同步和互斥的区别_
操作系统同步和互斥
操作系统同步和互斥操作系统中的进程之间的关系只有两种：同步与互斥。
下面由店铺为大家整理了操作系统的同步和互斥的相关知识，希望对大家有帮助!操作系统同步和互斥1.进程同步进程同步也是进程之间直接的制约关系，是为完成某种任务而建立的两个或多个线程，这个线程需要在某些位置上协调他们的工作次序而等待、传递信息所产生的制约关系。
进程间的直接制约关系来源于他们之间的合作。
比如说进程A需要从缓冲区读取进程B产生的信息，当缓冲区为空时，进程B因为读取不到信息而被阻塞。
而当进程A产生信息放入缓冲区时，进程B才会被唤醒。
2.进程互斥进程互斥是进程之间的间接制约关系。
当一个进程进入临界区使用临界资源时，另一个进程必须等待。
只有当使用临界资源的进程退出临界区后，这个进程才会解除阻塞状态。
比如进程B需要访问打印机，但此时进程A占有了打印机，进程B会被阻塞，直到进程A释放了打印机资源,进程B才可以继续执行。
扩展：临界资源在操作系统中，进程是占有资源的最小单位(线程可以访问其所在进程内的所有资源，但线程本身并不占有资源或仅仅占有一点必须资源)。
但对于某些资源来说，其在同一时间只能被一个进程所占用。
这些一次只能被一个进程所占用的资源就是所谓的临界资源。
典型的临界资源比如物理上的打印机，或是存在硬盘或内存中被多个进程所共享的一些变量和数据等(如果这类资源不被看成临界资源加以保护，那么很有可能造成丢数据的问题)。
对于临界资源的访问，必须是互诉进行。
也就是当临界资源被占用时，另一个申请临界资源的进程会被阻塞，直到其所申请的临界资源被释放。
而进程内访问临界资源的代码被成为临界区。
对于临界区的访问过程分为四个部分：1.进入区:查看临界区是否可访问，如果可以访问，则转到步骤二，否则进程会被阻塞2.临界区:在临界区做操作3.退出区:清除临界区被占用的标志4.剩余区：进程与临界区不相关部分的代码临界资源使用规则：忙则等待、优先等待、空闲让进、让权等待(在临界区的进程，不能在临界区内长时间处于事件等待，必须在一定时间退出临界区)。
操作系统第4章答案(上)
赵盈盈 93 第四章作业上1. 解释名词：程序的顺序执行；程序的并发执行。
答：程序的顺序执行：一个具有独立功能的程序独占cpu直到得到最终结果的进程。
程序的并发执行：两个或两个以上程序在计算机系统中同时处于一开始执行且尚未结束的状态。
2. 什么是进程进程与程序的主要区别是什么答：进程：进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动，进程是系统进行资源分配和调度的独立单元。
进程和程序的区别：●程序是静态的，进程是动态的●进程有程序和数据两部分组成●进程具有生命周期，有诞生和消亡，是短暂的；而程序是相对长久的●进程能更真实的描述并发，而程序不行。
●一个进程可以对应多个程序。
一个程序可以对应多个进程●进程可以创建其他进程，程序不能3. 图1所示，设一誊抄程序，将f中记录序列正确誊抄到g中，这一程序由get、copy、put三个程序段组成，它们分别负责获得记录、复制记录、输出记录。
请指出这三个程序段对f中的m个记录进行处理时各种操作的先后次序，并画出誊抄此记录序列的先后次序图（假设f中有1，2，…，m个记录，s,t为设置在主存中的软件缓冲区，每次只能装一个记录）。
图1 改进后的誊抄过程答：4. 进程有哪几种基本状态试画出进程状态变迁图，并标明发生变迁的可能原因。
答：进程基本状态：运行、就绪、等待就绪到运行：调度程序选择一个新的进程运行 运行到就绪：运行进程用完了时间片或运行进程被中断，因为一个高优先级的进程处于就绪状态 运行到等待：OS 尚未完成服务 或对一资源的访问尚不能进行或初始化I/O 且必须等待结果 或等待某一进程提供输入（IPC ） 等待到就绪：当所有的事件发生时5. 什么是进程控制块它有什么作用答：PCB ：为了便于系统控制和描述进程的活动过程，在操作系统核心中为进程定义的一个专门的数据结构。
作用：系统用PCB 来控制和管理进程的调用，PCB 也是系统感知进程存在的唯一标志GCGPCP G…CP6. n 个并发进程共用一个公共变量Q ，写出用信号灯的p 、v 操作实现n 个进程互斥时的程序描述，并说明信号灯值的取值范围。
进程之间同步和互斥的区别和联系
进程之间同步和互斥的区别和联系
1.同步是指多个进程之间按照一定的顺序执行，互斥是指多个进程之间不能同时访问共享资源。
2. 同步是为了保证进程之间执行顺序的正确性，互斥是为了避免多个进程同时访问共享资源导致数据不一致。
3. 同步机制可以通过信号量、事件、条件变量等方式实现，互斥机制通常使用互斥锁来实现。
联系：
1. 在多进程环境中，同步和互斥是相辅相成的，两者都是为了保证程序的正确性和安全性。
2. 互斥是同步的一种特殊形式，它是为了保证同步进行而采取的措施。
3. 同步和互斥都需要协调多个进程之间的关系，从而达到正确、高效地完成任务的目的。
总之，同步和互斥是操作系统中两个重要的概念，它们的区别在于同步是为了保证执行顺序的正确性，互斥是为了避免多个进程同时访问共享资源导致数据不一致，但是它们在多进程环境中都是相辅相成的。
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详解进程同步与互斥机制
详解进程同步与互斥机制⽬录⼀、什么是进程同步⼆、什么是进程互斥三、常见的进程同步与互斥机制⼀、什么是进程同步在多道批处理系统中，多个进程是可以并发执⾏的，但由于系统的资源有限，进程的执⾏不是⼀贯到底的，⽽是⾛⾛停停，以不可预知的速度向前推进，这就是进程的异步性。
那么，进程的异步性会带来什么问题呢？举个例⼦，如果有 A、B 两个进程分别负责读和写数据的操作，这两个线程是相互合作、相互依赖的。
那么写数据应该发⽣在读数据之前。
⽽实际上，由于异步性的存在，可能会发⽣先读后写的情况，⽽此时由于缓冲区还没有被写⼊数据，读进程 A 没有数据可读，因此读进程 A 被阻塞。
进程同步（synchronization）就是⽤来解决这个问题的。
从上⾯的例⼦我们能看出，⼀个进程的执⾏可能影响到另⼀个进程的执⾏，所谓进程同步就是指协调这些完成某个共同任务的并发线程，在某些位置上指定线程的先后执⾏次序、传递信号或消息。
再举个⽣活中的进程同步的例⼦，你想要喝热⽔，于是你打了⼀壶⽔开始烧，在这壶⽔烧开之前，你只能⼀直等着，⽔烧开之后⽔壶⾃然会发⽣响声提醒你来喝⽔，于是你就可以喝⽔了。
就是说⽔烧开这个事情必须发⽣在你喝⽔之前。
注意不要把进程同步和进程调度搞混了：进程调度是为了最⼤程度的利⽤ CPU 资源，选⽤合适的算法调度就绪队列中的进程。
进程同步是为了协调⼀些进程以完成某个任务，⽐如读和写，你肯定先写后读，不能先读后写吧，这就是进程同步做的事情了，指定这些进程的先后执⾏次序使得某个任务能够顺利完成。
⼆、什么是进程互斥同样的，也是因为进程的并发性，并发执⾏的线程不可避免地需要共享⼀些系统资源，⽐如内存、打印机、摄像头等。
举个例⼦：我们去学校打印店打印论⽂，你按下了 WPS 的 “打印” 选项，于是打印机开始⼯作。
你的论⽂打印到⼀半时，另⼀位同学按下了 Word 的 “打印” 按钮，开始打印他⾃⼰的论⽂。
想象⼀下如果两个进程可以随意的、并发的共享打印机资源，会发⽣什么情况？显然，两个进程并发运⾏，导致打印机设备交替的收到 WPS 和 Word 两个进程发来的打印请求，结果两篇论⽂的内容混杂在⼀起了。
操作系统原理课后习题答案
操作系统原理作业第1章1-2 批处理系统和分时系统各有什么特点？为什么分时系统的响应比较快？答：在批处理系统中操作人员将作业成批装入计算机并由计算机管理运行，在程序的运行期间用户不能干预，因此批处理系统的特点是：用户脱机使用计算机，作业成批处理，系统内多道程序并发执行以及交互能力差。
在分时系统中不同用户通过各自的终端以交互方式共同使用一台计算机，计算机以“分时”的方法轮流为每个用户服务。
分时系统的主要特点是：多个用户同时使用计算机的同时性，人机问答方式的交互性，每个用户独立使用计算机的独占性以及系统响应的及时性。
分时系统一般采用时间片轮转的方法使一台计算机同时为多个终端用户服务，因此分时系统的响应比较快。
1-4什么是多道程序设计技术？试述多道程序运行的特征。
答：多道程序设计技术是指同时把多个作业（程序）放入内存并允许它们交替执行和共享系统中的各类资源；当一道程序因某种原因（如I/O 请求）而暂停执行时，CPU 立即转去执行另一道程序。
多道程序运行具有如下特征：多道计算机内存中同时存放几道相互独立的程序。
宏观上并行：同时进入系统的几道程序都处于运行过程中，它们先后开始了各自的运行但都未运行完毕。
微观上串行：从微观上看内存中的多道程序轮流或分时地占有处理机，交替执行。
1-6操作系统的主要特性是什么？为什么会有这样的特性？答：并发性，共享性，异步性，虚拟性，这些特性保证了计算机能准确的运行，得出想要的结果。
1-7（1）工作情况如图。
（2）CPU有空闲等待，它发生在100 ms150 ms时间段内，此时间段内程序A 与程序B都在进行I/O操作。
（3）程序A无等待现象，程序B在0 ms50 ms时间段与180 ms200 ms时间段内有等待现象。
第2章2-1 什么是操作系统虚拟机？答：在裸机上配置了操作系统程序后就构成了操作系统虚拟机2-3 什么是处理机的态？为什么要区分处理机的态？答：处理机的态，就是处理机当前处于何种状态，正在执行哪类程序。
05进程管理三互斥和同步一
23
记录型信号量和wait、signal原语
• 信号量是一个确定的二元组（value, L）， value 是一个具有非负初值的整型变量，L 是 一个初始状态为空的队列。 • value代表资源的实体。在实际应用中应准确地说
明s的意义和初值，每个信号量都有一个队列，其初 始状态为空。 – 初始化指定一个非负整数值，表示空闲资源总数 （又称为"资源信号量"）－－若为非负值表示当前 的空闲资源数，若为负值其绝对值表示当前等待 临界区的进程数
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2.3.2 信号量(semaphore)
二、利用整型信号量实现互斥
Begin Repeat … wait(mutex); Critical section Signal(mutex) Remainder section Until false; end
while mutex≤0 do no-op mutex:=mutex-1. mutex:=mutex+1
20
a S2
d S4 S5
S1 b S3
c
g f e S6
21
利用信号量来描述前趋关系---例2 var a,b,c,d,e,f,g:semaphore:=0,0,0,0,0,0; begin prabegin begim s1;signal(a);signal(b);end; begin wait(a);s2;signal(c);signal(d);end; begin wait(b);s3;signal(g);end; begin wait(c);s4;signal(e);end; begin wait(d);s5;signal(f);end; begin wait(e); wait(f); wait(g);s6;end. parend end.
第二章_进程管理习题修改
一、选择题1.在进程管理中,当 C 时,进程从阻塞状态变为就绪状态。
A.进程被进程调度程序选中B.等待某一事件C.等待的事件发生D.时间片用完2.分配到必要的资源并获得处理机时的进程状态是 B 。
A.就绪状态B.执行状态C.阻塞状态D.撤消状态3.进程的三个基本状态在一定条件下可以相互转化,进程由就绪状态变为运行状态的条件是 D 。
A.时间片用完B.等待某事件发生C.等待的某事件已发生D.被进程调度程序选中4.进程的三个基本状态在一定条件下可以相互转化,进程由运行状态变为阻塞状态的条件是 B 。
A.时间片用完B.等待某事件发生C.等待的某事件已发生D.被进程调度程序选中5.下列的进程状态变化中, C 变化是不可能发生的。
A.运行(就绪B.就绪(运行C.等待(运行D.等待(就绪6.一个运行的进程用完了分配给它的时间片后,它的状态变为 A 。
A.就绪B.等待C.运行D.由用户自己确定7.操作系统通过 B 对进程进行管理。
A. JCBB. PCBC. DCTD. CHCT8.一个进程被唤醒意味着 D 。
A. 该进程重新占有了CPUB. 它的优先权变为最大C. 其PCB移至等待队列队首D. 进程变为就绪状态9.多道程序环境下,操作系统分配资源以C 为基本单位。
A. 程序B. 指令C. 进程D. 作业10. 从下面的叙述中选出一条正确的叙述:(1)操作系统的一个重要概念是进程,不同的进程所执行的代码也不同。
(2)操作系统通过PCB来控制和管理进程,用户进程可从PCB中读出与本身运行状态相关的信息。
(3)当进程由执行状态变为就绪状态时,CPU现场信息必须被保存在PCB中。
(4)当进程申请CPU得不到满足时,它将处于阻塞状态。
(5)进程是可与其他程序并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程,所以程序段是进程存在的唯一标志。
11. 从下面的叙述中选出4条正确的叙述:(1)一个进程的状态发生变化总会引起其它一些进程的状态发生变化。
(完整版)操作系统第4章答案(上)
赵盈盈2011210593 第四章作业上1.解释名词：程序的顺序执行；程序的并发执行。
答：程序的顺序执行：一个具有独立功能的程序独占 cpu 直到得到最终结果的进程。
程序的并发执行：两个或两个以上程序在计算机系统中同时处于一开始执行且尚未结束的状态。
2.什么是进程？进程与程序的主要区别是什么？答：进程：进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动，进程是系统进行资源分配和调度的独立单元。
进程和程序的区别：●程序是静态的，进程是动态的●进程有程序和数据两部分组成●进程具有生命周期，有诞生和消亡，是短暂的；而程序是相对长久的●进程能更真实的描述并发，而程序不行。
●一个进程可以对应多个程序。
一个程序可以对应多个进程●进程可以创建其他进程，程序不能3.图1 所示，设一誊抄程序，将 f 中记录序列正确誊抄到 g 中，这一程序由get、copy、put 三个程序段组成，它们分别负责获得记录、复制记录、输出记录。
请指出这三个程序段对 f 中的m 个记录进行处理时各种操作的先后次序，并画出誊抄此记录序列的先后次序图（假设f 中有1，2，…，m 个记录，s,t 为设置在主存中的软件缓冲区，每次只能装一个记录）。
图1 改进后的誊抄过程答：PPG4.进程有哪几种基本状态？试画出进程状态变迁图，并标明发生变迁的可能原因。
答：进程基本状态：运行、就绪、等待就绪到运行：调度程序选择一个新的进程运行运行到就绪：运行进程用完了时间片或运行进程被中断，因为一个高优先级的进程处于就绪状态运行到等待：OS 尚未完成服务或对一资源的访问尚不能进行或初始化 I/O 且必须等待结果或等待某一进程提供输入（IPC）等待到就绪：当所有的事件发生时5.什么是进程控制块？它有什么作用？答：PCB：为了便于系统控制和描述进程的活动过程，在操作系统核心中为进程定义的一个专门的数据结构。
作用：系统用 PCB 来控制和管理进程的调用，PCB 也是系统感知进程存在的唯一标志S36. n 个并发进程共用一个公共变量 Q ，写出用信号灯的 p 、v 操作实现 n 个进程互斥时的程序描述，并说明信号灯值的取值范围。
什么是进程互斥，什么是进程同步，同步和互斥这两个概念有什么联系和区别？
什么是进程互斥，什么是进程同步，同步和互斥这两个概念有什
么联系和区别？
在操作系统中，当某⼀进程正在访问某⼀存储区域时，就不允许其他进程进⾏读写或者修改该存储区的内容，否则就会发⽣后果⽆法估计的错误。
进程之间的这种相互制约的关系成为进程互斥。
并发进程在⼀些关键点上可能需要互相等待与互通消息，这种相互制约的等待与互通信息称为进程同步。
实际上进程互斥也是⼀种同步，他协调多个进程互斥进⼊同⼀个临界资源对应的临界区。
(第4章进程及进程管理)习题四答案介绍
沈华
湖北工业大学计算机学院
P 对公共变量 Q 的访问 V
end coend 信号量 mutex 的取值范围为：mutex.value ∈[1, - (n-1)]。 ①值为 1 时，表示没有进程访问公共变量 Q； ②值为 0 时，表示有一个进程正在访问公共变量 Q； ③值<0 时，表示有一个进程正在访问公共变量 Q，同时又| mutex.value |个进程 等待访问公共变量 Q。
沈华
湖北工业大学计算机学院
19. 20. 21. }
} }//while
4-6 进程有哪几个基本状态？在一个系统中为什么必须区分出这几种状态。 答：进程有三个基本状态：运行状态、就绪状态和等待状态（又称阻塞、挂起、 睡眠） 。 因为多道程序设计技术的引入，使得多个进程可以并发执行。并发执行的进程 之间由于合作具有直接制约关系或由于共享资源具有间接制约关系，使得它们 的执行过程具有“执行——暂停——执行——暂停——执行——…”的动态特 征，因此需要对进程在其生命周期内所处于的不同状态进行区分，以便对进程 进行分析、管理和控制。
4-4 图 4-2 标明程序段执行的先后次序。其中 I 表示输入操作、C 表示计算操作、 P 表示打印操作，下角标说明是对哪个作业进行上述操作。请指明： （1）哪些操作必须有先后次序，其原因是什么？ （2）哪些操作可以并发执行，其原因又是什么？ 答： （1）Ii 必须先于 Ci 执行，Ci 必须先于 Pi 执行，这是因为同一个作业的这三 个操作之间具有逻辑上的严格的先后执行次序；Ii 必须先于 Ii+1 执行，Ci 必须先 于 Ci+1 执行，Pi 必须先于 Pi+1 执行，这是因为 Ii 和 Ii+1 共享输入设备、Ci 和 Ci+1 共享 CPU、Pi 和 Pi+1 共享输出设备。 （2）Ii+1 和 Ci、Pi-1 可以并发执行，因为这三个进程分属于不同的作业，且它们 占据的是不同的资源。
第4章习题及答案
第四章习题及解答4-3 什么是进程？进程与程序的主要区别是什么？答：进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次活动。
进程与程序的主要区别是：(1) 程序是指令的有序集合，是一个静态概念。
进程是程序在处理机的一次执行过程，是一个动态概念。
进程是有生命期的，因创建而产生，因调度而执行，因得到资源而暂停，因撤消而消亡；(2) 进程是一个独立的运行单元，是系统进行资源分配和调度的独立单元，而程序则不是。
(3) 进程与程序之间无一一对应关系。
一个程序可以对应多个进程，一个进程至少包含一个程序。
4-4 图4.2标明程序段执行的先后次序。
其中：I表示输入操作，C表示计算操作，P 表示打印操作，下角标说明是对哪个程序进行上述操作。
请指明：（1）哪些操作必须有先后次序? 其原因是什么？（2）哪些操作可以并发执行? 其原因又是什么？答：(1) ①I n、C n和P n之间有先后顺序要求，这是由于程序本身的逻辑要求。
②使用同一设备的不同的程序段，如C1…C n，I1…I n，P1…P n，之间有先后顺序要求，这是由于设备某一时刻只能为一个程序服务。
(2) 不同程序使用不同设备时，占用不同设备，无逻辑关系，可以并发执行，如I2和C1；I3、C2和P1。
4-9 某系统进程调度状态变迁图如图4.31(1) 什么原因会导致发生变迁2、变迁3、变迁4 ？答：发生变迁2的原因：时间片到发生变迁3的原因：请求I/O或其他系统调用发生变迁4的原因：I/O完成或其他系统调用完成(2) 在什么情况下，一个进程的变迁3 能立即引起另一个进程发生变迁1 ？答：一个进程的变迁3 能立即引起另一个进程发生变迁的条件是，就绪队列非空。
(3) 下列因果变迁是否可能发生？若可能，需要什么条件？a. 2→1；b. 3→2；c. 4→1答：a. 2→1 不需要条件，一定会发生。
b. 3→2 不可能发生。
c. 4→1 可能发生，条件：就绪队列为空，或在可剥夺调度方式下，转变为就绪状态的进程优先级最高。
并发性：互斥和同步
此两种进程必须遵循一定的规则
利用信号量实现进程同步-2
• 为了实现进程同步，需采用同步信号量。 • 设置一个同步信号量full，它代表的资源是缓冲器满，它 的初值为0。这个资源是Print进程所拥有，Print进程可以 申请该资源，对它施加P操作，如条件满足Print进程可从 Buffer中取数。而Print进程的合作进程Compute对full信号 量施加V操作，即它可释放该资源。当Compute进程将数 据存入Buffer后，即可释放该资源供Print进程再使用。 • 设置另一个同步信号量empty，它代表的资源是缓冲器空， 它的初值为1 。缓冲器空这个资源是进程Compute所拥有， 它可以申请该资源，对它施加Print操作。而它的合作进程 Print对empty信号量施加V操作。
5.5 读者/写者问题
• 一个数据集（如文件）如果被几个并行进程所共享，有些 一个数据集（如文件）如果被几个并行进程所共享， 进程只要求读数据集内容，它称读者， 进程只要求读数据集内容，它称读者，而另一些进程则要 求修改数据集内容，它称写者， 求修改数据集内容，它称写者，几个读者可以同时读些数 据集，而不需要互斥，但一个写者不能和其它进程（ 据集，而不需要互斥，但一个写者不能和其它进程（不管 是写者或读者）同时访问些数据集，它们之间必须互斥。 是写者或读者）同时访问些数据集，它们之间必须互斥。 • 设置互斥信号量 信号量wmutex 表示写者间、读者和写者间互 表示写者间、 设置互斥信号量 读者和写者主要程序如下 程序如下： 斥，读者和写者主要程序如下： reader: writer: 第一个读者到时P（ P（wmutex） 第一个读者到时 （wmutex） ） （ ） Read Text Write Text 最后一个读者离开时 一个读者离开时V（ V（wmutex） 最后一个读者离开时 （wmutex） ） （
操作系统第4章答案(上)
赵盈盈2011210593 第四章作业上1. 解释名词：程序的顺序执行；程序的并发执行。
答：程序的顺序执行：一个具有独立功能的程序独占cpu直到得到最终结果的进程。
程序的并发执行：两个或两个以上程序在计算机系统中同时处于一开始执行且尚未结束的状态。
2. 什么是进程？进程与程序的主要区别是什么？答：进程：进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动，进程是系统进行资源分配和调度的独立单元。
进程和程序的区别：●程序是静态的，进程是动态的●进程有程序和数据两部分组成●进程具有生命周期，有诞生和消亡，是短暂的；而程序是相对长久的●进程能更真实的描述并发，而程序不行。
●一个进程可以对应多个程序。
一个程序可以对应多个进程●进程可以创建其他进程，程序不能3. 图1所示，设一誊抄程序，将f中记录序列正确誊抄到g中，这一程序由get、copy、put 三个程序段组成，它们分别负责获得记录、复制记录、输出记录。
请指出这三个程序段对f 中的m个记录进行处理时各种操作的先后次序，并画出誊抄此记录序列的先后次序图（假设f中有1，2，…，m个记录，s,t为设置在主存中的软件缓冲区，每次只能装一个记录）。
图1 改进后的誊抄过程答：4. 进程有哪几种基本状态？试画出进程状态变迁图，并标明发生变迁的可能原因。
答：进程基本状态：运行、就绪、等待就绪到运行：调度程序选择一个新的进程运行 运行到就绪：运行进程用完了时间片或运行进程被中断，因为一个高优先级的进程处于就绪状态运行到等待：OS 尚未完成服务或对一资源的访问尚不能进行或初始化I/O 且必须等待结果 或等待某一进程提供输入（IPC ）等待到就绪：当所有的事件发生时5. 什么是进程控制块？它有什么作用？答：PCB ：为了便于系统控制和描述进程的活动过程，在操作系统核心中为进程定义的一个专门的数据结构。
作用：系统用PCB 来控制和管理进程的调用，PCB 也是系统感知进程存在的唯一标志GCGPCP G… CP6. n 个并发进程共用一个公共变量Q ，写出用信号灯的p 、v 操作实现n 个进程互斥时的程序描述，并说明信号灯值的取值范围。
《操作系统》试卷(A)标准答案
河南理工大学 2008-2009 学年第 2 学期地科07级《操作系统》试卷（A ）标准答案一、选择题1、引入多道程序的目的在于（ A ）A 、充分利用CPU ，减少CPU 等待时间B 、提高实时响应速度C 、有利于代码共享，减少主、辅存信息交换量D 、充分利用存储器 2、在单一处理器上，将执行时间有重叠的几个程序称为 （ C ）A 、顺序程序B 、多道程序C 、并发程序D 、并行程序3、为了描述进程的动态变化过程，采用了一个与进程相联系的（ A ）系统，根据它而感知进程的存在。
A 、进程控制块 B 、进程起始地址 C 、进程状态字 D 、进程优先数4、当一进程运行时，系统可基于某种原则，强行将其撤下，把处理器分配给其他进程，这种调度方式是（ A ） A 、中断方式 B 、查询方式 C 、非剥夺方式 D 、剥夺方式5、解决死锁的途径是（ B ）A 、不要共享资源，增加独占资源B 、设计预防死锁，运行检测并恢复C 、立即关机排除故障D 、立即关机再理开机 6、虚拟存储技术是（ D ） A 、扩充外存空间的技术B 、扩充输入输出缓冲区的技术C 、补充内存物理空间的技术D 、补充相对地址空间的技术7、段页式管理每取一数据，要访问（A ）次内存 A 、3 B 、4 C 、1 D 、28、系统抖动是指（B ）A 、 使用机器时，千万屏幕闪烁的现象B 、 刚被调出的帧又立刻被调入所形成的频繁调入调出的现象C 、 系统盘不净，上千万系统不稳定的现象D 、 由于内存分配不当，偶然造成内存不够的现象9、当程序经过编译或者汇编以后，形成了一种由机器指令组成的集合，被称为（B ） A 、源程序 B 、目标程序 C 、可执行程序 D 、非执行程序 10、若处理器有32位地址，则它的虚拟地址空间为（ B ）字节。
A 、2GB B 、4GB C 、100KB D 、640KB 11、（C ）存储管理方式提供二维地址结构。
线程控制实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景线程是操作系统中实现并发执行的基本单位，它允许程序在同一时间内执行多个任务。
线程控制实验旨在通过实际操作，加深对线程概念、线程同步与互斥机制的理解，并掌握线程的创建、同步与互斥方法。
二、实验目的1. 理解线程的概念及其在操作系统中的作用。
2. 掌握线程的创建、同步与互斥方法。
3. 熟悉线程调度与同步在实际编程中的应用。
4. 通过实验，提高对多线程编程的理解和实际操作能力。
三、实验环境操作系统：Windows 10编程语言：Java开发工具：Eclipse四、实验内容1. 线程的创建与启动实验步骤：（1）创建一个名为ThreadDemo的Java类，继承自Thread类。
（2）在ThreadDemo类中重写run()方法，实现线程要执行的任务。
（3）在main方法中创建ThreadDemo类的实例，并调用start()方法启动线程。
实验代码：```javapublic class ThreadDemo extends Thread {@Overridepublic void run() {// 线程要执行的任务System.out.println("线程运行：" +Thread.currentThread().getName());}public static void main(String[] args) {ThreadDemo threadDemo = new ThreadDemo();threadDemo.start(); // 启动线程}}```2. 线程同步与互斥实验步骤：（1）创建一个名为SyncDemo的Java类，包含一个共享资源和一个同步方法。
（2）在SyncDemo类中，使用synchronized关键字声明同步方法，实现线程间的同步。
（3）在main方法中创建多个ThreadDemo类的实例，并启动线程，观察线程同步与互斥的效果。
实验代码：```javapublic class SyncDemo {private int count = 0;public synchronized void increment() {count++;System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：count=" + count);}public static void main(String[] args) {SyncDemo syncDemo = new SyncDemo();Thread thread1 = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 5; i++) {syncDemo.increment();}});Thread thread2 = new Thread(() -> {for (int i = 0; i < 5; i++) {syncDemo.increment();}});thread1.start();thread2.start();}}```3. 线程通信实验步骤：（1）创建一个名为ThreadCommunication的Java类，包含一个共享资源和一个同步方法。
现代操作系统课后习题答案
第二章进程管理第一部分教材习题（P81）3、为什么程序并发执行会产生间断性特征？（P36）4、程序并发执行，为何会失去封闭性和可再现性？（P37）【解】程序在并发执行时，是多个程序共享系统中的各种资源，因而这些资源的状态将由多个程序来改变，致使程序的运行已失去了封闭性。
同时由于失去了封闭性，也将导致其再失去可再现性。
程序在并发执行时，由于失去了封闭性，程序经过多次执行后，其计算机结果已与并发程序的执行速度有关，从而使程序的执行失去了可再现性。
5、在操作系统中为什么要引入进程概念？（P37）它会产生什么样的影响？【解】在操作系统中引入进程的概念，是为了实现多个程序的并发执行。
传统的程序不能与其他程序并发执行，只有在为之创建进程后，才能与其他程序（进程）并发执行。
这是因为并发执行的程序（即进程）是“停停走走”地执行，只有在为它创建进程后，在它停下时，方能将其现场信息保存在它的PCB中，待下次被调度执行是，再从PCB中恢复CPU现场并继续执行，而传统的程序却无法满足上述要求。
建立进程所带来的好处是使多个程序能并发执行，这极大地提高了资源利用率和系统吞吐量。
但管理进程也需付出一定的代价，包括进程控制块及协调各运行机构所占用的内存空间开销，以及为进行进程间的切换、同步及通信等所付出的时间开销。
6、试从动态性、并发性和独立性上比较进程和程序？（P37）【解】（1）动态性：进程既然是进程实体的执行过程，因此，动态性是进程最基本的特性。
动态性还表现为：“它由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，以及由撤消而消亡”。
可见，进程有一定的生命期。
而程序只是一组有序指令的集合，并存放在某种介质上，本身并无运动的含义，因此，程序是个静态实体。
（2）并发性：所谓进程的并发，指的是多个进程实体，同存于内存中，能在一段时间内同时运行。
并发性是进程的重要特征，同时也成为OS的重要特征。
引入进程的目的也正是为了使其程序能和其它进程的程序并发执行，而程序是无法并发执行的。
第五章互斥与同步-PPT课件
5.4 信号量
3.整型信号量 整型信号量是通过定义一个整型变量，如s ，和 两个标准的原子操作wait(s)和 signal(s)来 对s进行减1和增1操作，以实现对临界资源的 访问控制。这两个原子操作习惯上分别被称为 P操作和V操作。 两种实现方式：忙等待与阻塞等待。
Pi:
while(true) {… while(flag[j]);/*执行空语句等待*/ flag[i]=true; 执行csi /* 进程Pi的临界区*/ flag[i]=false;/*释放临界资源*/ …}
5.3 互斥
(2)用一个turn来指示哪个进程应该进入临界 区，turn=i表示pi可以进入临界区。
(2)硬件指令的方法
TS（Test-and Set）指令 bool founction TS (bool flag) { TS =flag; flag=true;/*关闭临界区*/ }
2.互斥的硬件解决方法
例：用TS硬件指令方法实现互斥
while(true) {while(TS(lock)); 执行csi lock=false; ……}
Pi: While(true) {… while(turn!=i); /*执行空语句等待*/ 执行csi; /*临界区*/ turn=j; /* (j!=i) 释放临界资源*/ … } 强制在两个进程之间轮换，不能满足空闲让进的原则！
(3)Dekker的软件解决方法（一种正确的方法） 初始化：flag[0]=flag[1]=false;turn可以为0或1； Pi: while(true) {flag[i]=true;/*标识想进入临界区的进程*/ while(flag[j]) {if(turn==j) { flag[i]=false; while(turn==j); flag[i]=true; }} 执行csi /*执行临界区代码*/ turn=j;flag[i]=false; …… }
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同步和互斥的区别
信号量互斥量条件变量
同步和互斥
一、信号量：用于进程间通信（linux中用于线程）
独立于进程在两个进程中都要初始化，若一个已创建，则另一个获取可以执行多次v操作，然后再执行p操作
信号量的一些概念：
以下是信号灯（量)的一些概念:
信号灯与互斥锁和条件变量的主要不同在于”灯”的概念，灯亮则意味着资源可用，灯灭则意味着不可用。
如果说后两中同步方式侧重于”等待”操作，即资源不可用的话，信号灯机制则侧重于点灯，即告知资源可用；没有等待线程的解锁或激发条件都是没有意义的，而没有等待灯亮的线程的点灯操作则有效，且能保持灯亮状态。
当然，这样的操作原语也意味着更多的开销。
信号灯的应用除了灯亮/灯灭这种二元灯以外，也可以采用大于1的灯数，以表示资源数大于1，这时可以称之为多元灯。
二、互斥量：（用于在线程间的通信）
1、在一个进程中创建
三、信号量与互斥量的区别
1. 互斥量用于线程的互斥，信号量用于线程的同步。
这是互斥量和信号量的根本区别，也就是互斥和同步之间的区别。
互斥：是指某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问，具有唯一性和排它性。
但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序，即访问是无序的。
同步：是指在互斥的基础上（大多数情况），通过其它机制实现访问者对资源的有序访问。
在大多数情况下，同步已经实现了互斥，特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。
少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源
以上区别是主要想记住的。
note:信号量可以用来实现互斥量的功能
2. 互斥量值只能为0/1，信号量值可以为非负整数。
也就是说，一个互斥量只能用于一个资源的互斥访问，它不能实现多个资源的多线程互斥问题。
信号量可以实现多个同类资源的多线程互斥和同步。
当信号量为单值信号量是，也可以完成一个资源的互斥访问。
3、互斥量的加锁和解锁必须由同一线程分别对应使用，信号量可以由一个线程释放，另一个线程得到。
4、作用域
信号量: 进程间或线程间(linux仅线程间)
互斥锁: 线程间
5、上锁时
信号量: 只要信号量的value大于0，其他线程就可以sem_wait(p操作-1)成功，成功后信号量的value减一。
若value值不大于0，则
sem_wait阻塞，直到sem_post(v操作+1)释放后value值加一
互斥锁: 只要被锁住，其他任何线程都不可以访问被保护的资源
成功后否则就阻塞
四、条件变量：（常与互斥锁一起使用）
互斥锁的一个明显缺点是它只有两种状态:锁定和非锁定.而条件变量通过允许线程阻塞和等待另一个线程发送信号的方法解决了互斥锁的不足,它常与互斥锁一起使用.使用时,条件变量被用来阻塞一个线程,当条件不满足时,线程往往解开相应的互斥锁并等待条件发生变化.一旦其他的某个线程改变了条件变量,它将通知相应的条件变量唤醒一个或多个正被此条件变量阻塞的线程.这些线程将重新锁定互斥锁并重新测试条件是否满足.条件变量的基本操作有以下两个:
触发条件:当条件变为true时;
等待条件:挂起线程直到其他线程触发条件.
注意:条件变量应该和互斥量配合使用,以避免出现条件竞争,一个线程预备等待一个条件变量,当它在真正进入等待之前,另一个线程恰好触发了该条件.
五、互斥量与条件变量之间的关系
1、互斥锁：保护临界资源同一时刻一个线程访问
只有一把锁，可用于锁多种临界资源
但同一时刻只能锁住一个临界资源（同一时刻只能一个进程访问）2、信号量：只是为了进程通信间保持同步
3、条件变量：不满足条件时，用wait函数阻塞其所在的线程，
满足某条件时，用wait函数唤醒阻塞的线程（因为防止wait函数操作中条件竞争，==》易产生死锁，所以经常与互斥锁一起使用）可以辅助互斥锁，弥补其不足
例子：kless0416 cond.c
Count 初始化为0 使AB中满足以下效果
A 线程count= count-1 = 0
B 线程count = count+1 =1
此时要用互斥锁防止同一时刻临界资源被两个线程访问，但是打印的结果可能是：A0 B1 ；A-1 B0
所以，要让两个线程在其中进行通信
A 检测到count == 0 则阻塞释放互斥锁，此时B（加锁）就可以运行，将count+1 = 1；然后通知A count！=0 了，你可以运行了，现在A可以运行了（前提是B已经释放了互斥锁，若没有，则等待B运行结束后释放了互斥锁之后，A就果断的运行了）。