操作系统第六次作业.doc

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1、操作系统第五次作业6.1第一个著名的正确解决两个进程的临界区问题的软件方法是Dekker设计的。两个进程P0和P1共享以下变量：       booleanflag[2];  /*initiallyfalse*/       intturn;进程Pi(i==0或1)的结构见图6.25，另一个进程是Pj(j==0或1)。试证明这个算法满足临界区问题的所有三个要求。答：临界区的问题的解答必须满足以下三个条件：1)     互斥：如果进程Pi在其临界区内执行，那么其他进程都不能在其临界区内执行。2)     有空让进：如果没有进程在其临界

2、区内执行且有进程需进入临界区，那么只有那些不在剩余区内执行的进程可参加选择，以确定谁能下一个进入临界区，且这种选择不能无限推迟。3)     有限等待：从一个进程做出进入其临界区的请求，直到该请求允许为止，其他进程被允许进入其临界区的次数有上限。为了表述方便，接下来用0,1来代替i，j；首先两个进程共享以下变量：       booleanflag[2];  /*initiallyfalse*/       intturn;flag用来记录谁要访问临界区，就让对应的flag=true（例如P0要访问临界区，就让flag[0]=tru

3、e），相当于“举手示意我要访问”。初始值为0表示一开始没人要访问。trun用于标识当前允许谁进入，turn=0则P0可进入，turn=1则P1可进入。接下来看进程P0的逻辑do{flag[0]=true;  //首先P0举手示意我要访问while(flag[1]){ //看看P1是否也举手了if(turn==1){    //如果P1也举手了，那么就看看到底轮到谁flag[0]=false;   //如果确实轮到P1，那么P0先把手放下（让P1先）while(turn==1);//donothing //只要还是P1的时间，P0就不

4、举手，一直等flag[0]=true;     //等到P1用完了（轮到P0了），P0再举手}}//Criticalsection     //访问临界区turn=1;           //P0访问完了，把轮次交给P1，让P1可以访问flag[0]=false;       //P0放下手//remaindersection  //剩余区}while（1）；P1的逻辑和P0相同：do{flag[1]=true;  //首先P1举手示意我要访问while(flag[0]){ //看看P0是否也举手了if(turn==0){    

5、//如果P0也举手了，那么就看看到底轮到谁flag[1]=false;   //如果确实轮到P0，那么P1先把手放下（让P0先）while(turn==0);//donothing //只要还是P0的时间，P1就不举手，一直等flag[1]=true;     //等到P0用完了（轮到P1了），P1再举手}}//Criticalsection     //访问临界区turn=0;           //P1访问完了，把轮次交给P0，让P0可以访问flag[1]=false;       //P1放下手//remaindersect

6、ion  //剩余区}while（1）；为了证明第一点，要注意到只有当flag[0]=true并且turn==0的时候，进程P0才会进入临界区。而当flag[0]=true，flag[1]=true表示P0和P1都想进入临界区的时候，P0和P1谁能进入临界区取决于turn的值，当turn==0时，P0可以进入，当turn=1时，P1可以进入；turn的值只可能是0或1，而不可能同时为两个值，所以一次只能有一个进程在临界区内，满足互斥的条件。为了证明第二点和第三点，应注意到，只要条件flag[1]=true，turn==1成立，fla

7、g[0]的值就会被设置成false，并且P0陷入while循环语句，那么P0就能被阻止进入临界区。如果P1不准备进入临界区（flag[1]=false）或者没有轮到P1进入临界区（turn==0），那么P0就能进入临界区。当P1退出临界区的时候，它会设置flag[0]=true，以允许P0进入临界区。当P0访问完之后退出临界区，它会设置turn==1和flag[0]=false，表示P0访问完了，把轮次交给P1，让P1能够访问，所以P1会进入临界区，满足前进的条件；同时P1最多在P0进入临界区一次之后就能进入，满足有限等待的条件。综

8、上所述，Dekker算法是满足临界区问题的所有三个要求的。6.4请解释为什么自旋锁不适用于单处理器系统中，而是往往使用于多处理器系统中？自旋锁是专为防止多处理器并发而引入的一种锁，它在内核中大量应用于中断处理等部分（对于单处理器来说，