操作系统算法题.pdf

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1、1.在信号量机制中，若P（S）操作是可中断的，则会有什么问题？答：P（S）的操作如下：BeginS.Value:=S.Value-1;①IfS.Value<0Then②BeginInsert(*,S.L);Block(*)③EndEnd.若P（S）可中断的，例如进程A在执行了语句①之后从CPU上退下了，假定此时S.Value＝0；这时换另一进程B，B又将S.Value的值减1使之为－1，在执行语句③时，B被阻塞；然后又换回A执行，由于A的"断点"是语句①之后，当它执行语句②时，由于这时S.Value已经是－1，故进程继续执行而

2、被阻塞。这就出现了错误：本来A操作P（S）操作后，S.Value＝0，是不应该被阻塞的，现在却被阻塞了。2.何谓临界区？下面给出的两个进程互斥的算法是安全的吗？为什么？＃definetrue;#definefalse;Intflag[2];flag[1]=flag[2]=false;enter-crtsec(i)inti;{While(flag[1-i])flag[i]=true;}feave-crtsec(i)Inti;{flag[i]=false;}processI;…Enter-crtsec(i);Incriticals

3、ection;Leave-crtsec(i);答：一次仅允许一个进程使用的资源称为临界资源，在进程中对临界资源访问的程序段称为临界区。从概念上讲，系统中各进程在逻辑上是独立的，它们可以按各自的速度向前推进。但由于它们共享某些临界资源，因而产生了临界区问题。对于具有临界区问题的并发进程，它们之间必须互斥，以保证不会同时进入临界区。这种算法不是安全的。因为，在进入临界区的enter-crtsec（）不是一个原语操作，如果两个进程同时执行完其循环（此前两个flag均为false），则这两个进程可同时进入临界区。3.当进程X和进程Y共

4、享某个资源r，进程并发执行时的程序如下：BeginS:semaphore:=1;CobeginProcessXBeginL1:P(S);使用资源r;V(S);GotoL1;End;ProcessYBeginL2:P(S);使用资源r;V(S);GotoL2;End;Coend;End;请回答：（1）两个进程并发执行时，能否保证互斥地使用资源？为什么？（2）若要使用两个进程交替使用资源，仍使用P、V操作来进行管理，写出应定义的信号量及其初值。（3）修改上述程序，使两个进程能交替使用资源r。答：当进程X和进程Y共享某个资源r，回答

5、各问如下：（1）能保证互斥使用资源。因为在两个进程中，"使用资源r"都是作为临界区，由于P(S)和V(S)操作保证了互斥执行，S的初值定义为1，符合要求。（2）要使两个进程交替使用资源，仅仅保证互斥使用是不够的，必须要两个进程互相等待互相通知。为此，必须定义新的信号量。定义两个私有信号量S1和S2。假定进程X先使用资源，那么进程X的私有信号量S1的初值定义为1，进程Y的私有信号量S2的初值定义为0。轮流使用可以保证互斥，因此信号量S可以不要。（3）两个进程可以改写为：BeginS1:semaphore:=1;S2:semaph

6、ore:=1;CobeginProcessXBeginL1:P(S1);使用资源r;V(S2);GotoL1;End;ProcessYBeginL2:P(S2);使用资源r;V(S1);GotoL2;End;Coend;End;4.某车站售票厅，任何时刻最多可容纳20名购票者进入，当售票少于20名购票者时，则厅外的购票者可立即进入，否则需在外面等待。若把一个购票者看作一个进程，请回答下列问题：（1）用P、V操作管理这些并发进程时，应怎样定义信号量？写出信号量的初值以及信号量各种取值的含义。（2）根据所定义的信号量，把应执行的P

7、、V操作填入下述程序中，以保证进程能够正确地并发执行。CobeginPROCESSPi(i=1,2,…)Begin进入售票厅；购票；退出；End;Coend(3)若欲购票者最多为n个人，写出信号量可能的变化范围（最大值和最小值）。答：售票厅问题解答如下：（1）定义一信号量S，初始值为20。S>0S的值表示可继续进入售票厅的人数；S=0表示售票厅中已有20名购票者；S<0

8、S

9、的值为等待进入售票厅中的人数。（2）上框为P(S)，下框为V(S)。（3）S的最大值为20，S的最小值为20－N，N为某一时刻需要进入售票厅的最多人数。5

10、.已经系统中有四个缓冲池M0，M1，M2，M3。其容量分别为3、2、3、2，现各缓冲区分别存在0、1、0、2个数据。现同时有四个进程P0、P1、P2、P3分别在各缓冲区间不断地移动数据（见图3.5）。例如，P0进程从M0向M1移动数据。试用信号量及其P、V（或signal，w