操作系统精髓与设计原理-第6章 并发性_死锁和饥饿
汤小丹《计算机操作系统》官方课件 第四版
文件系统的概念与功能
文件系统概念
文件系统是操作系统中用于管理 文件存储空间的软件，它负责文 件的存储、检索、删除等操作。
文件系统功能
文件系统提供了一种方便的方式 来组织和管理数据，它实现了文 件的命名、存储、访问和保护等 功能。
文件系统的作用
文件系统使得用户可以更加方便 地使用和管理数据，提高了数据 的安全性和可靠性。
信号、共享内存等。
进程调度与死锁
总结词
进程调度是根据一定算法将CPU分配给就绪队列中的 进程，死锁是多个进程相互等待对方释放资源而导致 的僵局。
详细描述
进程调度是操作系统的一项重要功能，其目的是合理地 分配CPU资源给各个就绪状态的进程，以确保系统的 整体性能和效率。常见的调度算法包括先来先服务、最 短作业优先、优先级调度等。死锁是指多个进程在竞争 资源时陷入僵局，每个进程等待其他进程释放资源，而 其他进程也在等待该进程释放资源，导致所有进程都无 法继续执行。为了解决死锁问题，操作系统可以采用多 种策略，如避免死锁、检测与解除死锁等。
操作系统的基本特征
总结词
操作系统的基本特征
详细描述
操作系统的基本特征包括并发性、共享性、虚拟性和不确定性。并发性是指多个事件在 同一时间发生；共享性是指资源被多个进程共同使用；虚拟性是指通过技术手段将现实 世界的事物转换为计算机系统所能处理的表示形式；不确定性是指由于并发和共享的存
操作系统名词解释
操作系统名词解释
操作系统(operating system)是控制和管理计算机系统的硬件和软件资源、合理地组织⼯作流程以及⽅便⽤户的程序集合。操作系统的特征
1、并发性(Concurrence)
并发性是指两个或多个事件在同⼀时间间隔内发⽣。具有此特性的程序称并发程序。
在多道程序环境下，并发性是指在⼀段时间间隔内宏观上有多道程序同时运⾏，但在微观上可能是交替
或顺序运⾏的。
并⾏性(parallel）是指两个或多个事件在同⼀时刻发⽣。具有此特性的程序称并⾏程序。
并⾏执⾏意即同时执⾏。
并⾏是⼀种物理的、或微观的同时性概念。
并发是⼀种逻辑的、或宏观的同时性概念。
单处理机系统不能实现并⾏，但可实现并发。
多处理机系统既可实现并发，⼜可实现并⾏。
2共享性
是指OS与多个⽤户程序共同使⽤计算机系统中的资源。
资源共享⽅式
互斥共享：指某个资源在⼀段时间内只允许⼀个进程使⽤，这种资源称临界资源。
同时共享：指某个资源在⼀段时间内允许多个进程同时使⽤。但这⾥的同时的概念是宏观的，微观上则可能
是交替地对资源进⾏访问。
3、虚拟性
虚拟是指将⼀个物理的实体变为若⼲个逻辑上的对应物。前者是实的后者是虚的，是⼀种感觉性存在，如虚
存、虚⽹、虚设备、虚⽂件等。
4、异步性⼜称:不确定性:
多道程序环境下，进程以独⽴的、不可预知的速度向前推进，即为异步运⾏⽅式。
但只要运⾏环境相同，进程虽经多次运⾏，都会得到完全相同的结果。
注意：并发性和共享性是OS的两个最基本的特征，这两者之间⼜是互为存在条件的。
1.6 操作系统的分类
批处理操作系统（多道批处理）
计算机等级考试四级教程---操作系统原理
基本要求
1.掌握操作系统的基本概念、基本结构和运行机制。
2.深入理解进程线程模型，深入理解进程同步机制，深入理解死锁概念及解决方案。
3.掌握存储管理基本概念，掌握分区存储管理方案,深入理解虚拟页式存储管理方案。
4.深入理解文件系统的设计、实现，以及提高文件系统性能的各种方法。
5.了解I/O设备管理的基本概念、I/O软件的组成，掌握典型的I/O设备管理技术.
6.了解操作系统的演化过程、新的设计思想和实现技术。
考试内容
一、操作系统概述
1、操作系统基本概念、特征、分类。
基本概念：是计算机系统中的一个系统软件,它是这样一些程序模块的集合——它们能有效地组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机的工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使用户能够灵活的、方便、有效地使用计算机，并使整个计算机系统能够高效地运行（是具有各种功能的、大量程序模块的集合).
任务：1.组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源2。向用户提供各种服务功能
特征：并发性（用户程序与用户程序之间并发执行；用户程序与操作系统程序之间并发执行）、共享性（互斥共享和同时共享）、随机性（要充分考虑各种各样的可能性）.
分类：1.批处理操作系统（成批处理、SPOOLing技术）简单/多道批处理系统
2.分时系统(多路性、交互性、独占性、及时性）
3。实时操作系统硬实时/软实时系统(实时时钟管理、过载保护、高可靠性)
4.嵌入式操作系统可针对需求进行裁剪、调整和生成（高可靠性、实时性、占有资源少、智能化能源管理、易于连接、低成本等)
操作系统课程介绍
主讲教师:胡小龙 Huxl@csu.edu.cn 中南大学信息科学与工程学院 2013.09
课程介绍
课程目的
INPUT Black Box OUTPUT
了解操作系统工作机制、工作过程 深入领会操作系统设计精髓 理解了计算机操作系统就理解了计算机系统
课程介绍
教材参考书目(CONT.) 罗宇等，操作系统，电子工业出版社，2003 Andrew S.,Albert S.,Operating Systems (Design and Implementation),Prentice Hall,1996. 尤晋元，史美林等，Windows 操作系统原 理，机械工业出版社，2001. Daniel E.,Marco C.,Understanding The Linux Kernel,O’Reilly Inc.,2001.
课程介绍
教材参考书目(CONT.) Abraham S.,Peter B.,Operating System Concepts,(6 Edition)影印,John Wiley &Sons,Inc.,高教出版社,2002.5 蒋静,徐志伟,操作系统(原理、技术与编程)， 机械工业出版社，2004,7
课程介绍
如何学好
多动手 勤思考
操作系统原理-进程调度
6.2.2 调度的时间性能测度
6.2.2 调度的时间性能测度
周转时间和平均周转时间
周转时间是指作业从提交给计算机开始到给出结果 所花费的时间。
详细来说，这个时间包括在后备作业队列上的等待 时间、对应进程在内存就绪队列中的等待时间、对 应进程在CPU上真正运行的时间、对应进程等待I/O 操作完成的阻塞时间等。
特点 短作业优先调度算法易于实现，能较好降低一组作 业的平均等待时间，有利于提高系统的吞吐量。 算法忽视了作业等待时间，一个早来，但是很长的 作业将会在很长时间得不到调度，易出现资源“饥饿” 的现象。
6.4.2 短作业优先调度算法
短作业优先（Shortest Job First，SJF） 例子：假设系统中有4个作业先后投入，它们的作业 大小和进入时间如表（作业大小和时间单位分钟）
6.2.1 调度的宏观原则
调度的宏观原则 （1）响应速度尽可能快。对于交互程序来说，用户 期望完成输入之后能够尽快获得输出结果。 （2）进程处理的时间尽可能短。对于用户来说，感 兴趣的进程应该尽可能多地占用CPU，尽量少地被从 CPU上切出。 （3）系统吞吐量尽可能大。该要求意味着系统应在 单位时间内尽可能多地运行用户程序，处理更多的 用户数据。
6.5.1 优先数高者优先调度算法
静态优先数 静态优先数根据进程的静态特性，在进程创建之时 进行设置，一旦开始执行之后就不能改变。 确定进程的静态优先数可以从以下3个方面考虑。
操作系统原理试题题库含答案 6
操作系统原理试题题库含答案(6)
1、在实行分页式存储管理系统中,分页是由( )完成的。
A、程序员
B、用户
C、操作员
D、系统
正确答案： D
2、银行家算法是一种()算法。
A、死锁预防
B、死锁避免
C、死锁检测
D、死锁解除
正确答案： B
3、设在内存中有P1、P2、P3三道程序,并按照P1、P2、P3的优先次序运行,其内部计算和I/O 操作时间由下图给出:
P1:计算 60ms----------------I/O 80ms-----------------计算 20ms
P2:计算 120ms--------------I/O 40ms-----------------计算 40ms
P3:计算 40ms----------------I/O 80ms-----------------计算 40ms
调度程序的执行时间忽略不计,完成这三道程序比单道运行节省的时间是____。
A、 80ms
B、 120ms
C、 160ms
D、 200ms
正确答案： C
4、磁盘调度主要是为了优化( )
(1.0)
A、寻道时间
B、旋转延迟时间
C、传输时间
D、寻找磁盘的时间
正确答案： A
5、设读写磁盘时采用双缓冲技术,缓冲区由缓冲区1和缓冲区2组成。若总共读盘2次,每次读盘的数据放入双缓冲区之一,每次读盘需时4ms。读盘前缓冲区是空的。从每个缓冲区把读入的数据送到用户区需0.5ms。用户程序处理一次缓冲区送来的数据需5ms。则从启动读盘到用户程序处理结束,需时____。
A、 17ms
B、 16ms
C、 15ms
D、 14ms
操作系统 题库 判断题
第一章计算机系统概论
1.操作系统类似于计算机硬件和人类用户之间的接口。答案：T。
2.处理器的一个主要功能是与内存交换数据。答案：T。
3.一般用户对系统程序无障碍，对应用程序有障碍。答案：F
4.数据寄存器一般是通用的，但可能局限于像浮点数运算这样的特定任务。T
5.程序状态字（PSW）通常包含条件码等状态信息。条件码是由程序员为操作结果设置的位。答案：F
6.一个单一的指令需要的处理称为执行周期。答案：F（称为指令周期）
7.取到的指令通常被存放在指令寄存器中（IR）。答案：T
8.中断是系统模块暂停处理器正常处理过程所采用的一种机制。答案：T
9.为适应中断产生的情况，必须在指令周期中增加一个额外的读取阶段。F
10.在处理器控制控制例行的中断处理器之前，需要储存的最少信息有程序状态字和当前指令地址。答案：F
11.多中断的一个处理方法是在处理一个中断时禁止再发生中断。答案：T
12.多道程序设计允许处理器使用长时间等待的中断处理的空闲时间。答案：T
13.在两级存取优先级中，命中率定义为对较慢存储器的访问次数与对所有存储器访问次数的比值。答案：F
14.高速缓冲存储器的开发利用了局部性原理，即在处理器与主存储器之间提供一个容量小而快速的存储器。T
15.在高速缓冲存储器的设计中，块大小与高速缓冲存储器和主存储器间的数据交换单位有关。答案：T
16.可编程I/O的一个主要问题是，处理器必须等到I/O模块准备完毕，并且在等待的过程中必须反复不停的检查I/O模块的状态。答案：T
第二章操作系统概述
1．操作系统是控制应用程序执行的程序，并充当应用程序和计算机硬件之间的接口。（对）
第6章 进程间的制约关系
.
GET 文件F
COPY 1. 记录1 等待GET发来“可 记录2 以拷贝” 的消息
文件G
记录1 1. 从文件F取出一个记 记录2 录送至输入缓冲区R
.
2. 2. GET COPY PUT 向COPY发送“可 将输入缓冲区R里的记录 以拷贝” 的消息 拷贝到输出缓冲区T里 输入缓冲区R 输出缓冲区T 3. 3. 等待COPY发来的 向GET发送“拷 “拷贝结束”的消息 贝结束”的消息 记录n 记录n
2. 例：对输入井文件目录的管理
录项组成。每个目录项记录一个要打印输出的文件名以及该 文件在磁盘的存放地址。 指针：out和in。“缓输出程序”根据out 的指点进行打印，out总是指向下一个被 打印的文件；井管理写程序根据in的指 点存放要求输出的文件目录信息，in总 是指向下一个可用的目录项位置。
记录1
. .
记录4
GET 1
记录3 R
记录1 T
记录n
(a)
文件F 文件G 记录1 记录1 COPY 3
记录1 记录1 PUT 2 记录n
记录4
记录3 R
记录1 T
记录4
记录3 R
记录3 T
记录n
(b)
(c)
• 6.1.2 竞争资源——互斥 竞争资源——互斥
的值加1）后，进程B才去用in ，那是不会发生“与时间有关的错误”的。同样地，若在 进程B用完变量in后，进程A才去用，那么也不会发生“与时间有关的错误”。 现在是在A取出变量in的值、还没按其指点往目录表中存放文件信息、没对in实 行加1操作的情况下，B就去用了变量in，从而导致了“与时间有关的错误”。 输入井文件目录表 很明显，A和B谁先做或谁先用in都没关系，重要的是它们不能同时 用in。“不能同时”的含义是：在一个进程已开始用in、且还没有用完时， out 不允许另一个进程也用in，即它们对in的使用必须“互斥”。 4 4 test . c 在操作系统中，凡牵扯到数据、队列、缓冲区、表格和变量等任何形式的共享资 5 group . p “井管理写” 程序 源时，都容易出现这种“与时间有关的错误”。为避免错误的发生，关键是要找到一种 6 robit . txt 途径，来阻止多于一个进程同时使用它们。 in
操作系统 题库 判断题
第一章计算机系统概论
1.操作系统类似于计算机硬件和人类用户之间的接口。答案：T。
2.处理器的一个主要功能是与内存交换数据。答案：T。
3.一般用户对系统程序无障碍，对应用程序有障碍。答案：F
4.数据寄存器一般是通用的，但可能局限于像浮点数运算这样的特定任务。T
5.程序状态字（PSW）通常包含条件码等状态信息。条件码是由程序员为操作结果设置的位。答案：F
6.一个单一的指令需要的处理称为执行周期。答案：F（称为指令周期）
7.取到的指令通常被存放在指令寄存器中（IR）。答案：T
8.中断是系统模块暂停处理器正常处理过程所采用的一种机制。答案：T
9.为适应中断产生的情况，必须在指令周期中增加一个额外的读取阶段。F
10.在处理器控制控制例行的中断处理器之前，需要储存的最少信息有程序状态字和当前指令地址。答案：F
11.多中断的一个处理方法是在处理一个中断时禁止再发生中断。答案：T
12.多道程序设计允许处理器使用长时间等待的中断处理的空闲时间。答案：T
13.在两级存取优先级中，命中率定义为对较慢存储器的访问次数与对所有存储器访问次数的比值。答案：F
14.高速缓冲存储器的开发利用了局部性原理，即在处理器与主存储器之间提供一个容量小而快速的存储器。T
15.在高速缓冲存储器的设计中，块大小与高速缓冲存储器和主存储器间的数据交换单位有关。答案：T
16.可编程I/O的一个主要问题是，处理器必须等到I/O模块准备完毕，并且在等待的过程中必须反复不停的检查I/O模块的状态。答案：T
第二章操作系统概述
1．操作系统是控制应用程序执行的程序，并充当应用程序和计算机硬件之间的接口。（对）
操作系统概念
1.操作系统：操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度
以及方便用户的程序集合，并充当计算机硬件和计算机用户的中介，控制和协调各用户的应用程序对硬件的使用。
2.DMA （直接内存存取）
3.存储设备层次金字塔：寄存器、高速缓存、主存、电子磁盘、磁盘、光盘、磁带。（都是双
向）
4.OS （操作系统）三种基本类型：批处理系统、分时系统、实时系统
5.操作系统的主要设计目标：从用户方面，是为了方便用户使用：从系统方面，是为了保证计
算机系统高效执行
6.操作系统是控制程序，控制程序管理用户，程序的执行和防止错误和计算机的使用不当
7.人型计算机系统：是最早的计算机系统，用于处理许多商业和科学应用。包扌舌，批处理系
统，多道程序设计系统，分时系统
8.各种系统的思想特点
批处理系统：脫机输入系统，批量送入执行，自动运行作业表
优点：节省作业装入时间
缺点：CPU经常空闲，人机交互性差
多道程序设计系统：同时在内存中驻留多个程序，当一个进程等待时，系统会自己切换到另一个进程执行。
优点：通过组织作业使CPU中总有一个作业可执行，充分利用CPU
缺点：引起作业调度，CPU调度和内存磁盘管理的问题
分时系统：解决了批处理系统的交互问题，作为多道程序设计系统的扩展，使CPU可在多个任务之间快速切换，用户可以得到在线交互
实时系统：用于对处理器操作和数据流动有严格时间控制，分硬实时系统和软实时系统。硬实时系统保证关键任务按时完成。软实时系统保证关键任务的优先级要高于其他任务的优先级且在完成之前保持其高优先级
操作系统课程设计并发进程的模拟
课程设计说明书题目: 并发进程的模拟
院系：计算机科学与工程
专业班级：
学号：
学生姓名：
指导教师：
2014年 11月 12 日
安徽理工大学课程设计（论文）任务书
2014年11月21日
安徽理工大学课程设计（论文）成绩评定表
目录
1问题描述 (1)
2需求分析 (1)
3概要设计 (2)
1. P操作 (2)
2. V操作 (3)
3. P，V操作实现进程同步 (4)
4. 功能模块设计 (5)
4详细设计 (7)
1.主界面的设计程序 (7)
2.进程Pa的执行 (8)
3.进程Pb的执行 (9)
4.进程Pc的执行 (9)
5.按钮的执行 (10)
5 调试的分析与运行结果 (11)
6 设计体会 (13)
参考文献 (14)
1问题描述
在进程并发执行的过程中，进程之间存在协作的关系，例如，有互斥、同步的关系。该课程设计的是了解进程同步的概念，理解信号量机制的原理，掌握运用信号量解决进程并发控制问题的方法，进而学会运用进程的同步，利用信号灯的P，V操作实现三个进程的同步。这三个进程的同步关系如下：
从上图中可以看出：任务启动后pa先执行，当它结束后，pb、pc可以开始执行，pb、pc 都执行完毕后，任务终止；设两个同步信号灯sb、sc分别表示进程pb和pc能否开始执行，其初值均为0。
在现代操作系统中，有大量的并发进程在活动，它们都处在不断的申请资源，使用资源以及其它进程的相互制约的活动中，这些进程什么时候停止运行，什么时候该继续向前推进，应根据事先的约定来规范它们的行为，这时我们可以根据同步信号灯来实现进程的同步协调工作。例如本题中，只有pa进程顺利的进行完，Pb，Pc这两个进程才能正常的进行。如果进程Pa在进行中出现停止或中断，则Pb和Pc是不会顺利的完成的；而进程Pb，Pc这两个进程是并行执行的，两个进程的进行是互不干扰的，只要进程Pa完成后，进程Pb和Pc才会正常执行，否则只有处在等待就绪中。
多线程机制解决哲学家进餐问题的解决策略
被 占用 ，其 他哲 学家的状态都是需要哲学家之间进行交互 的，
所 以 就 涉及 到 同 步 、互 斥 问题 。现 考 虑 下 面 两 种 情 况 ：
假设一 ：当所有 的哲学家都 同时拿起左边筷 子时 ，则所有 的哲学家都将拿不到右边 的筷子并处 于等待状态 ，那 么哲 学家 都无法进餐 ，从而进 入 “ 死锁 ”状 态。因为此时同时具备了产 生死锁 的四个必要条 件 ：互斥 条件 ：一支筷子一次就只能被一 个哲学家使用 ；请求 和保 持条件 ：每个 哲学家保 持 已经拥有的 筷子并且等 待另一支 筷子 ；不剥夺条件 ：每个哲学家不准别 的
并 发成 分的并行 执行 ，可大大提高系统的处理能力和效率 ，但
也 可 能 带来 诸 如 死 锁 和 饥 饿 等 不 良现 象 ，因 此 并 发 系 统 中处 理 好 进 （ ） 间 的 互 斥 与 同步 就 显 得 至 关 重 要 。Ｊｖ 言 中 的多 线 程 ａａ语
子 ，具体如图 １ 所示 ）。哲学家思考问题 时并不影 响其他人 ， 饥饿时便试图拿起他左边和右边 的筷子准备进餐 ，只有 在他拿 到其左右两支筷子后方 可进餐 ，进 餐毕 ，放 下两支筷子又继续
思考 。
线程机 制是 解决线 程间互 斥 与同步 问题 的重要工 具 ，其 应用
（ 工 业 自动 化 控 制 、图 形 处 理 等 ） 广 泛 ，很 复 杂 且 常 易 出 如 很
计算机操作系统教学大纲
计算机操作系统教学大纲
一、引言
计算机操作系统是计算机学科的基础课程，是计算机系统的核心和
基础，对于计算机专业学生具有重要的意义。本课程旨在介绍计算机
操作系统的基本概念、原理和技术，使学生了解计算机操作系统的结
构和功能，能够熟练掌握计算机操作系统的一些基本操作和应用技术。
二、课程目标
•了解计算机操作系统的基本概念和原理；
•掌握进程、线程、内存管理、文件系统等操作系统的核心技术；
•熟练掌握并应用Unix/Linux操作系统；
•学会编写并调试简单的操作系统代码。
三、教学内容及进度安排
第一章：概论
第一节：操作系统概述
•操作系统的历史
•操作系统的定义和功能
•操作系统的分类
第二节：计算机硬件基础
•处理器
•存储器
•输入输出设备
第三节：操作系统结构
•操作系统的组成
•操作系统的层次结构
•操作系统的运行环境
第二章：进程管理
第一节：进程和线程
•进程和线程的概念和特点
•进程和线程的状态
•进程和线程的调度算法
第二节：进程同步与通信
•进程同步的概念和原理
•进程并发访问的问题和方法
•进程间通信和同步的机制和方式第三节：死锁的概念和预防
•死锁的原理和特征
•死锁的预防
第三章：内存管理
第一节：内存的物理地址分配
•内存的物理地址映射
•内存的物理地址分配
第二节：动态内存管理
•动态内存管理的基本原理
•动态内存管理的实现方法第三节：虚拟内存管理
•虚拟内存的概念和特点
•虚拟内存的实现方法
第四章：文件系统管理
第一节：文件系统的概念和组成•文件系统的概念和功能
•文件系统的组成
第二节：文件系统的实现
•文件系统的基本操作
•文件系统的存储结构
操作系统精髓与设计原理-第5章 并发性_互斥和同步
第五章并发性：互斥和同步
复习题：
5.1列出与并发相关的四种设计问题
答：进程间的交互，共享资源之间的竞争，多个进程的同步问题，对进程的处理器时间分配问题
5.2列出并发的三种上下文
答：多个应用程序，结构化应用程序，操作系统结构
5.3执行并发进程的最基本要求是什么？
答：加强互斥的能力
5.4列出进程间的三种互相知道的程度，并简单地给出各自的定义。
答：进程间互相不知道对方：这是一些独立的进程，他们不会一起工作。进程间间接知道对方：这些进程并不需要知道对方的进程ID号，但他们共享访问某些对象，如一个I/O缓冲区。进程间直接知道对方：这些进程可以通过进程ID号互相通信，用于合作完成某些活动。
5.5竞争进程和合作进程进程间有什么区别。
答：竞争进程需要同时访问相同的资源，像磁盘，文件或打印机。合作进程要么共享访问一个共有的资源，像一个内存访问区，要么就与其他进程相互通信，在一些应用程序或活动上进行合作。
5.6列出与竞争进程相关的三种控制问题，并简单地给出各自的定义。
答：互斥：竞争进程仅可以访问一个临界资源（一次仅有一个进程可以访问临界资源），并发机制必须满足一次只有一个进程可以访问临界资源这个规则。死锁：如果竞争进程需要唯一的访问多于一个资源，并且当一个进程控制着一个进程，且在等待另一个进程，死锁可能发生。饥饿：一组进程的一个可能会无限期地拒绝进入到一个需要资源，因为其他
成员组成垄断这个资源。
5.7列出对互斥的要求。
答：1.必须强制实施互斥：在具有关于相同资源或共享对象的临界区的所有进程中，一次只允许一个进程进入临界区。2.一个在临界区停止的进程必须不干涉其他进程。3.绝不允许出现一个需要访问临界区的进程被无限延迟的情况，即不会饿死或饥饿。4.当没有进程在临界区中时，任何需要进入临界区的进程必须能够立即进入。5.对相关进程的速度和处理器的数目没有任何要求和限制。6.一个进程驻留在临界区中的时间是有限的。
操作系统概论第六章
操作系统概论第六章
操作系统概论第六章
一、单项选择题
1.对一组有交互的并发进程来说，它们中的每一个进程(B)
A.所含的程序都相同
B.所含的程序可以不同，但会涉及到共享变量
C.在同一时刻的状态都是相同的
D.执行的结果不受其他进程的影响
2.PV操作是在信号量上的操作。若某进程在调用V操作后释放了一个正在等待信号量的进程，那么在调用前信号量的值为(C)
A.=0
B.=1
C.<0
D.>0
3.系统采用PV操作管理可供n个进程共享的文件F，若允许最多m个进程（n≥m≥1）同时读文件，则处于等待读文件的进程数最多有( B )
A.1个
B.(n-m)个
C.m个
D.n个
4.采用信箱方式进行通信时，不包含在信箱数据结构中的内容是( A )
A.信箱名
B.可存信件数
C.已有信件数
D.可存信件的指针
5.采用银行家算法可避免死锁的发生，这是因为该算法( D )
A.可抢夺已分配的资源
B.能及时为各进程分配资源
C.任何时刻都能保证每个进程得到所需的资源
D.任何时刻都能保证至少有一个进程可得到所需的全部资源
6、对于一组有交互的并发进程来说，下列说法正确的是（ C ）
A、每个进程分别在不同的数据集合上运行
B、进程的执行结果与其执行的相对速度无关
C、进程间共享某些资源
D、各进程都有固定的中断点
7、进程并发执行时可能会产生与时间有关的错误。形成这种错误是由于若干进程（ A ）
A、交替地访问了共享变量
B、改变了各自的执行顺序
C、占用处理器的时间太长
D、执行了相同的程序
8、用信箱方式进行进程通信时，信件（ B ）
A、由发送者组织，且在信件中指出接收者名
操作系统知识点整理
第一章操作系统引论
操作系统功能：
1. 资源管理：协调、管理计算机的软、硬件资源，提高其利用率。
2. 用户角度：为用户提供使用计算机的环境和服务。
操作系统特征：1.并发性：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。
2.共享性：资源可供内存中多个并发执行的进程(线程)共同使用
3.虚拟性：是指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物
在操作系统中，虚拟的实现主要是通过分时使用的方法。
4.异步性：进程是以人们不可预知的速度向前推进，此即进程的异步性
客户/服务器模式的优点：
1.提高了系统的灵活性和可扩充性
2.提高了OS的可靠性
3.可运行于分布式系统中
微内核的基本功能：
进程管理、进程间通信、存储器管理、低级I/O功能。
第二章进程
程序和进程区别：程序是静止的，进程是动态的，进程包括程序和程序处理的对象
程序顺序执行：顺序性，封闭性，可再现性
程序并发执行：间断性，无封闭性，可再现性
进程： 1.进程是可并发执行的程序的一次执行过程；
2.是系统进行资源分配和调度的一个独立的基本单位和实体；
3.是一个动态的概念。
进程的特征： 1.动态性：
进程是程序的一次执行过程具有生命期；
它可以由系统创建并独立地执行，直至完成而被撤消
2.并发性；
3.独立性；
4.异步性；
进程的基本状态：
1.执行状态；
2.就绪状态；
3.阻塞状态；
进程控制块PCB：记录和描述进程的动态特性，描述进程的执行情况和状态变化。
是进程存在的唯一标识。
进程运行状态： 1.系统态（核心态，管态）具有较高的访问权，可访问核心模块。
2.用户态（目态）限制访问权
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第六章习题翻译
第一部分复习题
６.１给出可重用资源和可消费资源的例子。
答：可重用资源：处理器，Ｉ/Ｏ通道，主存和辅存，设备以及诸如文件，数据库和信号量之类的数据结构。
可消费资源：中断，信号，消息和Ｉ/Ｏ缓冲区中的信息。
６.２可能发生死锁所必须的三个条件是什么？
答：互斥，占有且等待，非抢占。
６.３产生死锁的第４个条件是什么？
答：循环等待。
６.４如何防止占有且等待的条件？
答：可以要求进程一次性地请求所有需要的资源，并且阻塞这个资源直到所有请求都同时满足。
６.５给出防止无抢占条件的两种方法。
答：第一种，如果占有某些资源的一个进程进行进一步资源请求被拒绝，则该进程必须释放它最初占用的资源，如果有必要，可再次请求这些资源和另外的资源。
第二种，如果一个进程请求当前被另一个进程占有的一个资源，则操作系统可以抢占另一个进程，要求它释放资源。
６.６如何防止循环等待条件？
答：可以通过定义资源类型的线性顺序来预防。如果一个进程已经分配到了Ｒ类型的资源，那么它接下来请求的资源只能是那些排在Ｒ类型之后的资源类型。６.７死锁避免，检测和预防之间的区别是什么？
答：死锁预防是通过间接地限制三种死锁必要条件的至少一个或是直接地限制循环等待的发生来避免死锁的出现。死锁避免允许可能出现的必要条件发生，但是采取措施确保不会出现死锁的情况。而死锁检测允许资源的自由分配，采取周期性的措施来发现并处理可能存在的死锁情况。
第二部分习题
６.１写出图６.１（a）中死锁的四个条件。
解：互斥：同一时刻只有一辆车可以占有一个十字路口象限。占有且等待：没有车可以倒退；在十字路口的每辆车都要等待直到它前面的象限是空的。非抢占: 没有汽车被允许挤开其他车辆。循环等待: 每辆汽车都在等待一个此时已经被其他车占领的十字路口象限。
６.２按照６.１节中对图６.２中路径的描述，给出对图６.３中６种路径的简单描述。
解：１.Q 获得 B 和Ａ, 然后释放 B 和 A. 当 P 重新开始执行的时候, 它将会能够获得两个资源。
2. Q 获得 B和Ａ， P 执行而且阻塞在对 A的请求上. Q释放 B 和Ａ。当 P 重新开始执行的时候，它将会能够获得两个资源。
3. Q 获得 B ，然后 P 获得和释放 A. Q 获得Ａ然后释放
B 和 A. 当 P 重新开始行的时候，它将会能够获得 B。
4. P 获得Ａ然后 Q 获得 B. P 释放 A. Q 获得Ａ然后释放
B. P 获得 B 然后释放 B。
5. P 获得，然后释放 A. P 获得 B. Q 执行而且阻塞在对Ｂ的请求上。Ｐ释放Ｂ。当 Q 重新开始执行的时候，, 它将会能够获得两个资源。
6. P 获得Ａ而且释放Ａ然后获得并且释放 B. 当 Q 重新开始实行, 它将会能够获得两个资源。
６.３图６.３反映的情况不会发生死锁，请证明。
证明：如果 Q 获得 B 和Ａ（在 P之前请求Ａ）, 那么 Q 能使用这些两类资源然后释放他们, 允许Ａ进行。如果 P在 Q之前请求Ａ获得Ａ, 然后Q 最多能执行到请求Ａ然后被阻塞。然而,一旦 P 释放 A ， Q 能进行。一旦 Q 释放 B, Ａ能进行。
６.４考虑下面的一个系统，当前不存在未满足的请求。
可用
当前分配最大需求仍然需求
a计算每个进程仍然可能需要的资源，并填入标为“仍然需要”的列中。
b系统当前是处于安全状态还是不安全状态，为什么。
c系统当前是否死锁？为什么？
d哪个进程（如果存在）是死锁的或可能变成死锁的？
e如果Ｐ３的请求（0，1，0，0）到达，是否可以立即安全地同意该请求？在什么状态（死锁，安全，不安全）下可以立即同意系统剩下的全部请求？如果立即同意全部请求，哪个进程（如果有）是死锁的或可能变成死锁的？
解：a. 0 0 0 0
0 7 5 0
6 6 2 2
2 0 0 2
0 3 2 0
b.系统当前处于安全状态，因为至少有一个进程执行序列，不会导致死锁，
运行顺序是p1, p4, p5, p2, p3.
c.系统当前并没有死锁，因为P1进程当前分配与最大需求正好相等，P1进
程可以运行直至结束，接下来运行其他进程
d.P2,P3,P4,P5可能死锁
e.不可以，当进程P1,P4,P5执行完可用资源为（4，6，9，8），P2,P3将死
锁，所以不安全，完全不可以立即同意系统剩下的全部请求。
６.５ 请把６.４中的死锁检测算法应用于下面的数据，并给出结果。
Available=(2 1 0 0)
2 0 0 1 0 0 1 0
Request= 1 0 1 0
Allocation= 2 0 0 1
2 1 0 0 0 1 2 0
解： 1. W = (2 1 0 0)
2. Mark P3; W = (2 1 0 0) + (0 1 2 0) = (2 2 2 0)
3. Mark P2; W = (2 2 2 0) + (2 0 0 1) = (4 2 2 1)
4. Mark P1; no deadlock detected 没有死锁
６.６一个假脱机系统包含一个输入进程Ｉ，用户进程进程Ｐ和一个输出进程Ｏ，它们之间用两个缓冲区连接。进程以相等大小的块为单位交换数据，这些块利用输入缓冲区和输出缓冲区之间的移动边界缓存在磁盘上，并取决于进程的速度。所使用的通信原语确保满足下面的资源约束：i+o ≤max
其中，max 表示磁盘中的最大块数，i 表示磁盘中的输入块数目， o 表示磁盘中的输出块数目。
以下是关于进程的知识：
１.只要环境提供数据，进程Ｉ最终把它输入到磁盘上（只要磁盘空间可用）。 ２.只要磁盘可以得到输入，进程Ｐ最终消耗掉它，并在磁盘上为每个输入块输出有限量的数据（只要磁盘空间可用）。
３.只要磁盘可以得到输出，进程Ｏ最终消耗掉它。说明这个系统可能死锁。
解：当I 的速度远大于P 的速度，有可能使磁盘上都是输入数据而此时P 进程要处理输入数据，即要将处理数据放入输出数据区。于是P 进程等待磁盘空间输出，I 进程等待磁盘空间输入，二者死锁。
６.７给出在习题６.６中预防死锁的附加资源约束，仍然通话输入和输出缓冲区之间的边界可以根据进程的要求变化。