操作系统经典同步问题

操作系统经典问题介绍

一 生产者-消费者问题扩展 1.扩展一

设有一个可以装A、B两种物品的仓库,其容量无限大，但要求仓库中A、B两种物品的数量满足下述不等式：-M≤（A物品数量－B物品数量）≤N其中M和N为正整数。试用信号量和PV操作描述A、B两种物品的入库过程。

问题分析：

若只放入A，而不放入B，则A产品最多可放入N次便被阻塞；若只放入B，而不放入A，则B产品最多可放入M次便被阻塞；每放入一次A，放入产品B的机会也多一次；同理，每放入一次B，放入产品A的机会也多一次。

The P,V code Using Pascal

Semaphore mutex=1，sa=N，sb=M; cobegin

procedure A: procedure B: while(TURE) while(TURE) begin begin p(sa); p(sb); p(mutex);

1．什么是操作系统？它在计算机中的地位如何？其功能有哪些？ 参考答案：操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。

操作系统是计算机系统中最靠近硬件的一层软件，它支持和管理硬件，与具体的应用领域无关，在计算机系统的所有软件中，操作系统是基础，其它软件只有在操作系统的支持下，才能发挥作用。它是计算机硬件和其它软件以及计算机用户之间的联系纽带，如果没有操作系统，用户几乎无法使用计算机系统。

从资源管理的观点看，操作系统具有五个方面的功能：处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理和提供用户接口。这五大部分相互配合，协调工作，实现计算机系统的资源管理、控制程序的执行、并为用户提供方便的使用接口。

2．操作系统有哪几种类型？各有什么特点？ 参考答案：操作系统是随着计算机硬件技术的不断发展和用户的使用要求的提高而从无到有不断完善起来的，其主要类型及其特点如下：

（1） 批处理操作系统：具有很高的资源利用率和系统吞吐量，但作业的平均周转时

间较长，也没有交互性。

（2） 分时操作系统：具有多路性、独立性、及时性和交互性特征，而交互性是其最

重要的特征之一。

（3） 实时操作系统：实时操作系统

习题：

1. 进程同步，信号量机制实现

设有6个程序s1,?, s6，它们在并发系统中执行时如图所示的制约关系，试用wait和signal原语来实现它们之间的同步。（10分）

S5 S2 S3 S4 S1

Var a, b, c, d, e, f, g, h; semaphore:= 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0; begin

parbegin

begin S1; signal(a); signal(b);signal(c); end; begin wait(a); S2; signal(d); end; begin wait(b); S3; signal(f); end; begin wait(c); S4; signal(g); end;

begin wait(d); S5; signal(e); end;

begin wait(e); wait(f); wait(g); S6; end;

parend end

S6 2. 进程同步，信号量机制实现。详见上课讲的例题 3. 有如下进程，后一个依次比前

v1.0 可编辑可修改

1、设有两个优先级相同的进程P1，P2如下所示。令信号量S1，S2的初值为0，试问P1，P2并发运行结束后，x= ,y= ,z=

进程P1 进程P2

y:=1; x:=1;

y:=y+2; x:=x+1;

V(S1); P(S1);

z:=y+1; x:=x+y;

P(S2); V(S2);

y:=x+y z:=x+z

X=5, y＝8， Z＝ 9.

2、在生产者-消费者问题中，假定在生产者和消费者之间的公用缓冲池中有n 个缓冲区，可利用互斥信号量mutexP使生产者进程实现对缓冲池的互斥使用，利用互斥信号量mutexC使消费者进程实现对缓冲池的互斥使用；利用资源信号量empty和full分别表示缓冲池中空缓冲区和满缓冲区的数量。又假定这些生产者和消费者相互等效，只要缓冲池未满，生产者便可将产品送入缓冲池；只要缓冲池未空，消费者便可从缓冲池中取走一个产品。试用记录型信号量正确实现生产者和消费者的同步。

Semapho

操作系统

同步练习册

学 号＿＿＿＿＿＿＿＿

姓 名＿＿＿＿＿＿＿＿

专 业＿＿＿＿＿＿＿＿

教学中心＿＿＿＿＿＿＿＿

华南理工大学网络教育学院

二OO八年九月

第一章 操作系统引论

一、 填空题

1、操作系统向用户提供了三种接口，分别是： 程序借口 、 操作借口 、 图形借口 。

2、可以从不同的角度来观察OS。从一般用户的观点，可把OS看作是 为用户提供了虚拟计算机 ；从资源管理观点上看，则可以把OS视为 计算机系统的资源管理者 。

3、计算机系统中的软硬件资源可以分为四类，分别是： 硬件层, 操作系统层, 系统程序层, 应用程序层 。 4、当前三大种类操作系统分别是： Windows OS 、 UNIX OS 、 LINUX 。 5、多道批处理操作系统的特征是： 用户脱机工作; 成批处理作业, 单/多道程序运行 。 6、分时操作系统的特征是： 同时性, 独立性, 及时性, 交互性 。

7、操作系统的四大特征分别是： 并发性 concurrence 、 共享性 sharing 、 异步性 asynchronism 、 虚拟性 virtual 。最基本的特征是

第一章 操作系统导论

一、 单选

1、分时系统中为了使多个用户能够同时与系统交互，最关键的问题是_____B___ A 计算机具有足够快的运算速度 B 能快速进行内外存之间的信息交换 C 系统能够及时接受多个用户的输入 D 短时间内所有用户程序都能运行

2、在分时系统中，当时间片一定时，____B_____响应越快

A 内存越大 B 用户越少 C 用户越多 D内存越小 3、操作系统的进程管理模块并不负责______C_____

A 进程的创建与删除 B 提供进程通信机制

C 实现I/O设备的调度 D通过共享内存实现进程间的调度 4、下面选项中_______D_____不是操作系统关心的主要问题

A 管理计算机的裸机 B 设计、提供用户程序与计算机硬件 C 管理计算机的系统资源 D 高级程序设计语言的编译器

5、用户在程序设计过程中，若要得到系统功能必须通过_______B_______

A 进程调度

2000/XP/2003操作系统常见问题集锦

第一部分：安装启动问题

1、关于所有版本XP在安装进度还剩下34分钟进度条就停止不动的说明以及解决方法

在安装还剩34分钟，也就是安装设备时屏幕会一直定在那儿不走，硬盘灯不亮！造成这种现象的原因极有可能是主板上的USB2解决方法：在安装之前用PS/2的鼠标换下USB的鼠标，或者在BIOS设置不加载USB设备，等安装结束以后再设置为加载。

2、双启动菜单丢失

才能USB2.0设备。如果你在安装XP时，使用了USB2.0接口的鼠标或键盘，就会发生问题了，因为XP在安装设备时不能识别出

故障现象：这是多操作系统不注意安装顺序经常出现的问题，如Windows 98和Windows 2000双系统，在重装Windows 98后，退出安装过程。

解决之道：用Windows 2000启动光盘启动电脑并选择“安装新的Windows 2000”，按默认状态安装。在“复制文件”过程结束后安

如果没有及时按键，系统已经重启了，也不要紧，您将会看到一个有3项内容启动菜单，选择第一项或第三项都可以，待系统启动

件夹$win nt$．~bt和5个文件$drvltr$~-~、$ldr$、boot．bak、bootsect．dat

青岛理工大学

操作系统课程设计报告

院（系）： 计算机工程学院

专业： 计算机科学与技术 班级： 计算131

学生姓名： 钟晓俊 学号： 201307020

魏正迪 201307025

题目： 设计内核同步原语

起迄日期: ＿ 2016.06.27-2016.07.08＿＿＿

设计地点: 现代教育中心303 指 导 教 师: 熊晓云

2015—2016年度 第 2 学期 完成日期: 2016 年 7 月 13 日

一、 课程设计目的

通过本次课设，掌握操作系统中信号量signal（）与wait（）的工作原理，和在Linux内核中增加系统调用函数的方法，了解对Linux内核重新进行编译、连接的过程。另编写一个用户测试程序，调用新添加的的系统调用。在此期间，可以进一步熟悉Li

操作系统课程设计报告

院（系）： 计算机工程学院 专业： 计算机科学与技术专业 学生姓名: ＿＿ 班级：＿＿ 学号:

题目： 用多进程同步方法演示“桔子-苹果”问题____ 起迄日期: ＿2012.07.02＿--2012.07.13＿ ____ 设计地点: 现代教育中心 指 导 教 师: 熊晓芸

2011—2012年度 第 2 学期 完成日期: 2012 年 7 月 13 日

一、 课程设计目的

本次实验进行操作系统课程设计的主要任务是模拟生产者和消费者的一个衍生，即

实现“橘子-苹果问题”。这个问题中有两个生产者，分别生产苹果核橘子，有两个消费者，分别消费橘子和苹果。同时，因为两个生产者和两个消费者对同一个缓冲区进行操作，所以应互斥的访问缓冲区以保证程序的正确性。本次实验的目的就是加深各个进程正确有效的对资源的访问，即同步和互斥。同时掌握信号量在互斥访问中的使用

青岛理工大学

操作系统课程设计报告

院（系）： 计算机工程学院

专业： 计算机科学与技术 班级： 计算131

学生姓名： 钟晓俊 学号： 201307020

魏正迪 201307025

题目： 设计内核同步原语

起迄日期: ＿ 2016.06.27-2016.07.08＿＿＿

设计地点: 现代教育中心303 指 导 教 师: 熊晓云

2015—2016年度 第 2 学期 完成日期: 2016 年 7 月 13 日

一、 课程设计目的

通过本次课设，掌握操作系统中信号量signal（）与wait（）的工作原理，和在Linux内核中增加系统调用函数的方法，了解对Linux内核重新进行编译、连接的过程。另编写一个用户测试程序，调用新添加的的系统调用。在此期间，可以进一步熟悉Li