《操作系统教程》（第三版）CH1应用题参考答案
应设置两个信号量：s1、s2；s1表示是否允许司机启动汽车(其初值为0)；s2表示是否
允许售票员开门(其初值为0)。用P、V原语描述如下： var s1，s2：semaphore；
s1=0； s2=0; cobegin {
driver ( ); busman ( ); } coend driver ( ) begin
while(1) {
P(s1)
启动车辆； 正常行车； 到站停车； V(s2);
}
end
busman ( ) begin
while(1) {
关车门；， V(s1) 售票； P(s2) 开车门； 上下乘客；
}
end
7 在信号量S上作P、V操作时，S的值发生变化，当S＞0、S=0、S<0时，它们的物理
意义是什么？ 答：S的值表示它代表的物理资源的使用状态：S>0表示还有共享资源可供使用。S=0表示共享资源正被进程使用但没有进程等待使用资源。S<0表示资源已被分配完，还有进程等待使用资源。
8 (1)两个并发进程并发执行，其中，A、B、C、D、E是原语，试给出可能的并发执行路
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径。
Process P Process Q
begin begin
A； D； B； E； C； end； end；
(2) 两个并发进程P1和P2并发执行，它们的程序分别如下： P1 P2 repeat repeat k:=k×2; print k; k:=k+1; k:=0; until false; until false;
若令k的初值为5，让P1先执行两个循环，然后，P1和P2又并发执行了一个循环，写出可能的打印值，指出与时间有关的错误。
答：
(1) 共有10种交错执行的路径：
A、B、C、D、E；A、B、D、E、C；A、B、D、C、E； A、D、B、E、C；A、D、B、C、E；A、D、E、B、C；
D、A、B、E、C；D、A、B、C、E；D、A、E、B、C；D、E、A、B、C。 (2) 把语句编号，以便于描述：
P1 P2
repeat repeat
k:=k×2; ① print k; ③ k:=k+1; ② k:=0; ④ until false; until false;
1) K的初值为5，故P1执行两个循环后，K=23。 2) 语句并发执行有以下情况：
①、②、③、④，这时的打印值为：47 ③、④、①、②，这时的打印值为：23 ①、③、②、④，这时的打印值为：46 ①、③、④、②，这时的打印值为：46 ③、①、②、④，这时的打印值为：23 ③、①、④、②，这时的打印值为：23
由于进程P1和P2并发执行，共享了变量K，故产生了‘结果不唯一’。
9 另一个经典同步问题：吸烟者问题(patil，1971)。三个吸烟者在一个房间内，还有一个
香烟供应者。为了制造并抽掉香烟，每个吸烟者需要三样东西：烟草、纸和火柴，供应者有丰富货物提供。三个吸烟者中，第一个有自己的烟草，第二个有自己的纸和第三个有自己的火柴。供应者随机地将两样东西放在桌子上，允许一个吸烟者进行对健康不利的吸烟。当吸烟者完成吸烟后唤醒供应者，供应者再把两样东西放在桌子上，唤醒另一个吸烟者。试采用：(1)信号量和P、V操作，(2)管程编写他们同步工作的程序。
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答：(1)用信号量和P、V操作。
var S,S1,S2,S3;semaphore; S:=1;S1:=S2:=S3:=0; flag1,flag2,flag3:Boolean; flag1:=flag2:=flag3:=true; cobegin {
process 供应者
begin
repeat P(S);
取两样香烟原料放桌上，由flagi标记; /*flage1、flage2、flage3代表烟草、纸、火柴
if flag2&flag3 then V(S1); /*供纸和火柴 else if flag1&flag3 then V(S2); /*供烟草和火柴 else V(S3); /*供烟草和纸 untile false; end
process 吸烟者1
begin
repeat P(S1); 取原料; 做香烟; V(S); 吸香烟; untile false; process 吸烟者2
begin
repeat P(S2); 取原料; 做香烟; V(S); 吸香烟; untile false; process 吸烟者3
begin
repeat P(S3); 取原料; 做香烟; V(S); 吸香烟;
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untile false;
}
coend.
10 系统有同类资源m个，被n个进程共享，问：当m＞n和m≤n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m≤n时，每个进程最多请求1个这类资源时，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?
11 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：设max （i）表示第i个进程的最大资源需求量，need(i)表示第i个进程还需要的资源量，alloc(i)表示第i个进程已分配的资源量。由题中所给条件可知：
max(1)+┅+max(n)=(need(1)+┅+need(n))+((alloc(1)+┅+alloc(n)) 另一方面所有进程将陷入无限等待状态。可以推出 need(1)+ ┅+need(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,need(i)=0,即它已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。 12 设当前的系统状态如下，系统此时Available=(1，1，2)： Claim Allocation 进程, R1 R2 R3 R1 R2 R3 P1 3 2 2 1 0 0 P2 6 1 3 5 1 1 P3 3 1 4 2 1 1 P4 4 2 2 0 0 2 (1) (2) (3) (4) 计算各个进程还需要的资源数Cki-Aki? 系统是否处于安全状态，为什么? P2发出请求向量request1(1，0，1)，系统能把资源分给它吗？ 若在P2申请资源后，若P1发出请求向量request0(1，0，1)，系统能把资源分给它吗？ (5) 若在P1申请资源后，若P3发出请求向量request0(0，0，1)，系统能把资源分给它 吗？ 24