经典：操作系统习题课

操作系统习题讲解进程的同步与互斥（三）赵俊峰P 、V 题的一般分析过程1问题的分析确定有哪些进程y1.问题的分析，确定有哪些进程；2y2.确定各个进程之间的同步互斥关系；y3.信号量的设计（初值以及用来实现哪些进程间的同步互斥、是否需要一般变量的辅助）辅助）；y4、实现（避免出现不公平现象比如饥饿、避免出现死锁如P 操作的次序问题）。

同学们的问题1有几个进程进程的划分？y：有几个进程，进程的划分？y 2：if 判断语句与P/V 之间的区别？多余的判断？y 3：每个进程的行为划分？对于行为的控制？该谁去控制？触发行为的条件及被触发的行为？y 5：触发行为的条件及被触发的行为？y 6：需要全面考虑题目要求需要全面考虑题目要求y 7：什么时候需要计数？共享变量需要互斥使用y 8：共享变量需要互斥使用进程同步与互斥习题（四）请用信号量解决以下问题y 把学生和监考老师都看作进程, 学生有N 人, 考场门口每次只能进出个人教师1人. 考场门口每次只能进出一个人, 进考场原则是先来先进. 当N 个学生都进入考场后, 教师才能发卷子. 学生交卷后可以离开考场. 教师要等收上来全部卷子并封装卷子后才能离开考场.(1)(1)问共需设置几个进程?(2) 试用P 、V 操作解决上述问题中的同步和互斥关系.进程同步与互斥习题（四）共享资源：考场门口请用信号量解决以下问题y 把学生和监考老师都看作进程, 学生有N 人, 考场门口每次只能进出个人教师1人. 考场门口每次只能进出一个人, 进考场原则是先来先进.c 当N 个学生都进入考场后, 教师才能发卷子. 学生交卷后可以离开考场. d 教师要等收上来全部卷子并封离同步行为：c d 装卷子后才能离开考场.(1) ?()问共需设置几个进程(2) 试用P 、V 操作解决上述问题中的同步和互斥关系.信号量及其他变量的设置需设置以下的信号量S_Door = 1//能否进出门；S St d tR d 0学生是否到齐S_StudentReady = 0//学生是否到齐；S_Mutex1 = 1//互斥信号量；S M t 21互斥信号量S_Mutex2 = 1//互斥信号量；S_ExamBegin = 0//开始考试；S E O 0考试结束所有试卷S_ExamOver = 0//考试结束，所有试卷已交；int nStudentNum 0;int nStudentNum = 0;int nPaperNum = 0;student(){学生进程P(S_Door);进门；V(S Door);V(S_Door);P(S_Mutex1);// 增加学生的个数nStudentNum ++;if(nStudentNum N)V(S StudentReady);if(nStudentNum == N) V(S_StudentReady);V(S_Mutex1);P(S_ExamBegin);//等老师宣布考试开始考试；交卷；P(S Mutex2);P(S_Mutex2);//增加试卷的份数nPaperNum ++;if(nPaperNum == N) V(S_ExamOver);V(S Mutex2);V(S_Mutex2);P(S_Door);出门；V(S_Door);}Teacher()教师进程(){P(S_Door);进门进门；V(S_Door);P(S StudentReady);//P(S_StudentReady); 最后一个进来学生把老师唤醒；发卷子；for(i=1; i <= N; i++)(;;)V(S_ExamBegin);//开始考试；P(S_ExamOver);//等待考试结束；封装卷子P(S_Door);出门；V(S_Door);}进程同步与互斥习题（五）某商店有两种食品B A 和B, 最大数量各为m 个.该商店将A,B 两种食品搭配出售, 每次各取一个. 为避免食品变质, 遵循先到食品先出售的原则, 有两个食品公司分别不断地供应A,B 两)种食品(每次一个). 为保证正常销售, 当某种食品的数量比另一种的数量超过k(k<m)个时, 暂停对数量大的食品进货, 补充数量少的食品.◦(1)(1) 问共需设置几个进程?◦(2) 试用P ,V 操作解决上述问题中的同步和互斥关系.生产者-消费者中的消费者行为进程同步与互斥习题（五）某商店有两种食品B A 和B, 最大数量各为m 个. 该商店将A,B 两种食品搭配出售, 每次各取一个. 为避免食品变质, 遵循先到食品先出售的原则, 有两个食品公司分别不断地供应A,B 两)种食品(每次一个).为保证正常销售, 当某种食品的数量比另一种的数量超过k(k<m)个生产者-消费者中的生产者行为生产者之间时, 暂停对数量大的食品进货, 补充数量少的食品.的同步行为◦(1) 问共需设置几个进程?(2)PV ◦(2) 试用P ,V 操作解决上述问题中的同步和互斥关系.信号量及其他变量的设置设置以下的信号量 S_Mutex = 1 S Wait A = 0; S_Wait_A = 0; S_Num_A = 0； S BuffNum A = m; S_BuffNum_A = m; S_Wait_B = 0; S Num B 0； S_Num_B = 0 S_BuffNum_B = m; i t N int nNum_A = 0; A 0 int nNum_B = 0; //用于互斥访问的信号量 //A太多了，要等一等 太多了 要等一等B //食品A的空闲缓冲区个数； //B太多了，要等一等A //食品B的空闲缓冲区个数；Producer_A() A进程 { int b_TooMuch; while(1) { 生产产品； P(S_Mutex); if((nNum A nNum_B) == k) b_TooMuch = 1; if((nNum_A nNum B) == k) b TooMuch = 1; else b_TooMuch = 0; V(S_Mutex); if(b T M h) P(S W i A) //A太多了 if(b_TooMuch) P(S_Wait_A); 太多 P(S_BuffNum_A); 向商店提供一个 向商店提供 个A商品； V(S_Num_A); P(S_Mutex); nNum A ++; nNum_A ++; if(nNum_B - nNum_A == k-1)  V(S_Wait_B);  //可以进B了}}V(S Mutex); V(S_Mutex);Producer_B() B进程 { int b_TooMuch; while(1) { 生产产品； P(S_Mutex); if((nNum B nNum_A) == k) b_TooMuch = 1; if((nNum_B nNum A) == k) b TooMuch = 1; else b_TooMuch = 0; V(S_Mutex); if(b T M h) P(S W i B) //B太多了 if(b_TooMuch) P(S_Wait_B);  太多 P(S_BuffNum_B); 向商店提供一个 向商店提供 个B商品； V(S_Num_B); P(S_Mutex); nNum B ++; nNum_B ++; if(nNum_A - nNum_B == k-1)  V(S_Wait_A);  //可以进A了}}V(S Mutex); V(S_Mutex);Shop() Sh () { while(1) { P(S_Num_A); ( _Num_B); ); P(S 出售A、B食品各一个； V(S BuffNum A); V(S_BuffNum_A); V(S_BuffNum_B); } }Shop进程信号量和P、V原语的小结对信号量和P、V原语的使用可以归纳为三种情形：  第一，把信号量视为一个加锁标志位，其目的是为了 实现对某个唯一 实现对某个唯 唯一的共享数据 唯 的共享数据 共享数据的互斥访问 互斥访问，如数据库中 的某个记录，各个进程间的某个共享变量。

售票员：关门；售票；开门
使用信号量和PV操作实现其同步关系
售票员关车门后，向司机发开车信号
到站时司机停车，售票员在车停后开车门
设S1表示是否允许司机开车，初值为0
设S2表示是否允许售票员开门，初值为0
Driver()
{
while(true)
{
P(S1)
启动车辆
正常行车
到站停车
V(S2)
}
}
Busman()
B将缓冲区1的内容复制到缓冲区2，每执行一次复制一个记录；
C将缓冲区2的内容打印，每执行一次打印一个记录。
缓冲区的大小和一个记录大小一样。
使用PV操作来保证文件的正确打印。
Pa与pb共用一个缓冲区1；
Pb与pc共用一个缓冲区2；
当缓冲区1为空时，PA可将一个记录读入其中
若缓冲区1有数据，缓冲区2为空时，PB可将记录从缓冲区1复制到缓冲区2
下面哪个选项不是管程的组成部分（）
A.局部于管程的共享数据结构
B.对管程内数据结构进程操作的一组过程
C.管程外过程调用管程内数据结构的说明
D.对局部于管程的数据结构设置初始值的语句
答案：C
信箱通信是一种（）通信方式。
A.直接
B.间接
C.低级
D.会合
答案：B
设在公共汽车上，司机和售票员的活动分别是
司机：启动车辆；正常行车；到站停车
第一章绪论
操作系统的两个最基本的特征是（）和（），两者之间互为存在条件。
答案：并发性；共享性
实时系统应具有的两个基本特征是（）和（）。
答案：及时性；高可靠性
虽然不同操作系统具有各自的特点，但它们都具有以下4个基本特征（）、（）、（）和（）。

1.什么是操作系统？其主要功能是什么？操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源,有效组织多道程序运行的系统软件(或程序集合),是用户和计算机直接的程序接口.2.在某个计算机系统中，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，程序A、B 同时运行，A略早于B。

A的运行轨迹为：计算50ms、打印100ms、再计算50ms、打印100ms，结束。

B的运行轨迹为：计算50ms、输入80ms、再计算100ms，结束。

试说明：（1）两道程序运行时，CPU是否空闲等待？若是，在那段时间段等待？（2）程序A、B是否有等待CPU的情况？若有，指出发生等待的时刻。

0 50 100 150 200 250 30050 100 50 10050 100 20 100(1) cpu有空闲等待,在100ms~150ms的时候.(2) 程序A没有等待cpu,程序B发生等待的时间是180ms~200ms.1.设公共汽车上，司机和售票员的活动如下：司机的活动：启动车辆；正常行车；到站停车。

售票员的活动：关车门；售票；开车门。

在汽车不断的到站、停车、行驶过程中，用信号量和P、V操作实现这两个活动的同步关系。

semaphore s1,s2;s1=0;s2=0;cobegin司机();售票员();coendprocess 司机()｛while(true){P(s1) ;启动车辆;正常行车;到站停车;V(s2);}｝process 售票员(){while(true){关车门;V(s1);售票;P(s2);开车门;上下乘客;}}2.设有三个进程P、Q、R共享一个缓冲区，该缓冲区一次只能存放一个数据，P进程负责循环地从磁带机读入数据并放入缓冲区，Q进程负责循环地从缓冲区取出P进程放入的数据进行加工处理，并把结果放入缓冲区，R进程负责循环地从缓冲区读出Q进程放入的数据并在打印机上打印。

请用信号量和P、V操作，写出能够正确执行的程序。

第九章习题一填空1.Linux支持虚拟文件系统（VFS），其实质是Linux内核中的一个软件层，用于给用户空间的程序提供文件系统接口。

2./boot目录存放内核和加载内核所需的文件。

一般情况下，GRUB 或LILO 系统引导管理器也位于这个目录。

3.BusyBox 是一个集成了许多最常用Linux命令和工具的软件。

4.编译BusyBox时可以采用静态编译和动态编译两种方式。

5.initrd是boot loader initialized RAM disk的缩写，意思是由引导程序初始化的RAM磁盘。

6.磁盘分区指明操作系统可以存取哪些磁柱之间的区块，这样操作系统就可以在指定的区块内进行文件数据的读、写、搜寻等操作。

7.在命令提示符下输入命令“fdisk –l”查看系统磁盘及分区情况。

8.df命令作用是列出文件系统的整体磁盘空间使用情况。

9.Linux系统通过quota来限制每个用户或组的磁盘使用空间，以避免个别用户或组占用过多的磁盘空间影响系统运行和其他用户的使用。

10.限制分配给用户或组的磁盘块的数目可以通过执行edquota命令实现。

二选择1.（B）目录存放所有的系统配置文件。

A./homeB. /binC. /etcD./root2.一个硬盘最多可以分（B）个主分区。

A.3B. 4C. 5D. 63.fdisk分区界面中，执行（A）命令实现添加一个新分区。

A.nB. dC. pD. q4.使用（D）命令可以实现磁盘对拷。

A．copy B．cd C．cp D．dd5. 执行（C）命令格式化分区。

A.rmdiskB. formatC. mkfsD. fdisk6. quotacheck自检测并创建用户（组）磁盘配额文件，（B）选项表示忽略现有的配置文件。

A．a B．c C．u D．g7. 不需要磁盘配额功能时可以使用（A）命令进行关闭。

A．quotaoff B．off C．diskoff D．shut三简答1.简述静态编译和动态编译的区别？答：静态编译：制作的根文件系统在使用时，不需要依赖动态库。