操作系统习题答案.pdf

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1、CH3应用题参考答案1、有三个并发进程：R 负责从输入设备读入信息块，M 负责对信息块加工处理；P 负责打印输出信息块。今提供；1 )一个缓冲区，可放置K 个信息块；2 )二个缓冲区，每个可放置K 个信息块；试用信号量和P、V 操作写出三个进程正确工作的流程。答：1 )v ar B :array 0 ,k-l of it em;s read:s emaphore:=k;s manage:s emaphore:=0 ;s w rit e:s emaphore:=0 ;rpt r:int eger:=0 ;mpt r:int eger:=0 ;w pt r：int eger:=0 ;x :it e

2、mcobeginproces s reader;proces s manager;proces sw rit er;beginLI:read a mes s age int oxbegin；L2 :P(s manage)*beginL3 :P(s w nt e);P(s read);x:=B s w rit e;B rpt r:=x;w pt r:=(w pt r+l)mod k;Rpt r:=(rpt r+l)mod k;V(s read);V(s manage);print t he mes s age in x;Got o LI;got o L3;E nd;end;coend2 )v a

3、r A ,B :array 0 ,E nd;k-1 of it em;mpt r:=manage t hex:=B mpt r;(mpt r+1)mod k;mes s age in x;B mpt r:=x;V(s w rit e);got o L2;s Pu t l:s emaphore:=k;SPu t 2:s emaphore:=k;s get l:s emaphore:=0 ;s get 2 :s emaphore:=0 ;pu t l：int eger：=0 ;pu t 2：int eger:=0 ;get l：int eger：=0 ;get 2 :int eger:=0 ;co

4、beginproces s reader;proces s Writ er;beginbeginLI:read a mes s age int o x ;P(s get Z);P(SPu t l);=B get 2;A pu t l:=x ;get 2:=(get 2 +1 )mod k;Pu t l:=(pu t l+l)mod k;V(s pu t 2);V(s get l);print t he mes s age in x;Got o LI;got o L3;proces s n manager;beginL2 :P(s get l);L3 :x :=A get l;x :get l：

5、(get l+1 )mod k;V(s pu t l);manage t he mes s age int o x;P(s pu t 2);Pu t 2:=(pu t 2+1)mod k;V(s get 2);Got o L2;E nd;C oend2设有n 个进程共享一个互斥段，如果：(1 )每次只允许一个进程进入互斥段；(2 )每次最多允许m 个进程(m 簇 n)同时进入互斥段。试问：所采用的信号量初值是否相同？信号量值的变化范围如何？答：所采用的互斥信号量初值不同。1)互斥信号量初值为1 ,变化范围为-n+1 ,1 。当没有进程进入互斥段时，信号量值为1 ;当有1个进程进入互斥段但没有进

6、程等待进入互斥段时，信号量值为0 ；当有1个进程进入互斥段且有一个进程等待进入互斥段时，信号量值为-1 ;最多可能有n-l 个进程等待进入互斥段,故此时信号量的值应为-(n-1 )也就是-n+l。2 )互斥信号量初值为m,变化范围为-n+m,m。当没有进程进入互斥段时，信号量值为m；当有1个进程进入互斥段但没有进程等待进入互斥段时，信号量值为m-1 ：当有m 个进程进入互斥段且没有一个进程等待进入互斥段时，信号量值为0 :当有m 个进程进入互斥段且有一个进程等待进入互斥段时，信号量值为一1 ;最多可能有n-m 个进程等待进入互斥段，故此时信号量的值应为-(n-m)也就是-n+m.3有两个优先级

7、相同的进程Pl和 P2,各自执行的操作如下，信号量S1 和 S2 初值均为0。试问P l、P 2 并发执行后，x、y、z的值各为多少？Pl:P2:B eginbeginx:=l;Y:=l;Y:=y+3;x:=x+5;V(S1);P(S1);Z:=Y+1;X:X+Y;P(s 2);V(S2);Y:=z+y;z:=z+x;E ndend答：现对进程语句进行编号，以方便描述.P1 :P2 :beginbeginy ：=1 ；x :=1 ;y :=y+3 ；x ：x+5 ;V(S1);P(S1);Z:Y+1 ；x ：X+Y ;P(s 2);V(S2);Y:=z+y;z ：=Z+X；E ndend、和是

8、不相交语句，可以任何次序交错执行，而结果是唯一的。接着无论系统如何调度进程并发执行，当执行到语句时，可以得到X=1 0 ,y =4 o按B erns t ein条件，语句的执行结果不受语句的影响，故语句执行后得到z =5 o最后，语句和并发执行，这时得到了两种结果为：语句先执行：x =1 0 ,y =9 ,z=1 5 0语句先执行：x =1 0 ,y =1 9 ,z =1 5此外，还有第三种情况，语句被推迟，直至语句后再执行，于是依次执行以下三个语句：7：二 z +X:z :=y +1 ;y :=Z 十 y ;这时z的值只可能是y +1=5 ,故y =Z+Y=5 +4=9,而x =10。第三种

9、情况为：x =1 0 ,丫=9 ,Z=5 o4有一阅览室，读者进入时必须先在一张登记表上登记，该表为每一座位列出一个表目，包括座号、姓名，读者离开时要注销登记信息；假如阅览室共有1 0 0个座位。试用：1 )信号量和P、V操作；2 )管程，来实现用户进程的同步算法。答：1 )使用信号量和P、v操作：v ar n am e ：ar r ay 1 1 00o f A;A=r e c o r dn u m be r ：in t e ge r ;n am e：s t r in g;e n dfo r i:=1 t o 1 00 d o A i.n u m be r ：i；A i.n am e :n u

10、 l l;m u t e x ,s e at c o u n t :s e m ap ho r e ;i:in t e ge r ；m u t e x :=1 ;s e at c o u n t :=1 00;c o be gin(p r o c e s s r e ad e r!(v ar r e ad e n am e：s t r in g)(i=l ,2 ,)(P(s e at c o u n t );P(m u t e x );fo r i:=1 t o 1 00 d o i+if A i.n am e=n u l l t he n A i.n am e：r e ad e r n am

11、 e；r e ad e r ge t t he s e at n u m be r=i；n u m be rV(m u t e x )进入阅览室，座位号i,座下读书；P(m u t e x );A in am e：n u l l ;V(m u t e x );V(s e at c o u n t);离开阅览室；)c o e n d2 )使用管程操作：TYPE r e ad bo o k=m o n i t o rVAR R:condition;I,seatcount：integer;name：array 1:1 00 of string;DEFINE rcadercome,readerleav

12、e;USE check,wait,signal,release;Procedure readercome(readername)begincheck(IM);if seatcount1 00 wait(R,IM)seatcount:=seatcount+1 ;for i=l to 1 00 do i+if namei=null then namei:=readername;get the seat number=i;release(IM);endprocedure readerleave(readername)begincheck(IM);seatcount一 一;for i=1 to 1 0

13、0 do i+if name i readername then name i:null;release(IM);endbeginseatcount:=1 00;name:=null;endcobegin(process readeri(i=1 ,2.)beginreadercome(readername);read the book;readerleave(readername);leave the readroom;end)coend.5.在一个盒子里，混装了数量相等的黑白围棋子 现在用自动分拣系统把黑子、白子分开，设分拣系统有二个进程P 1 和 P2,其中P 1 拣白子；P 2 拣黑子。

14、规定每个进程每次拣一子；当一个进程在拣时，不允许另一个进程去拣；当一个进程拣了一子时，必须让另一个进程去拣.试写出两进程P 1和P 2能并发正确执行的程序。答1 :实质上是两个进程的同步问题，设信号量s i和s 2分别表示可拣白子和黑子，不失一般性，若令先拣白子。v ar SI,S2 :s e m ap ho r e;S1 :=1;S2 ：=0;c o be gin(p r o c e s s Plbe ginr e p e atP(SI);拣白子V(S2 );u n t il fal s e ;e n dp r o c e s s P2be ginr e p e atP(S2 );拣黑子V(

15、SI);u n t il fal s e ;e n d)c o e n d .答2 :TYPE p ic k u p-c he s s =MONITORVAR fl ag:bo o l e an ;S-bl ac k ,s-w hit e :c o d it io n ;DEFINE p ic k u p-bl ac k ,p ic k u p-w hit e ;USE w ait,s ign al ,c he c k ,r e l e as e ;p r o c e d u r e p ic k u p-bl ac k ;be ginc he c k(IM);if fl ag t he n

16、w ait(s-bl ac k,IM);fl ag:=t r u e;p ic k u p a bl ac k;s ign al(S-w hit e,IM);r e l e as e (IM);e n dp r o c e d u r e p ic k u p-w hit e ;be ginc he c k (IM);if n o t fl ag t he n w ait(S-w hit e,IM);fl ag:=fal s e ;p ic k u p a w hit e ;s ign al (S-bl ac k,IM);r e l e as e (IM);e n dbe ginfl ag:=

17、t r u e ;e n dm ain ()c o be ginp r o c e s s -B();p r o c e s s -W();c o e n d)p r o c e s s-B()be ginp ic k u p-c he s s,p ic k u p-bl ac k ();o t he r ;e n dp r o c e s s-W()be ginp ic k u p-c he s s,p ic k u p-w hit e();o t he r ;e n d6管程的同步机制使用条件变量和w ait及s ign al ,尝试为管程设计一种仅仅使用一个原语操作的同步机制。答：可以采

18、用形如w ait u n t il V条件表达式的同步原语。如w ait u n t il(n u m be r s u m +n u m be r 0、S=0、S 0表示还有共享资源可供使用。S阅表示共享资源正被进程使用但没有进程等待使用资源。S C oB、D、CD、E、BA、E、BECCDE、A、把语句编号,P1r e p e atk:=k X 2 ；k:=k+l ；u n t i l f al s e ;1 )K的初值为5 ,以便于描述：P2r e p e atp r i n t k ；k:=0 ；u n t i l f al s e ;故P l执行两个循环后,2 3 o2 )语句并发执

19、行有以下情况：、，这时的打印值为:、，这时的打印值为:、，这时的打印值为:、，这时的打印值为:、，这时的打印值为:、，这时的打印值为:由472 346462 32 3P 2并发执行，共享了变量K，故产生了2)K 结果不唯一。1 1证明信号量与管程的功能是等价的:(1)用信号量实现管程；(2 )用管程实现信号量。答：(1)用信号量实现管程；Ho a r e是用信号量实现管程的一个例子，详见课文内容。下面介绍另一种简单方法：每一个管程都对应一个m u t ex ,其初值为1 ,用来控制进程互斥调用管程。再设一个初值为0的信号量，用来阻塞等待资源的进程。相应的用信号量实现的管程库过程为：Va r m

20、 u t ex,c:s em a p h o r e;m u t ex:=1 ;c:=0 ;v o i d en t er-m o n i t o r ()/*进入管程代码，保证互斥P (m u t ex );)v o i d 1 ea v e-m o n i t o r-n o r m a l 1 y ()/*不发信号退出管程V(m u t ex );v o i d lea v e-w i t h-s i g a l(c)/*在条件c上发信号并退出管程，释放一个等待 c条件的进程。注意这时没有开放管程，因为刚刚被释放的进程己在管程中。V(c );)v o i d w a i t (c)/*等

21、待条件c ，开放管程(V(m u t ex );P (c);)(2 )用管程实现信号量。TYP E s em a p h o r e=m o n i t o rVA R S;c o n di t i o n ;C:i n t eg er ;D E F I N E P ,V;USE c h ec k,w a i t ,s i g n a l,r elea s e;p r o c edu r e Pb eg i nc h ec k(I M );C:=C-l:i f C 0 t h en w a i t (S,I M );r elea s e(I M );en dp r o c edu r e Vb

22、 eg i nc h ec k(I M ):C :=C +1 ;i f C WO t h en s i g n a l(S,I M );r elea s e(I M );en db eg i nC:=初值；E n d.1 2 证明消息传递与管程的功能是等价的：(1)用消息传递实现管程；(2 )用管程实现消息传递。答：(1 )用消息传递实现管程；用消息传递可以实现信号量(见1 3 (2 ),用信号量可以实现管程(见1 1(1),那么，把两种方法结合起来，就可以用用消息传递实现管程。(2)用管程实现消息传递。TYP E m a i lb o x=m o n i t o rVA R r ,k,c o

23、 u n t:i n t eg er ;b u ffer ：a r r a y 0*n-l o f m es s a g e;fu ll,em p t y:c o n di t i o n ;D E F I N E a dd,g et ;USE c h ec k,w a i t ,s i g n a l,r elea s e;p r o c edu r e a dd(r );b eg i nc h ec k(I M );i f c o u n t=n t h en w a i t (fu ll,I M );b u ffer r:=m es s a g e;r:=(r+1)m o d nc o

24、u n t:=c o u n t +1 ;i f c o u n t =1 t h en s i g h a l(em p t y ,I M );r elea s e(I M );en dp r o c edu r e g et (m );b eg i nc h ec k(I M );i f c o u n t =0 t h en w a i t (em p t y ,I M );m:=b u ffer k J；c o u n t :二 c o u n t-1 ;i f c o u n t =n-l t h en s i g n a l(fu ll,I M );r elea s e(I M )

25、;en db eg i nr:=0 ;k:=0 ;c o u n t:=0 ;en d1 3 证明信号量与消息传递是等价的：(1 )用信号量实现消息传递；(2)用消息传递实现信号量。答：(1 )用信号量实现消息传递；1)把消息队列组织成一个共享队列，用一个互斥信号量管理对该队列的入队操作和出队操作.2 )发送消息是一个入队操作，当队列存储区满时，设计一个同步信号量阻塞s en d操作。3 )接收消息是一个出队操作，当队列存储区空时，设计另一个同步信号量阻塞r ec ei v e 操作。(2 )用消息传递实现信号量。1)为每一个信号量建立一个同步管理进程，它包含了一个计数器，记录信号量值；还为此

26、信号量设立一个等待进程队列2 )应用进程执行P或 V 操作时，将会调用相应P、V 库过程。库过程的功能是：把应用进程封锁起来，所执行的P、V 操作的信息组织成消息，执行s en d发送给与信号量对应的同步管理进程，之后，再执行r ec ei v e操作以接收同步管理进程的应答。3 )当消息到达后，同步管理进程计数并查看信号量状态。如果信号量的值为负的话，执行P操作的应用进程被阻塞，挂到等待进程队列，所以，不再要送回答消息。此后，当V 操作执行完后，同步管理进程将从信号量相应队列中选取一个进程唤醒，并回送一个应答消息。正常情况下，同步管理进程回送一个空应答消息，然后，解锁执行P、V 操作的应用程

27、序。1 4 使 用(1)消息传递，(2 )管程，实现生产者和消费者问题。答：(1 )见课文c h 3 3.5.4节。(2 )见课文C h 3 3.4.3 节。1 5 试利用记录型信号量和P、V 操作写出一个不会出现死锁的五个哲学家进餐问题的算法。答：v ar fo r k i:ar r ay 04 o f s em ap ho r e;fo r k i:=1;co begin(p r o ces s P i/*i=0,1,2,3*/beginLI :思考：P(fo r k i);/*i=4,P(fo r k 0)*/P(fo r k i+1 m o d 5)/*i=4P (fo r k 4)*

28、/吃通心面；V(fo r k i;V(fo r k(i+1 m o d 5);go t o LI ;en d;co en d;16 Dijk s t r a临界区软件算法描述如下：v ar flag：ar r ay 0n o f(idle,w an t-in ，in _ cs );t u r n:in t eger ;t u n e:O o r 1 o r o r ,n-l;p r o ces s P i(i=0,1,n-1)v ar j;in t eger ;beginr ep eatr ep eatflag i :w an t _ in ;w hile t u r n Wl doif fl

29、agEt u r n =idie t hen t u r n:=i;flag i:=ip _ cs ;j：=0;w hile(j n )&(j=l o r flag j Win _ cs )do j:=j+1 ;u n t il j，n :cr it ical s ect io n ;flag i:=idle;u n t il fals e;en d.试说明该算法满足临界区原则。答：为方便描述，把 Dijk s t r a程序的语句进行编号：r ep eatflag i:=w an t _ in ；w hile t u r n Wi do if flag t r u n =idle t hen

30、 t u r n:=i；flag i:=in _ cs ；j：=0;w hile(j n和 mWn时，每个进程最多可以请求多少个这类资源时，使系统一定不会发生死锁？答：当mWn时，每个进程最多请求1个这类资嫄时，系统一定不会发生死锁。当m n时，如果m/n不整除，每个进程最多可以请求“商+1 ”个这类资源,否则为“商”个资源，使系统一定不会发生死锁？22 N个进程共享M个资源，每个进程一次只能申请释放一个资源，每个进程最多需要M个资源，所有进程总共的资源需求少于M+N个，证明该系统此时不会产生死锁。答卜设m a x (i )表 示 第i个进程的最大资源需求量，n e e d (i )表 示 第

31、i个进程还需要的资源量，a l l o c (i )表 示 第i个进程已分配的资源量。由题中所给条件可知：m a x (1 )+m a x(n )=(n e e d (1)+n e e d(n )+(a l l o c (1)+,+a l l o c(n)m+n如果在这个系统中发生了死锁，那么一方面m个资源应该全部分配出去，a l l o c(1)H-+a l l o c (n )=m另一方面所有进程将陷入无限等待状态。可以推出n e e d +n e e d (n)n上式表示死锁发生后，n个进程还需要的资源量之和小于n ,这意味着此刻至少存在一个进程i ,n e e d (i )=0,即它已

32、获得了所需要的全部资源。既然该进程已获得了它所需要的全部资源，那么它就能执行完成并释放它占有的资源，这与前面的假设矛盾，从而证明在这个系统中不可能发生死锁。答2 :由题意知道，n X m m +n是成立的，等式变换 n X (m -1 )+n n +m即 n X (m-1)m于是有 n X (m-1 )+l m +1或 n X (m-1 )+1 W m这说明当n个进程都取得了最大数减1个 即(m-1 )个时，这时至少系统还有一个资源可分配。故该系统是死锁无关的。2 3 一条公路两次横跨运河，两个运河桥相距1 0 0米，均带有闸门，以供船只通过运河桥。运河和公路的交通均是单方向的。运河上的运输由

33、驳船担负。在一驳船接近吊桥A时就拉汽笛警告，若桥上无车辆，吊桥就吊起，直到驳船尾P通过此桥为止。对吊桥B也按同样次序处理。一般典型的驳船长度为2 0 0米，当它在河上航行时是否会产生死锁？若会，说明理由，请提出一个防止死锁的办法,并用信号量来实现驳船的同步。答：当汽车或驳船未同时到达桥A时，以任何次序前进不会产生死锁。但假设汽车驶过了桥A,它在继续前进，并且在驶过桥B之前，此时有驳船并快速地通过了桥A,驳船头到达桥B,这时会发生死锁。因为若吊起吊桥B让驳船通过，则汽车无法通过桥B；若不吊起吊桥B让汽车通过，则驳船无法通过桥B。可用两个信号量同步车、船通过两座桥的动作。v a r S a ,S

34、b :s em a p h o re;S a:=S b:=l ;c o b eg i np ro c es s 驳船b eg i nP(S a );P(S b );船过桥A、B;V(S a );V(S b );en dp ro c es s 汽车b eg i n、B;77AA7ab乔absS用ssz(/(、H-/(/(Xpp车VVen d)c o en d2 4 Ju ra s s i c 公园有一个恐龙博物馆和一个花园，有 m个旅客租卫辆车，每辆车仅能乘一个一旅客。旅客在博物馆逛了一会，然后，排队乘坐旅行车，挡一辆车可用喊飞它载入一个旅客，再绕花园行驶任意长的时间。若 n 辆车都己被旅客乘坐

35、游玩，则想坐车的旅客需要等待。如果一辆车己经空闲，但没有游玩的旅客了，那么，车辆要等待。试用信号量和P、V操作同步m 个旅客和n 辆车子。答：这是一个汇合机制，有两类进程：顾客进程和车辆进程，需要进行汇合、即顾客要坐进车辆后才能游玩，开始时让车辆进程进入等待状态v ar s cl,s ck,s c,K x,x c,mu t ex :s emapho r e;s ck:=kx:=s c:=x c:=0；s cl:=n；mu t ex :=1 ;s har ear ea：一个登记车辆被服务乘客信息的共享区；co beginpr o ces s 顾客 i(i=1 ,2 ,)beginP (s cl)

36、;/*车辆最大数量信号量P (mu t ex );/*封锁共享区，互斥操作在共享区s har ear ea登记被服务的顾客的信息：起始和到达地点，行驶时间V (s ck);/*释放一辆车，即顾客找到一辆空车P (K x);/*待游玩结束之后，顾客等待下车V (s cl);/*空车辆数加1E ndP r o ces s 车辆 j(j=l,2,3)BeginL :P (s ck);/*车辆等待有顾客来使用在共享区s har ear ea登记那一辆车被使用，并与顾客进程汇合；V (mu t ex);/*这时可开放共享区，让另一顾客雇车V (kx);/*允许顾客用此车辆车辆载着顾客开行到目的地；V (

37、x c);/*允许顾客下车G o t o L;E ndco end25今有k个进程，它们的标号依次为1、2、k,如果允许它们同时读文件file,但必须满足条件：参加同时读文件的进程的标号之和需小于K ,请使用：1)信号量与P、v操作，2 )管程，编写出协调多进程读文件的程序。答1 ：1)使用信号量与P、v操作v ar w ait s ,mu t ex :s empho r e;nu mber s u m:int eger:=0 ;w ait:=0；mu t ex:=1 ;co beginpr o ces s r eader!(v ar nu mber:int eger ;)beginP (mu

38、 t ex );L:if nu mber s u m+nu mber K t hen V (mu t ex );P (w ait s );go t o L ;Then numbersummumbersum+number;V (mu t ex );R ead file;P (mu t ex );nu mber s u m:=nu mber s u m-nu mber ;V (w ait s );V (mu t ex );2 )使用管程：T Y P E s har efile=M O N I T O RV A R nu mber s u m,n:int eger ;S F :co dit io n

39、;D E F I N E s t ar t r ead,endr ead;U S E w ait ,s ignal,check,r eleas e;pr o cedu r e s t ar t r ead(v ar nu mber ：int eger :);begincheck(I M );L :if(nu mber +nu mber s u m)2 K t hen w ait (S F,I M);go t o L ;N u mber s u m:=nu mber s u m+nu mber;r eleas e(I M );endpr o cedu r e endr ead(v ar nu m

40、ber:int eger ;);begincheck(I M );nu mber s u m:=nu mber s u m-nu mber ;s ignal(S F ,I M );r eleas e(I M );endbeginnu mber s u m:=Oend.mainO co beginpr o ces s-i();co endpr o ces s-i()v ar nu mber :int eger ;beginnu mber :=进程读文件编号;s t ar t r ead(nu mber);r ead F ;endr ead(nu mber);end2 6、设当前的系统状态如下：系

41、统此时A v ailable=(l,1,2):1 )计算各个进程还需要的资嫄数C ki-A ki?(2 )系统是否处于安全状态，为什么？(3 )P 2 发出请求向量r eq u es t 2 (1 ,o ,1 ),系统能把资源分给它吗？(4 )若在P2申请资源后，若 P 1 发出请求向量r eq 够 s t l(1 ,0,1 ),系统能把资源分给它吗？(5 )若在P1申请资源后，若 P 3 发出请求向量r eq u es t 3 (0 ,0,1 ),系统能把资源分给它吗？答：(1 )P l,P 2 ,P 3 ,P 4 的 C ki.A ki 分别为：(2,2,2)、(1 ,0,2)、(1,0,

42、3)、(4,2,0)(4)系统处于安全状态，存在安全序：P 2 ,P l,P 3 ,P 4(5 )可以分配，存在安全序列：P 2,P 1.P 3.P 4.(6 )不可以分配，资源不足。(7 )不可以分配，不安全状态。2 7 系统有A、B、C、D共 4种资源，在某时刻进程P0、Pl、PZ、P 3 和P 4 对资源的占有和需求情况如表，试解答下列问题：系统此时处于安全状态吗？若此时P 2 发出r e qu e s t 2 (1、2、2、2 ),系统能分配资源给它吗？为什么？答：(1 )系统处于安全状态，存在安全序列：P O,P 3,P 4,P l ,P 2 o(2 )不能分配，否则系统会处于不安全

43、状态。2 8 把死锁检测算法用于下面的数据，并请问：A v ai l ab l e=(l,0,2,0)(1)此时系统处于安全状态吗？(2 )若第二个进程提出资源请求r e qu e s t 2(0,0,1 ,0)系统能分配资源给它吗？(3)执 行(2)之后，若第五个进程提出资源请求r e qu e s t 5(0,0,1 ,0)系统能分配资源给它吗？答：(1 )此时可以找出进程安全序列：P 4,P l ,P 5,P 2 ,P 3。故系统处于安全状态。(2 )可以分配，存在安全序列：P 4,P l ,P 5,P 2 ,P 3 o(3)不可分配，系统进入不安全状态。2 9)考虑一个共有巧0 个存储

44、单元的系统，如下分配给三个进程，P 1 最大需求 70,己占有2 5;以P 2 最大需求60,己占有40;P 3 最大需求60,己占有 45 o使用银行家算法，以确定下面的任何一个请求是否安全。(1 )P 4 进程到达，P 4 最大需求60,最初请求2 5 个。(2 )P 4 进程到达，P 4 最大需求60,最初请求35 o如果安全，找出安全序列；如果不安全，给出结果分配情况。答：(1 )由于系统目前还有1 50-2 5-40-45=40个单元，P 4 进程到达，把 2 5 个单元分给它。这时系统还余1 5 个单元，可把1 5 个单元分给P 3,它执行完后会释放6 0 个单元。于是可供P 1

45、(还要4 5 个单元)，P 2 (还要2 0 个单元)，P 4(还要 3 5 个单元)任何一个执行。安全序列为:(1)P 4进程到达，P 4最大需求60,最初请求3 5。如果把3 5 个单元分给P 4,系统还余5 个单元，不再能满足任何一个进程的需求，系统进入不安全状态。3 0 有一个仓库，可存放X、Y两种产品，仓库的存储空间足够大，但要求：(1 )每次只能存入一种产品X 或 Y ,(2 )满足-N V X 产品数量-Y 产品数量VM。其中，N 和M是正整数，试用信号量与P、V操作实现产品X与Y的入库过程。答：本题给出的表达式可分解为制约条件：-N X产品数量-Y 产品数量X产品数量-Y 产品

46、数量V M也就是说，X产品的数量不能比Y产品的数量少N 个以上，X产品的数量不能比Y产品的数量多M个以上。可以设置两个信号量来控制X、Y产品的存放数量：S X 表示当前允许X产品比Y产品多入库的数量，即在当前库存量和Y产品不入库的情况下，还可以允许S X 个 X 产品入库；初始时，若不放Y 而仅放X 产品，则 S X 最多为M-1 个。s y 表示当前允许Y产品比x产品多入库的数量，即在当前库存量和x产品不入库的情况下，还可以允许s y 个 Y产品入库.初始时，若不放X而仅放Y产品，则 s y 最多为N T个。当往库中存放入一个X产品时，则允许存入Y产品的数量也增加1 ,故信号量s y 应加1

47、 ：当往库中存放入一个Y产品时，则允许存入X产品的数量也增加1 ,故信号量s x 应加1 .v ar m u t e x :s e m ap h o r e =1 /*互斥信号量*/s x ,s y :s e m ap h o r e;s x =M-1 ;s y =N-1 ;c o b e g i np r o c e s s X r e p e atP(s x );P (m u t e x );将 X产品入库;V (m u t e x );V (s y );u n t i l f al s ep r o c e s s Y r e p e atP (s y );P (m u t e x );

48、将 Y产品入库；V (m u t e x );V (p x );u n t i l f al s e)c o e n d .3 1 有一个仓库可存放A、B两种零件，最大库容量各为m个。生产车间不断地取 A和 B进行装配，每次各取一个.为避免零件锈蚀，按先入库者先出库的原则。有两组供应商分别不断地供应A和 B,每次一个。为保证配套和合理库存,当某种零件比另一种零件超过n(n m)个时，暂停对数量大的零件的进货,集中补充数量少的零件.试用信号量与P、V操作正确地实现它们之间的同步关系。答：按照题意，应满足以下控制关系：A零件数量-B 零件数量W n;B 零件数量-A 零件数量W n:A零件数量W

49、m;B 零 件 数 量,四个控制关系分别用信号量s a、s b、empt y 1 和 empt y 2实施。为遵循先入库者先出库的原则，A、B 零件可以组织成两个循形队列，并增加入库指针i ni、i n2和出库指针ou t l、ou t 2来控制顺序。并发程序编制如下：V a r empt y l,empt y 2,fu lll,fu l12:s ema phore;M u t ex ,s a,s b:s ema phore;I ni,i n2,ou t l,ou t 2:i nt eger;Bu fferl,b u ffer2:a rra y 0,m-1 of i t em;E mpt y

50、1:=empt y 2:=m;S a:=s b:=n;I ni:=i n2=ou t l:=ou t 2:=0;C ob egi nP roc es s prod u c erA repea tP(empt y 1);P(s a);P(mu t ex);Bu fferl i nl:=A 零件；I ni:=(i nl+l)mod m;V(mu t ex);V(s b);V(fu lll);U nt i le fa ls e;)P roc es s prod u c er B repea tP(empt y 2);P(s b);P(mu t ex);Bu ffer2 i n2:=B 零件；I n2