1.，什么是計算機(jī)的操作系統(tǒng)？
計算機(jī)系統(tǒng)是由硬件和軟件兩部分組成的。操作系統(tǒng)是配置在計算機(jī)硬件上的第一層軟件，是對硬件系統(tǒng)的首次擴(kuò)充?！?br> 2.操作系統(tǒng)管理計算機(jī)系統(tǒng)的那些資源？
計算機(jī)系統(tǒng)中，可將資源分為四類：處理器，存儲器，I/O設(shè)備及信息。相應(yīng)的OS的主要功能也正是管理這四類資源。即：處理器管理，用于分配和控制處理器；存儲器管理，主要負(fù)責(zé)內(nèi)存的分配和回收；IO設(shè)備管理，負(fù)責(zé)IO設(shè)備的分配和操縱；文件管理，負(fù)責(zé)文件的存取，共享和保護(hù)。
3．為什么要引進(jìn)分時系統(tǒng)？分時系統(tǒng)的主要特點是什么？
主要特點：多路性。允許一臺主機(jī)上同時聯(lián)接多臺聯(lián)機(jī)終端。
獨立性。每個用戶各占一個終端，彼此獨立操作，互不干擾。
及時性。用戶的請求能在很短的時間內(nèi)獲得響應(yīng)。
交互性。用戶可通過終端與系統(tǒng)進(jìn)行廣泛的人機(jī)對話。
4說明分時系統(tǒng)和多終端實時系統(tǒng)的差別。
多路性。實時系統(tǒng)處理系統(tǒng)也按分時原則為多個終端用戶服務(wù)。實時控制系統(tǒng)的多路性則主要表現(xiàn)在系統(tǒng)周期性的對多路現(xiàn)場信息進(jìn)行采集，以及對多個對象獲多個執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。而分時系統(tǒng)中的多路性則與用戶情況有關(guān)，時多時少、
獨立性。實時信息處理系統(tǒng)中的每個終端用戶在向?qū)崟r系統(tǒng)提出服務(wù)請求時，是批次獨立地操作，互不干擾；而實時控制系統(tǒng)中，對信息的采集和對對象的控制也都是彼此互不干擾‘
及時性。實時信息處理系統(tǒng)對實時性的要求和分時系統(tǒng)類似，都是以人所能接受的等待時機(jī)啊來確定的；而實時控制系統(tǒng)的及時性，則是以控制對象所要求的開始截止時間或完成截止時間來確定的，一般為秒級到毫秒級，
交互性。實時信息處理系統(tǒng)雖然也具有交互性，但這里人與系統(tǒng)的交互僅限于訪問系統(tǒng)
中某些特定的專用服務(wù)程序。它不像分時系統(tǒng)那樣能向終端用戶提供數(shù)據(jù)處理和資源共享服務(wù)。
可靠性。分時系統(tǒng)雖然也要求系統(tǒng)可靠，但相比之下，實時系統(tǒng)則要求系統(tǒng)是具有高度的可靠性。
1.5 什么是系統(tǒng)功能調(diào)用。
系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)提供給用戶的程序級的接口。用戶可以在自己編寫的程序中調(diào)用 操作系統(tǒng)的功能。

1.6 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)與分布式操作系統(tǒng)的區(qū)別是什么？
1.7 微型計算機(jī)與大型計算機(jī)的硬件組織有何不同特點？
l.8 試述虛擬處理機(jī)的概念。
在虛擬處理機(jī)技術(shù)中，利用多道程序設(shè)計技術(shù)，為每道程序建立一個進(jìn)程，讓多道程序并發(fā)的執(zhí)行，以此來分時使用一臺處理器。此時，雖然操作系統(tǒng)中只有一臺處理機(jī)，但它卻能同時為多個用戶服務(wù)，是每個終端用戶都認(rèn)為是有一個處理機(jī)在專門的服務(wù)。
即利用多道程序設(shè)計技術(shù)，把一臺物理上的處理機(jī)虛擬為多臺邏輯上的處理機(jī)，在每臺邏輯處理機(jī)上運行一道程序。把用戶所感覺到的處理機(jī)成為虛擬處理器。
1.9 操作系統(tǒng)與系統(tǒng)中的其它軟件以及與硬件是什么關(guān)系？
1.10什么是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，它與通常的操作系統(tǒng)有何不同？
網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是在原來各自計算機(jī)操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研制開發(fā)的，用以對整個網(wǎng)絡(luò)資 源進(jìn)行統(tǒng)一管理和協(xié)調(diào)控制。它要按照網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的各個協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，為通信雙方建立和 拆除通信鏈路；對傳輸錯誤進(jìn)行檢驗和校正等等。用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)訪問遠(yuǎn)地資源。由網(wǎng) 絡(luò)操作系統(tǒng)實現(xiàn)協(xié)調(diào)用戶需求，分配系統(tǒng)資源的工作，至于具體的資源管理和控制仍由用 戶的主機(jī)操作系統(tǒng)完成。
l.11定義、比較下列名詞，并寫出其反義詞。
（1）聯(lián)機(jī)；
是指用戶在控制臺 或終端前直接控制其作業(yè)的運行，也就是說用戶和他的作業(yè)之間有著交互作用。
脫機(jī)。
（2）分時；
是把處理機(jī)時間劃分成很短的時間片，輪流地分配 給各個聯(lián)機(jī)作業(yè)使用。如果某個作業(yè)在時間片結(jié)束之前計算還未完成，那么該作業(yè)就被暫 時中斷，等待下一輪再繼續(xù)計算，此時CPU讓給另一個作業(yè)使用。
實時
（3）實時；
所謂“實時”是指對隨機(jī)發(fā)生的外部事件做出及時的響應(yīng)并對其進(jìn)行處理。實時操作 系統(tǒng)通常指這樣一類系統(tǒng)：計算機(jī)能及時響應(yīng)外部事件的請求，在規(guī)定的時間內(nèi)完成對該 事件的處理，并控制所有實時設(shè)備和實時任務(wù)協(xié)調(diào)一致地運行。
分時
（4）交互式計算
1.12操作系統(tǒng)的主要作用和功能是什么？
從一般用戶的觀點，可把OS、看作是用戶與計算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口；從資源管理的觀點看，則可把OS視為計算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者。另外，OS、實現(xiàn)了對計算機(jī)資源的抽象，隱藏了對硬件操作的細(xì)節(jié)，使用戶能更方便的使用機(jī)器。
1.13什么是多道程序設(shè)計技術(shù)，引入多道程序設(shè)計技術(shù)的起因和目的是什么？
用戶所提交的作業(yè)都先存放在外存上并排成一個隊列，稱為“后備隊列”；然后，由作業(yè)調(diào)度程序按一定的算法從后備隊列中選擇若干個作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，使他們共享CPU和系統(tǒng)的各種資源。、
原因：單批道處理系統(tǒng)中，內(nèi)存中僅有一道作業(yè)，它
無法充分利用系統(tǒng)中的素有資源，致使系統(tǒng)性能較差，為了進(jìn)一步提高資源的利用率和系統(tǒng)吞吐量，引入多道程序設(shè)計技術(shù)。
1.14試畫出三道作業(yè)的運行情況。列舉多道程序系統(tǒng)中存在哪些并行運行情況。
1.15多道程序系統(tǒng)具有哪些特性，并設(shè)想一下這些特性對操作系統(tǒng)設(shè)計將帶來什么 影響？ 1.16比較批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)和實時系統(tǒng)的特點

2-1 操作系統(tǒng)的運行環(huán)境指什么？
操作系統(tǒng)的運行環(huán)境主要包括系統(tǒng)的硬件環(huán)境和由其它的系統(tǒng)軟件組成的軟件環(huán)境， 同時操作系統(tǒng)與使用它的操作者之間也有一定相互關(guān)系.
2-2 現(xiàn)代計算機(jī)為什么設(shè)置目態(tài)／管態(tài)這兩種不同的機(jī)器狀態(tài)？現(xiàn)在的 Intel 80386 設(shè)置了 四級不同的機(jī)器狀態(tài)（把管態(tài)又分為三個特權(quán)級），你能說出自己的理解嗎？
處理機(jī)有時執(zhí)行用戶程序，有時執(zhí)行操作系統(tǒng)的程序。在什么時候執(zhí)行哪個指令集由機(jī) 器的狀態(tài)確定。有些系統(tǒng)將處理機(jī)工作狀態(tài)劃分為核心狀態(tài)，管理狀態(tài)和用戶程序狀態(tài)（又 稱目標(biāo)狀態(tài)）三種。但多數(shù)系統(tǒng)將處理機(jī)工作狀態(tài)較簡單地劃分為管態(tài)（一般指操作系統(tǒng)管 理程序運行的狀態(tài)）和目態(tài)（用戶程序運行時的狀態(tài)）。
為了讓計算機(jī)工作于多用戶或多任務(wù)的多道程序設(shè)計環(huán)境中，保證操作系統(tǒng)有充分的 協(xié)調(diào)和管理能力，必須把指令系統(tǒng)中的指令分為特權(quán)指令和普通指令。
2-3 什么叫特權(quán)指令？為什么要把指令分為特權(quán)指令和非特權(quán)指令？
為了讓計算機(jī)工作于多用戶或多任務(wù)的多道程序設(shè)計環(huán)境中，保證操作系統(tǒng)有充分的 協(xié)調(diào)和管理能力，必須把指令系統(tǒng)中的指令分為特權(quán)指令和普通指令。 所謂特權(quán)指令是指只能由操作系統(tǒng)使用的指令，如啟動某設(shè)備指令，設(shè)置時鐘指令， 控制中斷屏蔽的某些指令，清主存指令，建立存儲保護(hù)指令等等。
2-4 說明以下各條指令是特權(quán)指令還是非特權(quán)指令，并說明理由：
（1）啟動磁帶機(jī)； （2）求?的 n 次冪； （3）停止 CPU； （4）讀時鐘； （5）清主存； （6）屏蔽一切中斷； （7）修改指令地址寄存器內(nèi)容。
(1) (3) (4) (5) (6)
(2) (7)
2-5 CPU 如何判斷可否執(zhí)行當(dāng)前的特權(quán)指令？
2-6 什么是程序狀態(tài)字？主要包括什么內(nèi)容？
程序狀態(tài)字是處理機(jī)中的重要寄存器。用以指明 CPU 的工作狀態(tài)，保證程序順序執(zhí)行。
2-7 存儲保護(hù)的目的是什么？常用的存儲保護(hù)機(jī)構(gòu)有哪兩種？指出它們的要點。
常用的存儲保護(hù)手段包括界寄存器和存儲保護(hù)鍵。
2-8 針對圖 2-3 所示的主存各存儲塊的情況，請回答以下兩種情況對 A，B，C 各塊訪問合 法？ （1）存儲保護(hù)鍵的鑰為“0000” ； （2）存儲保護(hù)鍵的鑰為“0100” 。
2-9 存儲保護(hù)鍵的取“保護(hù)位”是做什么用的？如何起作用？
2-10 什么是雙緩沖？詳述什么是三緩沖模式的操作。在什么環(huán)境下，三緩沖是有效益的？ 2-11 CPU如何發(fā)現(xiàn)中斷事件？發(fā)現(xiàn)中斷事件后應(yīng)做什么工作？
2-12 說明中斷屏蔽的作用。
2-13 何謂中斷優(yōu)先級？為什么要對中斷事件分級？
2-14CPU 響應(yīng)中斷時，為什么要交換程序狀態(tài)字？怎樣進(jìn)行？
處理機(jī)一旦接受某 中斷請求時，系統(tǒng)進(jìn)行如下操作： （1）將程序狀態(tài)字 PSW 壓入堆棧； （2）將指令指針 IP（相當(dāng)于程序代碼段的段內(nèi)相對地址）和程序代碼段基地址寄存器 CS 的內(nèi)容壓入堆棧，以保存被中斷程序的返回地址； （3）取出中斷請求的中斷向量地址（其中包含有中斷處理程序的 IP，CS 的內(nèi)容），以 便轉(zhuǎn)入中斷處理程序； （4）按中斷向量地址把中斷處理程序的程序狀態(tài)字取來，放入處理機(jī)的程序狀態(tài)字寄 存器中。
2-15 什么是軟時鐘（虛擬時鐘）？有何作用？
?？赡苡泻芏噙M(jìn)程要求 在某時間間隔后，或在指定時刻喚醒它運行，因此，每個進(jìn)程要有自己的間隔時鐘。在沒有 足夠多的硬件時鐘時，可以用軟件為每個進(jìn)程提供軟時鐘（或稱虛擬時鐘） 。時鐘隊列就是 實現(xiàn)這種技術(shù)的方法之一。
2-16 有四個作業(yè) A，B，C，D，要求定時喚醒運行，其要求如下： A 20 秒后運行，經(jīng)過 40 秒后再次運行。 B 30 秒后運行。 C 30 秒后運行，經(jīng)過 25 秒后再次運行。 D 65 秒后運行。 請建立相應(yīng)的時鐘隊列。
2-17 列舉出提出基地址加位移編址的原因。
由于程序要放入主存中才能執(zhí)行，因此，指令、數(shù)據(jù)都要 與主存絕對地址發(fā)生聯(lián)系。由于在多道程序系統(tǒng)中，主存存放多道作業(yè)，所以，程序員在編 寫程序時不能確定程序在主存中的地址空間，所以不能用絕對地址編寫程序。用相對于某個 基準(zhǔn)地址來編寫程序、安排指令和數(shù)據(jù)的位置，就形成了相對地址。所以相對地址是用于程 序編寫和編譯中的地址系統(tǒng)。
2-18 什么叫重定位？有哪幾種重定位技術(shù)？有何區(qū)別？
重定位是多道程序系統(tǒng)中最基本的概念。它涉及絕對地址、相對地址和邏輯地址空間等 概念。
絕對地址、相對地址和邏輯地址空間
絕對地址是指存儲控制部件能夠識別的主存單元編號（或字節(jié)地址），也就是主存單元 的實際地址。 相對地址是指相對于某個基準(zhǔn)量（通常用零作基準(zhǔn)量）編寫程序時使用的地址。相對地 址常用于程序編寫和編譯過程中。邏輯地址空間是指一個經(jīng)匯編、編譯或連接裝配后的目標(biāo)程序的地址集合。
2-19 本書第 7 章的圖 7－10 中，圖（a）表示了一個作業(yè)的地址空間，該作業(yè)被連接裝入程
序裝入主存中，起始地址為 10000（絕對地址），請表示出該作業(yè)裝入主存后的 情況（存儲空間足夠作業(yè)裝入）。
2－20 對比絕對地址裝入程序與連接裝入程序。
在個人計算機(jī)（如 IBM－PC）中，用戶可以使用的主存起始地址是固定的。這種機(jī)器 上的編譯和匯編程序往往把源程序翻譯成絕對地址形式的目標(biāo)程序（以該機(jī)器的用戶可用的 起始地址作為基準(zhǔn)地址）。因此，當(dāng)需要再次裝入目標(biāo)程序時，就十分簡單，沒有重定位問 題。只要按給出的起始地址，依次將程序讀入即可。
多數(shù)多道程序系統(tǒng)使用相對裝入程序（或連接裝入程序）。這種程序的主要功能是把主 程序同各子程序連接裝配成一個大的完整的程序，并裝入主存運行。
2－21 說明硬件、軟件與固件的區(qū)別，固件對操作系統(tǒng)的意義何在？
許多原屬軟件的功能，通過微程序設(shè)計技術(shù)可以轉(zhuǎn)化為硬件， 也就是通常所說的固化，人們也把這些具有軟件功能的硬件稱為固件。
2－22 硬件必須具備哪些條件后，操作系統(tǒng)才可能提供多道程序設(shè)計的功能？

8.1 什么是臨界區(qū)？試舉一個臨界區(qū)的例子。臨界區(qū)設(shè)計原則是什么？
臨界區(qū)：每個進(jìn)程中，訪問臨界資源的那段代碼稱為臨界區(qū)。例如多臺電腦共享一臺打印機(jī)時，條用打印機(jī)執(zhí)行打印的程序就是臨界區(qū)。
設(shè)計原則：空閑讓進(jìn)，忙則等待，有限等待，讓權(quán)等待；

8.2 并發(fā)進(jìn)程之間的制約關(guān)系有哪兩種？引起制約的原因是什么？
進(jìn)程之間存在兩種制約關(guān)系，即同步和互斥。
同步是由于并發(fā)進(jìn)程之間需要協(xié)調(diào)完成同一個任務(wù)時引起的一種關(guān)系，為一個進(jìn)程等待另一個進(jìn)程向它直接發(fā)送消息或數(shù)據(jù)時的一種制約關(guān)系。
互斥是由于并發(fā)進(jìn)程之間競爭系統(tǒng)的臨界資源引起的，為一個進(jìn)程等待另一個進(jìn)程已經(jīng)占有的必須互斥使用的資源時的一種制約關(guān)系。

8.3 信號量的物理意義是什么？應(yīng)如何設(shè)置其初值？并說明信號量的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
物理意義：
當(dāng)信號量 s≥0 時，s 表示系統(tǒng)中可供使用的資源的數(shù)量；
當(dāng)信號量 s<0 時，│s│表示處于等待 s 的隊列中進(jìn)程的數(shù)量。
設(shè)置初值：
在描述臨界區(qū)的問題時，由于臨界區(qū)是互斥使用的，所以，對于各個進(jìn)程而言，就是
只有一個資源，因此，信號量的初值是 1。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：
用于表示資源數(shù)目的整型變量value，一個進(jìn)程鏈表 L，用于構(gòu)成等待進(jìn)程隊列。
8.4 現(xiàn)有 P、Q、R 三個進(jìn)程。P 負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)讀入緩沖區(qū)，Q 負(fù)責(zé)從緩沖區(qū)中取出數(shù)據(jù)，進(jìn) 行加工計算，結(jié)果仍然寫入緩沖區(qū)中，R 負(fù)責(zé)把進(jìn)程 Q 得到的結(jié)果輸出。分別考慮有 一個容量為 K 的緩沖區(qū)和兩個容量分別 K 的緩沖區(qū)的情況。
semaphoresp,sq,sr;
intbuf;sp=1;sq=0;sr=0;
cobegin
process P() {
while(true) {
從磁帶讀入數(shù)據(jù);
P(sp);
Buf=data;
V(sq);
}
}
process Q() {
while(true) {
P(sq);
data=buf;
加工 data;
buf=data;
V(sr);
}
}
process R() {
while(true) {
P(sr);
data=buf;
打印數(shù)據(jù);
}
}
coend.
8.5 考慮一個公共汽車的運營情況。 司機(jī)負(fù)責(zé)開車、 到站停車、 當(dāng)售票員關(guān)門后才能再次啟動車； 售票員負(fù)責(zé)售票、 當(dāng)車停穩(wěn)后開車門、 乘客下完車后關(guān)好車門。 試用 P、 V 原語實現(xiàn)司機(jī)和售票員的同步過程。
semaphore s1,s2; s1=0;s2=0;
cobegin
司機(jī)();
售票員();
coend
process 司機(jī)() ｛
while(true) {
P(s1);
啟動車輛;
正常行車;
到站停車;
V(s2);
}
｝
process 售票員() {
while(true) {
關(guān)車門;
V(s1);
售票;
P(s2);
開車門;
上下乘客;
}
}
8.6 何謂死鎖？產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件是什么？
所謂死鎖是指兩個或兩個以上進(jìn)程處于無休止地等待永遠(yuǎn)不成立的條件的狀態(tài)。

死鎖的原因，可以歸結(jié)為兩點：
(l)資源不足。當(dāng)系統(tǒng)中的共享資源不足以滿足多個進(jìn)程運行需要時，會由于競爭資源產(chǎn)
生死鎖；
(2)進(jìn)程推進(jìn)順序非法。進(jìn)程在運行過程中，請求和釋放資源的順序不當(dāng)，可以導(dǎo)致進(jìn)
程死鎖

產(chǎn)生死鎖的必要條件：
1．互斥條件
指進(jìn)程對資源的排它性使用，即在一段時間內(nèi)某資源只能由一個進(jìn)程占有。如果此時還
有其它進(jìn)程要求該資源，要求者進(jìn)程只能阻塞，直至占有該資源的進(jìn)程釋放資源為止。
2．部分分配條件
進(jìn)程已經(jīng)占有了至少一個資源，但又提出了新的資源要求，而該資源又已被其它進(jìn)程占
有，此時請求進(jìn)程阻塞，但又對已經(jīng)獲得的其它資源保持不放。
3．不可剝奪條件
進(jìn)程已獲得的資源，在未使用完之前，不能被剝奪，只能在使用完時由自己釋放。
4．環(huán)路等待條件
8.7 在解決死鎖問題的幾個方法中，哪種方法最容易實現(xiàn)？哪種方法使資源的利用率最高？
解決/處理死鎖的方法有預(yù)防死鎖、避免死鎖、檢測和解除死鎖，其中預(yù)防死鎖方法最容易實現(xiàn)，但由于所施加的限制條件過于嚴(yán)格，會導(dǎo)致系統(tǒng)資源利用率和系統(tǒng)吞吐量降低；而檢測和解除死鎖方法可是系統(tǒng)獲得較好的資源利用率和系統(tǒng)吞吐量。

8.8 請詳細(xì)說明可通過哪些途徑預(yù)防死鎖？
擯棄“請求和保持”條件，就是如果系統(tǒng)有足夠資源，便一次性把進(jìn)程需要的所有資源分配給它；
擯棄“不剝奪”條件，就是已經(jīng)擁有資源的進(jìn)程，當(dāng)它提出新資源請求而不能立即滿足時，必須釋放它已保持的所有資源，待以后需要時再重新申請；
擯棄“環(huán)路等待”條件，就是將所有資源按類型排序標(biāo)號，所有進(jìn)程對資源的請求必須嚴(yán)格按序號遞增的次序提出。

8.9 在銀行家算法的例子中，如果 P0 發(fā)出的請求向量由 Request0(0,2,0)改為 Request0( 0,1,0)，問系統(tǒng)可否將資源分配給它？
可以分配，存在p1,p3,p4,p2,p0的安全序列。
8.10 順序程序設(shè)計和共行程序設(shè)計的特點有何不同？
傳統(tǒng)的順序程序具有如下特征：
1． 順序性：包含兩個方面的含義，一條指令的執(zhí)行一定在前一指令執(zhí)行結(jié)束之后才能
開始；一條指令的執(zhí)行以它前一指令執(zhí)行的結(jié)果為前提。
2． 封閉性：程序運行的環(huán)境只能被程序本身修改，不能受任何外在因素影響。所謂程
序的運行環(huán)境包括寄存器、內(nèi)存數(shù)據(jù)、各種堆棧等。
3． 確定性：程序的運行結(jié)果與運行速度無關(guān)。只要采用同樣的初始值，無論程序一氣
哈成地執(zhí)行，還是斷斷續(xù)續(xù)的執(zhí)行，都能得到相同的運行結(jié)果。
4． 可再現(xiàn)性：只要給出同樣的數(shù)據(jù)輸入，無論什么時刻執(zhí)行該程序均會得到同樣的運
行結(jié)果。
由于并行程序的特殊性，往往不具備順序程序的特征。
8.11 什么叫與時間有關(guān)的錯誤？表現(xiàn)在哪些方面？舉例說明之
在操作系統(tǒng)中引入進(jìn)程、線程的概念后，雖然能夠改善系統(tǒng)資源利用率，提高系統(tǒng)效
率，但是由于進(jìn)程、線程等對資源的競爭與共享等因素，給系統(tǒng)運行造成混亂，我們稱之為
與時間有關(guān)的錯誤。
主要表現(xiàn)在對共享資源的使用上。多個進(jìn)程對共享區(qū)域的讀寫會導(dǎo)致其他進(jìn)程的讀取錯誤。

8.12 若進(jìn)程 A 和 B 在臨界段上互斥，那么當(dāng) A 處于臨界段內(nèi)時不能打斷它的執(zhí)行，這說法對嗎？為什么？
這種說法不對，臨界段上互斥是表明，兩個進(jìn)程不能同時執(zhí)行臨界段的代碼，但是進(jìn)程是可以被中斷的，B中斷進(jìn)程A，B可以執(zhí)行臨界段代碼，依然滿足互斥。
8.13 同步與互斥這兩個概念有何區(qū)別？
在操作系統(tǒng)中，當(dāng)某一進(jìn)程正在訪問某一存儲區(qū)域時，就不允許其他進(jìn)程進(jìn)行讀寫或者修改該存儲區(qū)的內(nèi)容，否則就會發(fā)生后果無法估計的錯誤。進(jìn)程之間的這種相互制約的關(guān)系成為進(jìn)程互斥。并發(fā)進(jìn)程在一些關(guān)鍵點上可能需要互相等待與互通消息，這種相互制約的等待與互通信息稱為進(jìn)程同步。實際上進(jìn)程互斥也是一種同步，他協(xié)調(diào)多個進(jìn)程互斥進(jìn)入同一個臨界資源對應(yīng)的臨界區(qū)。
8.14 信號量是一個初值為非負(fù)的整形變量，可在其上做加“1”和減“1”的操作。這說法對
嗎？如何改正之？
錯，只可以做PV操作。
8.15 使用 cobegin/coend 改寫下面的表達(dá)式以獲得最大程度的并行性。
（3ab＋4）／（c＋d）（e－f）
t1:=3ab; t2:=c＋d; t3:=e－f
t4:=t1+4; t5:=t2t3; t6:=t4/t5;
BEGIN
COBEGIN
BEGIN
COBEGIN
t1:=3ab;
t2:=c＋d;
t3:=e－f
COEND;
t4:=t1+4;
END
t5:=t2**t3;
COEND;
t6:=t4/t5;
END;

8.16 把下列并行計算改寫成順序計算序列。
a：＝b＋c；
cobegln
d：＝＝bc－x；
e：＝（a／b）+n2
coend
8.17 為什么下面的并行計算程序是不正確的？
cobegin
a：＝b＋c；
d：=bc－x;
e：＝（a／b）＋n**2
Coend

假設(shè)
S1： a：＝b＋c；
S2： d：=bc－x;
S3： e：＝（a／b）＋n*2
R(S1) = {b,c} W(S1)={a};
R(S2) = {b,c,x} W(S1)=u0z1t8os;
R(S1) = {a,b,n} W(S1)={e};
R(S1) = {b,c} W(S1)={a};
R(S2) = {b,c,x} W(S2)=u0z1t8os;
R(S3) = {a,b,n} W(S3)={e};

R(S1)∩W(S3) ∪R(S3)∩W(S1) ∪ W(S1)∩W(S3)={a},不滿足 Bernstein 條件，無法并行。

8.18 說明下面的說法是不正確的理由：當(dāng)幾個進(jìn)程訪問主存中的共享數(shù)據(jù)時，必須實行互斥以防止產(chǎn)生不確定的結(jié)果。

當(dāng)多個進(jìn)程對共享數(shù)據(jù)進(jìn)行只讀操作時，是可以并行操作的，因為不會修改數(shù)據(jù)，所以不會造成數(shù)據(jù)不同步的情況。

8.19 下面是兩個并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程，它們能正確執(zhí)行嗎？若不能正確執(zhí)行，請舉例說明，并改正之（X 是公共變量）。
cobegin
var x:integer;
procecc P1（進(jìn)程 P1）
var y， z： integer；
begin
x:＝1；
y:＝0；
If x>=l then y:=y＋1;
z:=y
end
Procecc P2（進(jìn)程 P2）
var t，u：integer;
begin
x：＝0；
t:＝0；
if x＜1 then t:＝t+z;
u：＝t
end
coend

不能正確執(zhí)行。進(jìn)程P2中使用了進(jìn)程P1中的結(jié)果z，如果按照x:＝1；x：＝0；的順序執(zhí)行，且進(jìn)程2先與進(jìn)程1的z:=y語句執(zhí)行了if x＜1 then t:＝t+z;則此時z值未知，進(jìn)程會得到一個無法預(yù)知的結(jié)果。

改進(jìn)：設(shè)置信號量mutex，對z實施互斥訪問. 在執(zhí)行t:＝t+z;前，一定要先執(zhí)行z:=y
mutex：= 0
cobegin
var x:integer;
procecc P1（進(jìn)程 P1）
var y， z： integer；
begin
x:＝1；
y:＝0；
If x>=l then y:=y＋1;
z:=y
V(mutex);
end
Procecc P2（進(jìn)程 P2）
var t，u：integer;
begin
x：＝0；
t:＝0；
if x＜1 then P(mutex); t:＝t+z;
u：＝t
end
coend

8.20 因修路使 A 地到 B 地的多路并行車道變?yōu)閱诬嚨?，請問在此問題中，什么是臨界資源？
單行道
8.21 沒有幾個進(jìn)程共享一互斥段， 對于如下兩種情況：
（1） 每次只允許一個進(jìn)程進(jìn)入互斥段；
（2） 最多允許 m 個進(jìn)程（m＜n＝同時進(jìn)入互斥段； 所采用的信號量是否相同？ 信號量值的變化范圍如何？
（1）互斥信號量初值為 1 ，變化范圍為［ -n ＋ l , 1 ］。
（2）互斥信號量初值為 m ，變化范圍為［ -n ＋ m , m ］。
以上引

8.23 用銀行家算法判斷下述每個狀態(tài)是否安全。 如果一個狀態(tài)是安全的， 說明所有進(jìn)程是如
何能夠運行完畢的。 如果一個狀態(tài)是不安全的， 說明為什么可能出現(xiàn)死鎖。
狀態(tài) A 狀態(tài) B
占有臺數(shù) 最大需求 占有臺數(shù) 最大需求
用戶 1 2 6 用戶 1 4 8
用戶 2 4 7 用戶 2 3 9
用戶 3 5 6 用戶 3 5 8
用戶 4 0 2 可供分配的臺數(shù) 2
可供分配的臺數(shù) 1
狀態(tài)A安全，狀態(tài)B不安全。
狀態(tài)A中，將可分配的1臺給用戶3，然后用戶3可以運行，當(dāng)用戶3結(jié)束釋放資源，其他用戶就可以運行完畢。
狀態(tài)B中可分配臺數(shù)只有2，用戶1、2、3的需求都不止2，所以不論怎么樣分配，3個用戶的需求都不能滿足，因此會出現(xiàn)死鎖。

8.24 給出一個涉及三個進(jìn)程和三個不同資源的死鎖例子， 并畫出相應(yīng)的資源分配圖。
進(jìn)程P1已經(jīng)分配了資源r3，請求資源r1；進(jìn)程P2已經(jīng)分配了資源r1，請求資源r2；進(jìn)程P3已經(jīng)分配了資源r2，請求資源r3；三個進(jìn)程相互等待，形成死鎖。

8.25 沒有兩個進(jìn)程 A 和 B 各自按以下順序使用 P， V 操作并行運行（S； 和 S。 代表系統(tǒng)中
一臺打印機(jī)和一臺掃瞄儀資源信號量）：
A 進(jìn)程 B 進(jìn)程
P（Sl） P（S。）
… …

P（S2） P（Sl）
… …
V（S2） V（Sl）
… …
V（S1） V（S2）
… …
（1） 分析各種推進(jìn)速度可能引起的情況， 并畫出死鎖的圖形表示，
A：P（Sl）；
B：P（S2）；
A：P（S2）；等待
B：P（Sl）；等待，死鎖

A：P（Sl）；
A：P（S2）；
B：P（S2）；等待
B：P（Sl）；等待，死鎖
A：V（S2）；A:V（S1）；B：V（Sl）；B:V（S2）；執(zhí)行結(jié)束

（2） 用死鎖的必要條件說明產(chǎn)生死鎖和不產(chǎn)生死鎖的原因。

死鎖的原因主要是:(1) 因為系統(tǒng)資源不足。(2) 進(jìn)程運行推進(jìn)的順序不合適。(3) 資源分配不當(dāng)?shù)?。如果系統(tǒng)資源充足，進(jìn)程的資源請求都能夠得到滿足，死鎖出現(xiàn)的可能性就很低，否則就會因爭奪有限的資源而陷入死鎖。其次，進(jìn)程運行推進(jìn)順序與速度不同，也可能產(chǎn)生死鎖。產(chǎn)生死鎖的四個必要條件:(1) 互斥條件:一個資源每次只能被一個進(jìn)程使用。(2) 請求與保持條件:一個進(jìn)程因請求資源而阻塞時，對已獲得的資源保持不放。(3) 不剝奪條件:進(jìn)程已獲得的資源，在末使用完之前，不能強(qiáng)行剝奪。(4) 循環(huán)等待條件:若干進(jìn)程之間形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關(guān)系。這四個條件是死鎖的必要條件，只要系統(tǒng)發(fā)生死鎖，這些條件必然成立。

8.26 某系統(tǒng)有同類資源 m 個， 被 n 個進(jìn)程共享， 請分別討論當(dāng) m＞n 和 m<=n 時每個進(jìn)程最多可以請求多少個這類資源， 才能使系統(tǒng)一定不會發(fā)生死鎖？
那么當(dāng)m>n時,m>n*(x-1)時 使系統(tǒng)不會死鎖,
m<=n時,x=1 使系統(tǒng)不會死鎖

8.27 某系統(tǒng)中有六臺打印機(jī)， N 個進(jìn)程共享打印機(jī)資源， 每個進(jìn)程要求兩臺， 試問 N 取哪些值時， 系統(tǒng)才不會發(fā)生死鎖？

N≤5；

計算題：