2022年操作系统习题第五章答案 .pdf

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1、第五章死锁习题答案一、单项选择题1.C 2.B 3.C 4.C 5.D 6.A 7.B 8.C 9.B 10.A 二、多项选择题ABCDE 三、判断题1. 题解 是。2分析限制共享资源互斥使用后仍可能引起系统死锁，可举例说明。例如，教材中五个哲学家问题，采用了PV 操作来保证共享资源的互斥使用，但还是发生了循环等待，且这种等待永远不能结束，引起了死锁。所以，资源的互斥使用不能保证系统不会死锁。题解 否。3. 分析 若任何一个进程在申请新资源前总是先归还已得到的资源，则任何进程都不会发生“占有且等待资源”的情况。 也就是说， 这种资源分配策略能破坏形成死锁的四个必要条件中的第二个条件，故可防止死

2、锁。题解是。四、填空题1. 保持申请，循环等待2 死锁预防，死锁避免，死锁恢复3预防4预先分配策略，有序分配5不安全6银行家7安全8重新启动、终止进程、剥夺资源、进程回退9循环等待10预先分配五、综合计算题1. 死锁是因竞争资源而引起的一种具有普遍性的现象, 在多道程序系统中, 由于多个并发进程共享系统的资源, 如使用不当有可能造成一种僵局, 即系统中两个或多个进程无限期地等待永远不会发生的条件, 在无外力的干预下, 这些进程都不能向前推进, 我们称之为死锁。死锁不仅在两个进程之间发生, 也可能在多个进程之间, 甚至在系统全部进程之间发生。当死锁发生时 , 一定布一个资源被无限期地占用而得不到

3、释放。饿死 是指系统中的每个资源占用者都在有限的时间内释放它所占用的资源,但是仍然存在申请者永远得不到资源的现象。因此, 在操作系统中 , 不仅要考虑如何防止 死锁 , 还要考虑如何避免 饿死 。2. 死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局, 若无外力的作用, 这些进程都将永远不能再向前推进。 所以 , 死锁是由于系统中多个进程所共享的资源不足以同时满足需要时, 引起对资源的竞争而产生的。但竞争资源不一定都会产生死锁, 因为只要进程推进顺序合法, 就不会产生死锁。3. T0时刻是安全状态, 因为可以找到一个安全的序列(P4,P5,Pl,P2,P3) 。不能分配。因为所剩余的资源数量不够。名

4、师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 可以分配。当分配完成后, 系统剩余的资源向量为(0,3,2),这时仍可找到一个安全的序列队, (P4,P5,Pl,P2,P3) 。不能分配。 若分配完成后 , 系统剩余的资源向量为(0,3, 匀, 这时无法找到一个安全的序列。4. (1)可能会发生死锁例如 : 进程 P1、P2和 P3分别获得资源S3、S1和 S2 后再继续申请资源时都要等待, 这是循环等待。( 或答进程在等待新源时

5、均不释放已占资源。) (2) 可有几种答案: A.采用静态分配由于执行前己获得所需的全部资源, 故不会出现占有资源又等待别的资源的现象( 或不l会出现循环等待资源现象) 。或 B.采用按序分配不会出现循环等待资源现象。或 C.采用银行家算法因为在分配时 , 保证了系统处于安全状态。5.解： (1)利用银行家算法对此T0 时刻的资源分配情况进行分析，可得此时刻的安全性分析情况：进程claim allocation need work AB C AB C AB C AB C P1 5 5 9 2 1 2 3 4 7 2 3 3 P2 5 3 6 4 0 2 1 3 4 P3 4 0 11 4 0

6、5 0 0 6 P4 4 2 5 2 0 4 2 2 1 4 3 7 P5 4 2 4 3 1 4 1 1 0 7 4 11 9 5 13 13 5 15 17 5 20 从上述情况分析中可以看出，此时存在一个安全序列：P4P5P1P2P3, 故该状态是安全的。(2)在 T0 时刻若进程P2 请求资源（ 0，3，4）,因请求资源数（0，3，4） 剩余资源数（ 2，3，3） ，所以不能分配。6. (1)利用银行家算法对此T0时刻的资源分配情况进行分析，可得此时刻的安全性分析情况：进程分配矩阵最大需求矩阵尚需资源矩阵可用资源A3 0 1 1 4 1 1 1 1 1 0 0 1 0 2 0 B 0

7、1 0 0 0 2 1 2 0 1 1 2 C 1 1 1 0 4 2 1 0 3 1 0 0 D 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 2 1 2 1 E 0 0 0 0 2 1 1 0 2 1 1 0 2 1 2 1 5 1 3 2 5 2 3 2 6 3 4 2 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 从上述情况分析中可以看出，此时存在一个安全序列：DEA BC, 故该状态是安全的。(2) 若进程 B 请

8、求 (0,0,1,0)(1,0,2,0), 假设满足分配，此刻分配情况如下进程分配矩阵最大需求矩阵尚需资源矩阵可用资源A3 0 1 1 4 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 B 0 1 1 0 0 2 1 2 0 1 0 2 C 1 1 1 0 4 2 1 0 3 1 0 0 D 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 2 1 1 1 E 0 0 0 0 2 1 1 0 2 1 1 0 2 1 1 1 5 1 2 2 5 2 3 2 6 3 4 2 从上述情况分析中可以看出，此时存在一个安全序列：DEA BC, 故该状态是安全的。（3）进程 E 也请求 (0,0,1,0) (

9、1,0,1,0) ，假设满足分配，此刻分配情况如下进程分配矩阵最大需求矩阵尚需资源矩阵可用资源A3 0 1 1 4 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 B 0 1 1 0 0 2 1 2 0 1 0 2 C 1 1 1 0 4 2 1 0 3 1 0 0 D 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 E 0 0 1 0 2 1 1 0 2 1 0 0 此时可用资源为（1，0，0，0） ，不能满足任何一个进程的需求，使得进程进入不安全状态，所以不能分配。7. 分析 本题要求限制进程申请的资源数来确保系统的安全，若要使系统不发生死锁则应保证系统处于“安全状态”，即要保证所有的进程能在

10、有限的时间里得到所需的资源。我们可以假设允许每个进程最多可以申请x 个资源 （1=x=m）那么， 最坏的情况是每个进程都已得到了（x1）个资源，现均要申请最后一个资源。因而，只要系统至少还有一个资源就可使其中一个或几个进程得到所需的全部资源，在它们执行结束后归还的资源又可供其它进程使用，故不可能发生死锁。也就是说，只要不等式n（x 1）1=m 成立，则系统一定不会发生死锁。题解 假设每个进程最多可以申请X 个资源，为保证系统不发生死锁，应该使下列不等式成立：n（x-1） 1=m 解上述不等式nx=nm-1 x=1(m-1)/n 于是可得到：当 m=n 时 x=1 当 mn 时 x=1+(m-1

11、)/n 讨论在实际的系统中每个进程需要多少个资源是由进程自己决定的，不能人为地去限制它。但是， 如果在设计系统时能预计到并发进程申请资源量的情况，则可用上述方法来预测系统的安全性。 只要系统拥有的资源数、可能并发执行的进程数、每个进程所需资源量之间的关系符合上述关系，则不必受资源分配策略的限制，只要有空闲资源就可分配给申请者，系统不会出现死锁现象。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 8. 题解 有上题可知，每个进程最

12、多可以申请3 台磁带机，共有 N 个进程，为保证系统不发生死锁， 应满足最坏的情况是每个进程都已得到了2 个资源， 现均要申请最后一个资源，系统中共有9 台磁带机，所以此时应满足2*N+1=9 ，解得 N=4. 9. 设每个进程对共享资源的最大需求量为x(0 x m)时,由于每个进程最多申请使用x 个资源,在最坏的情况下,每个进程都得到了(x-1) 个资源 i 并且都需申请最后一个资源。这时系统剩余资源数为:m-n(x-1) 。只要系统还有一个资源可用,就可使其中的一个进程获得所需的全部资源。 该进程运行结束后释放出它所占用的资源,其它进程的资源需求也可得到全部满足。因此 ,当 m-n(x-1) 1 时,即 x(m+n-1)/n 时系统不会发生死锁。进而可得系统中所有进程的最大需求量之和nx(m+n-1) 时系统不会发生死锁。该题中 ,所有进程最大需求量之和小于m+n,所以 ,该系统是死锁无关的。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -