、擁有資源及系統開銷4個方面對進程和線程進

8、行比較。P73答：A.在引進線程的OS中，把線程作為獨立跳讀和分派的基本單位，而把進程作為資源擁有的基本單位。B.在引進線程的OS中，不僅進程間可并發執行，而且同一進程的多個線程亦可并發執行，因而使 OS具有 更好的并發性。C.進程始終是資源的一個獨立單位，而線程自己不擁有系統資源，但是它可以訪問其隸屬進程的資源。D.在創建、撤銷和切換進程方面，進程開銷遠大于線程。4、同步機構應遵循哪些基本準則？ P50答：A.空閑讓進B.忙著等待C.有限等待D.讓權等待5、線程具有哪些屬性？ P73-74答：A.輕型實體B.獨立調度和分派的基本單位 C可并發執行D共享進程資源六、解答題1.某車站售票廳，任何

9、時刻最多可容納 20名購票者進入，當售票廳中少于 20購票者時，則廳外的購票 者可立即進入，否則需在外面等待。若把一個購票者看作一個進程，請回答下列問題：(1)用P、V操作管理這些并發進程時，應怎樣定義信號量？寫出信號量的初值以及信號量各種取值的含 義。(2)根據所定義的信號量，把應執行的 P、V操作填入下述程序中，以保證進程能夠正確地并發執行。COBEGIN PROCESS Pi(i=1,2,)Begin進入售票廳；購票； 退出；End；COEND( 3)若欲購票者最多為n 個人，寫出信號量可能的變化范圍(最大值和最小值)。解：售票廳問題：(1)定義一信號量S,初始值為20。S0 S 的值表

10、示可繼續進入售票廳的人數S=0 表示售票廳中已有20 名顧客S0 |S| 的值為等待進入售票廳中的人數(2) 上線為 P(S) 下線為 V(S)(3)S 的最大值為20， S 的最小值為20-N， N 為某一時刻需要進入售票廳的最大人數。2 進程之間存在哪幾種相互制約關系？各是什么原因引起的？下列活動分別屬于哪種制約關系？( 1)若干同學去圖書館借書；( 2)兩隊舉行籃球比賽；( 3)流水線生產的各道工序；( 4)商品生產和社會消費。解：進程間存在著2 種相互制約的關系：直接制約關系(即同步問題)和間接制約關系(即互斥問題)。同步問題是存在邏輯關系的進程之間相互等待所產生的制約關系，互斥問題是

11、相互無邏輯關系的進程間競爭使用相同資源所發生的制約關系。(1) 屬于互斥關系，因為書的個數是有限的，一本書只能借給一個同學；(2) 屬于互斥關系，籃球只有一個，兩隊都要爭奪；(3) 屬于同步關系，各道工序的開始都依賴前道工序的完成；(4) 屬于同步關系，商品沒生產出來，消費無法進行，商品未消費完，生產也無須進行。3.設有兩個優先級相同的進程 P1和P2如下。信號量S1和S2的初值均為0,試問P1、P2并發執行結 束后， x=?， y=?， z=?進程P1進程P2y:=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+

12、y;z:=x+z;解：因為P1和P2是兩個并發進程，所以進程調度程序調度P1和P2的順序是不確定的。這里不妨假設P1先執行。進程P1執行到語句P(S2)時，S2= -1 ,進程P1阻塞。此時，y=3, z=4。當進程 調度程序調度到進程P2時，由于進程P1已執行了 V(S1),進程P2在執行P(S1)時并未阻塞而繼續執行， 當執行到V(S2)時，將P1喚醒，分成兩種情況：(1)然后執行P2最后一個語句z:=x+z ,此時x=5, z=9。當進程P1再次被調度時，繼續執行P1的最后一個語句，此時y=12, 最終結果是：x=5， y=12， z=9。(2)如果當P2進程執行到V(S2)時，將P1喚

13、醒，然后P2進程被中斷，此時x=5, y=3,z=4。P1進程開始 執行然后執行最后一個語句 y:=z+y ,此時x=5, y=7,z=4。然后P2進程被調度，執行z:=x+z ,此時x=5, y=7， z=9。如果P2先執行，則執行結果與上面相同。4. 桌上有一空盤，只允許存放一個水果。爸爸可向盤中放蘋果，也可向盤中放桔子。兒子專等吃盤中的桔子，女兒專等吃盤中的蘋果。規定當盤中空時一次只能放一只水果供吃者取用，請用P、 V 原語實現爸爸、兒子、女兒三個并發進程的同步。分析在本題中，爸爸、兒子、女兒共用一個盤子，且盤中一次只能放一個水果。當盤子為空時，爸爸可將一個水果放入果盤中。若放入果盤中的是蘋果，則允許女兒吃，兒子必須等待；若放入果盤中的是桔子，則允許兒子吃，女兒必須等待。本題實際上是生產者-消費者問題的一種變形。這里，生產者放入緩沖區的產品有兩類，消費者也有兩類，每類消費者只消費其中固定的一類產品。解在本題中，應設置三個信號量 S、Sa Sa,信號量S表示盤子是否為空，其初值為1;信號量So表示盤 中是否有桔子，其初值為0；信號量Sa 表示盤中是否有蘋果，其初值為0。son()while