（3） 父进程，调度，处理器，就绪； （4） 临界资源，临界区；

（5） 时间片，分时，时间片的确定；

（6） 资源的数目，等待该资源的进程数目； （7） 资源分配，死锁；

（8） 缺乏资源，阻塞，等待，进程调度； （9） [1-m，1]；

（10） 运行，处理器，就绪，调度算法，进程调度；

三. 简答题

(1) 处理机管理的主要任务是什么？具有哪些主要功能？

答：处理机管理的主要任务是对处理机进行分配，并对其运行进行有效的控制和管理。主要功能有：进程控制、进程同步、进程通信和进程调度。 (2) 程序的顺序执行和并发执行有何不同？ 答：程序的顺序执行具有以下特点：

顺序性——处理机的操作，严格按程序所规定的顺序执行。

封闭性——程序在封闭的环境下运行，独占全机资源，执行结果不受外界因素影响。 可再现性——只要程序执行的环境和初始条件相同，程序多次重复执行，不论是不停顿执行，还是走走停停，都将获得相同的结果。

而程序的并发执行恰好相反，具有间断性、失去封闭性和不可再现性。（展开说明） (3) 简述进程的定义，进程的基本状态以及进程状态转换的典型原因。

答：进程是可并发执行的程序在一个数据集上的运行过程。进程有三种基本状态：就绪，执行和阻塞。 执行 A B C

就绪 阻塞 D A:进程调度 B:发生某事件无法执行 C:时间片到或优先级高的进程到达 D:阻塞的事件消失 (4) 简述进程与程序的区别。

答：进程是可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程，进程有动态性、并发性、独立性和异步性、结构特征，而程序是静态的，不能并发执行，未建立进程的程序也不能作为一个独立的单位参加运行。 (5) 进程的实体是什么？

答：进程通过三个部分被感知：程序、数据集合、进程控制块及相应表格，这三部分组成了进程的实体。程序是进程运行所对应的执行代码，数据集合是进程运行所必需的数据资源，进程控制块是保存进程状态，控制进程转换的标志。 (6) 简述进程控制块的主要内容。 答：PCB的内容

? 进程标识符信息——外部标识符、内部标识符。 ? 处理机状态信息

? 进程调度信息——进程状态、优先级等。

? 进程控制信息——程序和数据地址、同步机制、资源清单等。

(7) 简述进程通信的概念，最基本的通信原语有那些？

答：为了进行进程协调，进程间应具有一定联系，这种联系通常采用进程间交换数据的方式进行，称为进程通信。

最基本的通信原语有发送原语和接收原语。 (8) 简述读者——写者问题的思想。

答：读者—写者问题是典型的进程同步问题。一个数据对象（数据文件或记录）可被多个进程共享，其中有些进程要求读（读者进程），而另一些进程要求对数据对象进行写或修改（写者进程）。允许多个读进程同时读一个共享对象，但绝不允许一个写进程和其它读进程或写进程同时访问共享对象。该问题常被用来测试新同步原语。 (9) 什么是原语？★

答：由若干条指令所构成、用于完成一定功能的一个过程，具有原子性。 (10) 简述引起进程调度的原因。

答：缺乏资源——正在运行的进程因某个条件不能满足，进入阻塞状态；运行进程被撤下，引起调度另一个进程进入运行。

时间片到——分时系统中，每当时间片到，正在运行的进程被暂时停止，排入就绪队列，引起调度另一就绪进程进入运行

外部中断——外部中断信号引起调度。

进程结束——进程正常执行完毕，终止，此时系统调度另一进程运行。 (11) 进程调度有何功能？有哪些常用的调度算法？

答：查询、登记和更新进程控制表PCB中相应表项，并根据表项中的内容和状态作出选择决定；根据系统选定的调度算法，从就绪进程队列中选取一个就绪进程，分配CPU，并决定它运行多长时间（调度方式）；进行实际分配工作，更新被调度进程和正在运行进出的PCB表项，修改状态，切换进程执行代码。

常用的调度算法有：先进先出法、短执行进程优先法、优先级调度法、轮转法等。 (12) 什么叫安全状态？常用什么方法保持系统处于安全状态？

答：若系统能按某种顺序（安全序列）来为每个进程分配其所需资源，直至最大需求，使每个进程都可顺利完成，此时系统处于安全状态。在银行家算法中检查资源分配后系统的安全性，保证系统处于安全状态，不会发生死锁。 (13) 进程之间存在哪几种相互制约关系？各是什么原因引起的？下列活动分别属于哪

种制约？（1）若干同学去图书馆借书（2）两队举行篮球比赛（3）流水线生产的各道工序（4）商品生产和社会消费。 答：进程之间存在两种相互制约关系：

（1）间接相互制约——资源共享关系，是由于多个进程共享同一资源引起的。

（2）直接相互制约——相互合作关系，是由于多个进程相互合作，共同完成同一任务造成。 其中（1）、（2）属于间接相互制约，而（3）、（4）属于直接相互制约。 (14) 系统中有3个进程，4个相同类型的资源，每个进程最多需要2个资源，该系统是

否回发生死锁？为什么？

答：该系统不会发生死锁。因为4个资源分配给3个进程，无论如何分配，总会有1个进程能够分配到2个资源，该进程获得其最大资源数后，完成并释放其资源，剩余2个进程就可获得最大资源数，顺利完成，系统始终存在安全序列，故系统不会死锁。 (15) 资源分配图如下图，系统是否处于死锁状态？

P0 P1 ? ?

r1 r2 r3 r4 ? ? ? ? ?

P2 P3 P4

答：对该图进行化简，得到如下图所示的结果。由于该图是不可完全简化的，所以根据死锁定理，系统处于死锁状态。

P0 P1 ? ?

r1 r2 r3 r4 ? ? ? ? ?

P2 P3 P4

(16)

简述解决死锁的途径： 1）、预防死锁——设置某些限制条件，去破坏产生死锁的四个必要条件之一。 2）、避免死锁——资源动态分配过程中，用某方法防止系统进入不安全状态。 3）、检测死锁——允许发生死锁，但通过系统设置的检测机构，检测死锁的发生，

并精确确定与死锁有关的进程和资源。

4）、解除死锁——将进程从死锁状态下解脱。

(17) 设有进程P1和P2并发执行，都要享用资源R1，R2，使用资源情况如下： 进程P1：??申请R1??申请R2??释放R1?? 进程P2：??申请R2??申请R1??释放R2?? 判断是否会产生死锁，并解释其原因。

答：在不同的运行推进速度下，可能产生死锁。在某时刻，P1占用R1，又去申请R2；而P2占用R2，又去申请R1；互不释放自己占用的资源，又得不到自己所需的资源，系统处于僵持状态，形成死锁。 (18) 简述死锁定理。

答：用资源分配图加以简化的方法来检测系统是否处于死锁状态。S为死锁状态的充分条件是，当且仅当s状态的资源分配图是不可完全简化的。该充分条件称为死锁定理。

四. 综合应用题

(1) 请用信号量实现4*100接力赛的同步过程 解答：

P1 P2 P3 P4 S1 S2 S3

P1、P2、P3和P4分别代表四位运动员，他们的跑步顺序受其位置的限制。从上图表示可以看出，此题相当于是用信号量描述前趋关系。 S1、S2、S3、的初值均为0。

P1：起跑——>前进100米——>V(S1)

P2：P(S1)——>起跑——>前进100米——>V(S2) P3：P(S2)——>起跑——>前进100米——>V(S3)

P4：P(S3)——>起跑——>前进100米——>到达终点

(2) 有一发送者进程和一接收者进程，其流程如下。s是用于实现进程同步的信号量，m是

用于实现进程互斥的信号量。试完成流程图。假定缓冲区有无限多个，s和m的初值为多少？ 发送者 接收者 申请缓冲区 C 把信息写入缓冲区 D A 从消息链首取一个缓冲区 将缓冲区放到消息链尾 V(m) B 从缓冲区取出消息 V(s) 释放缓冲区

解答： s=0表示满缓冲的数量、即多少缓冲区里有消息

m=1表示互斥信号量 A：P(m) B：V(m) C：P(s) D：P(m)

由题意，m用于实现进程互斥，初值应为1，并应成对出现，由接收者进程的V(m)操作可知，m用于实现消息链存、取缓冲区操作的互斥，故D为P(m)。相应的，A为P(m)，B为V(m)。

由发送者进程可知，当发送者将一个消息放入消息链尾后，执行V(s)操作，故s表示接收者可取消息的数量，又因s用于实现进程同步，所以接收者接受消息前，应判断是否有消息可以取，需对s执行P操作，所以C为P(s)，发送者发送消息前，接收者无消息可取，s的初值应为0。

(3) 桌上有一只盘子，最多允许存放两只水果，每次只能放入或取出一个水果。爸爸专向盘

中放苹果，妈妈专向盘中放桔子，两个儿子专等吃盘中的苹果，两个女儿专等吃盘中的桔子。试用PV操作实现爸爸、妈妈、儿子、女儿之间的同步与互斥关系。 解答：由题意，盘中最多可以放两只水果，而不管放入的是何种水果，故只要盘中有空位置，父母均可执行放水果的操作，即父母的放水果（苹果、桔子）操作仅取决于盘中是否有空位置。只有盘中有苹果，儿子才能取，只有盘中有桔子，女儿才能取，即儿女取水果的操作取决于相应水果是否存在。从另一个角度讲，父亲放苹果与儿子取苹果要同步，母亲放桔子与儿子取桔子要同步，分别需要用同步信号量实现。每次只能向盘子放入或从盘中取出一个水果，用互斥信号量实现。

设置信号量 s1=2，表示盘子中可放水果的空位置； s2=1，表示盘中放、取水果的互斥信号量； s3=0，表示盘中苹果的数目； s4=0，表示盘中桔子的数目；

父亲： 母亲： 儿子： 女儿：