第一章。
1）操作系统是计算机系统中的一个系统软件，它是一组程序模块的集合，这组程序模块控制和管理计算机系统中的硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程，并为用户使用计算机提供方便。从资源管理的角度看，操作系统应具有处理机管理、存储器管理、设备管理及文件管理功能。
2）操作系统的三种基本类型是批处理系统、分时系统和实时系统。批处理系统的主要特点是：用户脱机使用计算机、多道程序运行和成批处理。
分时系统的主要特点是：同时性、交互性、独立性和及时性。实时系统的主要特点是及时性和高可靠性。
3）多道程序设计是指在内存中同时存放道程序，这些程序在管理程序的控制下交替运行，共享处理机及系统中的其他资源。多道程序设计技术的主要特点是：多道、宏观上并行、微观上串行。
第二章。1）进程是一个具有一定功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。一个进程最少有就绪、执行和阻塞三种状态。
就绪状态是指进程已获得了除处理机以外的所有资源，一旦获得处理机就可以立即执行。执行状态是指进程获得必要的资源并正在处理机上执行。阻塞状态是指进程由于发生某事件而暂时无法执行下去，此时即使把处理机分配给该进程，它也无法运行。
3）从这四条语句的变量引用情况看，语句s1和s2可以并发执行，语句s3应在s1及s2执行完成后进行，语句s4应在s3执行完成后进行。其前趋图如图1所示。
图1 四条语句的前趋图。
5）进程与线程的主要区别如下：
调度方面：传统操作系统中，进程是拥有资源和独立调度的基本单位。在引入线程的操作系统中，线程是独立调度的基本单位，进程是资源拥有的基本单位。
在同一进程中，线程的切换不会引起进程切换。在不同的进程中进行线程切换，将会引起进程切换。
拥有资源：不论是传统操作系统还是设有线程的操作系统，进程都是拥有资源的基本单位，而线程不拥有系统资源（也有一点必不可少的资源），但线程可以访问其隶属进程的系统资源。
并发性：在引入线程的操作系统中，不仅进程之间可以并发执行，而且同一进程内的多个线程之间也可并发执行。
系统开销：由于创建进程或撤消进程时，系统都要为之分配或**资源，操作系统所付出的开销远大于创建或撤消线程时的开销。在进行进程切换时，涉及到整个当前进程cpu环境的保存及新调度到进程的cpu环境的设置；而线程切换时，只需保存和设置少量寄存器内容，因此开销很小。
另外，由于同一进程内的多个线程共享进程的地址空间，因此，多线程之间的同步与通信非常容易实现，甚至无须操作系统的干预。
第三章。1）一次只能给一个进程访问的资源称为临界资源。进程中访问临界资源的那段**称为临界区。访问临界资源时应遵循空闲让进、忙则等待、有限等待及让权等待。
3）参见课件ppt
6）在本题中应设置五个信号量b2、b3、b4、b5、b6分别表示进程p2、p3、p4、p5、p6是否可以开始执行，其初值均为0。这六个进程的同步机制描述如下：
semaphore b2=0；
semaphore b3=0；
semaphore b4=0；
semaphore b5=0；
semaphore b6=0；
main()
cobegin
p1()；p2()；
p3()；p4()；
p5()；p6()；
coendp1()
表示进程中的语句，下同*/
v(b2)；
v(b3)；
p2()p(b2)；
v(b4)；
p3()p(b3)；
v(b5)；
p4()p(b4)；
v(b6)；
p5()p(b5)；
v(b6)；
p6()p(b6)；
p(b6)；
8）在本题中，应设置四个信号量mutex、empty、full1、full2。mutex用于实现对缓冲区的互斥访问，其初值为1；empty表示缓冲区中可用单元数目，其初值为n；full1表示已读入字符个数，其初值为0；full2表示已处理字符个数，其初值为0。为了描述方便起见，还应设置三个指针in、out1、out2，in指向下一个可用缓冲单元，out1指向下一个待处理字符，out2指向下一个待输出字符。
它们并发执行的同步机制描述如下：
semaphore empty=n；
semaphore full1=0；
semaphore full2=0；
semaphore mutex=1；
char buffer[n]；
int in=0,out1=0,out2=0；
main()
cobegin
r()；m()；
p()；coend
r() while(true)
m() char x；
while(true)p()
char x；
while(true)
第四章。1）产生死锁的必要条件是互斥条件、不剥夺条件、请求和保持条件、循环等待条件。互斥条件是指进程要求对所分配的资源进行排他性控制，即在一段时间内某资源仅为一个进程所占有。
不剥夺条件是指进程所获得的资源在未使用完毕之前，不能被其他进程强行夺走，即只能由获得该资源的进程自己来释放。请求和保持条件是指进程每次申请它所需要的一部分资源，在等待分配新资源的同时，进程继续占有已分配到的资源。循环等待条件是指存在一种进程资源的循环等待链，链中的每一个进程已获得的资源同时被链中下一个进程所请求。
解决死锁问题常用的方法有忽略死锁、预防死锁、避免死锁、检测及解除死锁。预防死锁方法通过设置某些限制条件，去破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或几个，来防止发生死锁。避免死锁方法在资源的动态分配过程中，用某种方法防止系统进入不安全状态，从而避免死锁。
检测死锁方法通过系统的检测机构及时地检测出死锁的发生，并确定与死锁有关的进程，解除死锁方法用于将进程从死锁状态下解脱出来，检测死锁方法一般与解除死锁方法联合使用。
1）不会发生死锁。因为系统中只有3个进程，每个进程的最大资源需求量为2，且系统中资源总数为4，无论资源怎样分配，系统至少能够满足1个进程的最大资源需求量，该进程将顺利运行完毕，从而可以将分配给它的资源归还给系统，使其他进程也能顺利执行完成，故不会出现死锁。
2）可能会发生死锁。因为系统中有2个进程，每个进程的最大资源需求量为4，且系统中资源总数为6，若系统将其中的4个资源分配给其中的一个进程，则该进程将顺利运行完毕，从而可将分配给它的资源归还给系统，使另一个进程也能顺利执行完成，以这种方式分配资源时不会发生死锁；若系统为每个进程分配3个资源，在此情况下，每个进程均获得了部分资源且系统中已没有空闲资源，当其中的一个进程再次申请资源时，因系统中无空闲资源而等待，另一个进程的情况类似，因此以这种方式分配资源会产生死锁。
6）响应比高者优先调度算法就是在每次调度作业运行时，先计算后备作业队列中每个作业的响应比，然后挑选响应比最高者投入运行。
响应比=1+等待时间/运行时间。
在8.0时，因为只有作业j1到达，系统将作业j1投入运行。作业j1运行2小时后（即10.0）完成。此时，其他三个作业均已到达，三个作业的响应比为：
作业j2的响应比=1+(10.0－8.6)/0.6=3.33
作业j3的响应比=1+(10.0－8.8)/0.2=7
作业j4的响应比=1+(10.0－9.0)/0.5=3
从计算结果看，作业j3的响应比最高，所以让作业j3先运行。作业j3运行0.2小时后（即10.2）完成，此时作业j2和作业j4的响应比为：
作业j2的响应比=1+(10.2-8.6)/0.6=3.67
作业j4的响应比=1+(10.2-9.0)/0.5=3.4
从上述计算结果看，作业j2的响应比较高，所以让作业j2先运行。
因此四个作业的执行次序为：作业j1、作业j3、作业j2、作业j4。各作业的周转时间如表2所示：
表2 响应比高者优先算法的性能。
作业的平均周转时间为：(2.0+1.4+2.2+2.3)/4=1.975
作业的平均带权周转时间为：(1.0+7.0+3.67+4.6)/4=4.07
1）利用银行家算法对此时刻的资源分配情况进行分析，可得表3所示的安全性分析情况：
表3 安全性检测表。
从上述情况分析中可以看出，此时存在一个安全序列，故该状态是安全的。
182 习题作业 习题作业答案
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