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《操作系统》习题集:第2章 进程与线程

《操作系统》习题集:第2章 进程与线程
《操作系统》习题集:第2章 进程与线程

操作系统OS报告读者与写者问题(进程同步问题)

目录 一、课程设计目的及要求 (1) 二、相关知识 (1) 三、题目分析 (2) 四、概要设计 (4) 五、代码及流程 (5) 六、运行结果 (11) 七、设计心得 (12) 八、参考文献 (12)

一、课程设计目的及要求 读者与写者问题(进程同步问题) 用n 个线程来表示n个读者或写者。每个线程按相应测试数据文件的要求,进行读写操作。请用信号量机制分别实现读者优先和写者优先的读者-写者问题。 读者-写者问题的读写操作限制: 1)写-写互斥; 2)读-写互斥; 3)读-读允许; 写者优先的附加限制:如果一个读者申请进行读操作时已有另一写者在等待访问共享资源,则该读者必须等到没有写者处于等待状态后才能开始读操作。 二、相关知识 Windows API: 在本实验中涉及的API 有: 1线程控制: CreateThread 完成线程创建,在调用进程的地址空间上创建一个线程,以执行指定的函数;它的返回值为所创建线程的句柄。 HANDLE CreateThread( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, // SD DWORD dwStackSize, // initial stack size LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, // thread function LPVOID lpParameter, // thread argument DWORD dwCreationFlags, // creation option LPDWORD lpThreadId // thread identifier ); 2 ExitThread 用于结束当前线程。 VOID ExitThread( DWORD dwExitCode // exit code for this thread ); 3Sleep 可在指定的时间内挂起当前线程。 VOID Sleep( DWORD dwMilliseconds // sleep time ); 4信号量控制: WaitForSingleObject可在指定的时间内等待指定对象为可用状态; DWORD WaitForSingleObject( HANDLE hHandle, // handle to object DWORD dwMilliseconds // time-out interval );

操作系统 实验 五 线程间的互斥与同步

实验五线程间的互斥与同步 实验学时:2学时 实验类型:验证、设计型 一、实验目的 理解POSIX线程(Pthread)互斥锁和POSIX信号量机制,学习它们的使用方法;编写程序,实现多个POSIX线程的同步控制。 二,实验内容 创建4个POSIX线程。其中2个线程(A和B)分别从2个数据文件(data1.txt和data2.txt)读取10个整数. 线程A和B把从文件中读取的逐一整数放入一个缓冲池. 缓冲池由n个缓冲区构成(n=5,并可以方便地调整为其他值),每个缓冲区可以存放一个整数。另外2个线程,C和D,各从缓冲池读取10数据。线程C、D每读出2个数据,分别求出它们的和或乘积,并打印输出。 提示:在创建4个线程当中,A和B是生产者,负责从文件读取数据到公共的缓冲区,C和D是消费者,从缓冲区读取数据然后作不同的计算(加和乘运算)。使用互斥锁和信号量控制这些线程的同步。不限制线程C和D从缓冲区得到的数据来自哪个文件。 在开始设计和实现之前,务必认真阅读课本6.8.4节和第6章后面的编程项目——生产者-消费者问题。

三,实验要求 按照要求编写程序,放在相应的目录中,编译成功后执行,并按照要求分析执行结果,并写出实验报告。 四,实验设计 1,功能设计 根据实验要求,主程序需要创建四个线程,两个线程负责从文件读取数据到缓冲区,两个线程负责将缓冲区的数据做数学运算。由于同一个进程中的各个线程共享资源,可以用一个二维数组的全局变量作为公共缓冲区,同时还需要一个整形全局变量size用来做数组的索引。读线程的运行函数打开不同的文件并从中读取数据到二维数组中,每次写入数组后size加一。运算线程从二维数组中读数并做运算,每次读数之前size减一。本题的关键在于如何使用信号量保证进程的同步与互斥。在运算线程从缓冲区读取之前缓冲区里必须有数,即任意时刻运算操作的执行次数必须小于等于读取操作的执行次数。同时应该保证两个读线程和两个运算线程两两互斥。由于以上分析,使用了四个信号量sem1,sem2,sem3和sem4。sem1保证线程1和线程2互斥,sem2保证线程3和线程4互斥,sem3保证线程3和线程4互斥,sem4保证线程4和线程1互斥。即这四个信号量使四个线程循环进行,从而保证了运行结果的正确性。 源代码及注释: #include #include #include #define NUM 200

进程作业(附答案)

第二章进程管理 程序在顺序执行(①顺序性:每个操作必须在下一个操作开始之前结束。 ②封闭性:程序一旦开始运行,独占全部资源,其执行结果不受外界因素影响。 ③可再现性:当程序重复执行时,只要程序执行的环境和初始条件相同,必将获得相同的结果。)时和并发执行(并发、资源共享、制约关系和动态等特征)时,分别具有哪些特征什么叫进程(进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。)为什么要引入进程的概念 1.进程的基本特征是什么(动态、共行、独立)?请叙述进程与程序的关系和差别 2.进程有哪几种基本状态请画出各状态之间的状态变化图并说明状态转换的典型原因 3.什么是PCB包含哪些主要内容其作用是什么(是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程 序(含数据),成为一个能独立运行的基本单位,一个能与其它进程并发执行的进程。)(为什么说PCB是进程存在的唯一标志) 4.下列哪些情况是对的: ⑴进程由自己创建⑷进程由于自己解除挂起 ⑵进程由于自己阻塞⑸进程由于自己唤醒 ⑶进程由于自己挂起⑹进程由自己撤消 5.请解释忙等待与阻塞的区别。 6.用进程状态变迁图,我们可以说明有关处理机管理的大量内容, ⑴什么“事件”引起每次显着的状态变迁 ⑵当人们观察系统中所有进程时,我们能够看到由某一进 下,进程变迁3能立即引起一进程的变迁1发生 ⑶在什么情况下,如果有的话,将发生下述因果变迁: 21; 32; 41 ⑷在什么情况下,如果有的话,下述变迁不会立即引起其 它变迁发生 a) 1; b) 2; c) 3; d) 4 7.操作系统的内核是什么 8.原语与非内核程序在执行上有什么不同 9.什么是进程的控制包括哪些基本内容(进程的创建,进程的撤消,进程的阻塞,进程的唤醒,进程的 挂起,进程的激活,改变进程的优先级…等) 10.什么是线程试说明进程与线程的关系与区别。 11.并发进程间的制约有哪两种引起制约的原因是什么 12.我们说程序的并发执行将导致最终失去封闭性.这话对所有的程序都成立吗试举例说明. 13.什么叫与时间有关的错误与时间有关的错误表现在哪些方面请举例说明之. 14.什么是进程间的互斥什么是进程间的同步这两个概念有何区别 15.考虑一台计算机,它没有TEST AND SET LOCK指令,但可以按原子操作方式将一个寄存器的内 容与另一个存储器字进行交换,是否能利用该指令写一个达到互斥的例程 16.什么叫临界资源什么叫临界段对临界区的管理应符合哪些原则你能用什么工具去写进程间 互斥的同步算法书写该算法时应注意什么问题 17.下面是两个并发执行的进程,它们能正确运行吗若不能正确运行,请举例说明,并改正之(X是定 义的公共变量). Cobegin var x:integer; procedure P1 procedure P2 var y,z:integer; var t,u:integer; begin begin x:=1; x:=0; y:=0; t:=0; if x>=1 then y:=y+1; if x<1 then t:=t+2; z:=y u:=t end; end; coend; 18.因修路使A地到B地的多路并行车道变为单车道,请问在此问题中,?什么是临界资源什么是临 界段

操作系统课程设计用多进程同步方法解决生产者-消费者问题

操作系统课程设计 用多进程同步方法解决生产者-消费者问题 系别:计科系 专业: 计算机科学与技术 班级:04 级 4 班 学号:0410******* 姓名:苏德洪 时间:2006-7-7—2006-7-14

目录 一、题目: (3) 二、设计目的: (3) 三、总体设计思想概述: (3) 四、说明: (3) 五、设计要求: (3) 六、设计方案: (3) 七、流程图: (5) 八、运行结果 (7) 九、源程序 (11) 十、总结 (18) 十一、参考文献 (20)

一、题目: 用多进程同步方法解决生产者-消费者问题。 二、设计目的: 通过研究Linux 的进程机制和信号量实现生产者消费者问题的并发控制。 三、总体设计思想概述: 1、生产者—消费者问题是一种同步问题的抽象描述。 2、计算机系统中的每个进程都可以消费或生产某类资源。当系统中某一进程使用某一 资源时,可以看作是消耗,且该进程称为消费者。 3、而当某个进程释放资源时,则它就相当一个生产者。 四、说明: 有界缓冲区内设有20个存储单元,放入/取出的数据项设定为1-20这20个整型数。 五、设计要求: 1、每个生产者和消费者对有界缓冲区进行操作后,即时显示有界缓冲区的全部内容,当前 指针位置和生产者/消费者线程的标识符。 2、生产者和消费者各有两个以上。 3、多个生产者或多个消费者之间须有共享对缓冲区进行操作的函数代码。 六、设计方案: 通过一个有界缓冲区(用数组来实现,类似循环队列)把生产者和消费者联系起来。假定生产者和消费者的优先级是相同的,只要缓冲区未满,生产者就可以生产产品并将产品送入缓冲区。类似地,只要缓冲区未空,消费者就可以从缓冲区中去走产品并消费它。 应该禁止生产者向满的缓冲区送入产品,同时也应该禁止消费者从空的缓冲区中取出产品,这一机制有生产者线程和消费者线程之间的互斥关系来实现。 为解决生产者/消费者问题,应该设置两个资源信号量,其中一个表示空缓冲区的数目,用g_hFullSemaphore表示,其初始值为有界缓冲区的大小SIZE_OF_BUFFER;另一个表示缓冲区中产品的数目,用g_hEmptySemaphore表示,其初始值为0。另外,由于有界缓冲区是一个临界资源,必须互斥使用,所以还需要再设置一个互斥信号量g_hMutex,起初值为1。

南昌大学操作系统线程进程同步实验报告

南昌大学实验报告 ---(1)进程/线程同步 学生姓名:学号:专业班级:网络工程131班 实验类型:■验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩: 一、实验目的 本实验讨论临界区问题及其解决方案。首先创建两个共享数据资源的并发线程。在没有同步控制机制的情况下,我们将看到某些异常现象。针对观察到的现象,本实验采用Windows 的信号量机制解决临界区互斥访问。 二、实验内容 2.1 进程/线程并发执行 Windows操作系统支持抢先式调度,这意味着一线程运行一段时间后,操作系统会暂停其运行并启动另一线程。也就是说,进程内的所有线程会以不可预知的步调并发执行。为了制造混乱,我们首先创建两个线程t1和t2。父线程(主线程)定义两个全局变量,比如accnt1和accnt2。每个变量表示一个银行账户,其值表示该账户的存款余额,初始值为0。线程模拟在两个账户之间进行转账的交易。也即,每个线程首先读取两个账户的余额,然后产生一个随机数r,在其中一个账户上减去该数,在另一个账户上加上该数。线程操作的代码框架如下: counter=0; do { tmp1 = accnt1 ; tmp2 = accnt2 ; r = rand ( ) ; accnt1 = tmp1 + r ; accnt2 = tmp2 ? r ; counter++; } while ( accnt1 + accnt2 == 0 ) ; print ( counter ) ; 两个线程执行相同的代码。只要它们的执行过程不相互交叉,那么两个账户的余额之和将永远是0。但如果发生了交叉,那么某线程就有可能读到新的accnt1值和老的accnt2值,从而导致账户余额数据发生混乱。线程一旦检测到混乱的发生,便终止循环并打印交易的次数(counter)。 请编写出完整的程序代码并运行,然后观察产生混乱需要的时间长短。因为这是我们编写的第一个程序,因此这里我给出了完整的代码,请参考。有能力的同学在参考下面的代码之前,请先自己尝试一下。 #include "stdafx.h" #include

用多线程同步方法解决生产者-消费者问题(操作系统课设)

. 题目用多线程同步方法解决生产者-消费 者问题(Producer-Consumer Problem) 学院计算机科学与技术学院 专业软件工程 班级 姓名 指导教师 年月日

目录 目录 (1) 课程设计任务书 (2) 正文 (2) 1.设计目的与要求 (2) 1.1设计目的 (2) 1.2设计要求 (2) 2.设计思想及系统平台 (2) 2.1设计思想 (2) 2.2系统平台及使用语言 (2) 3.详细算法描述 (3) 4.源程序清单 (5) 5.运行结果与运行情况 (10) 6.调试过程 (15) 7.总结 (15) 本科生课程设计成绩评定表 (16)

课程设计任务书 学生姓名:专业班级: 指导教师:工作单位:计算机科学与技术学院 题目: 用多线程同步方法解决生产者-消费者问题 (Producer-Consumer Problem) 初始条件: 1.操作系统:Linux 2.程序设计语言:C语言 3.有界缓冲区内设有20个存储单元,其初值为0。放入/取出的数据项按增序设定为1-20这20个整型数。 要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要 求) 1.技术要求: 1)为每个生产者/消费者产生一个线程,设计正确的同步算法 2)每个生产者和消费者对有界缓冲区进行操作后,即时显示有界缓冲区的当前全部内容、当前指针位置和生产者/消费者线程的自定义标识符。 3)生产者和消费者各有两个以上。 4)多个生产者或多个消费者之间须共享对缓冲区进行操作的函数代码。 2.设计说明书内容要求: 1)设计题目与要求 2)总的设计思想及系统平台、语言、工具等。 3)数据结构与模块说明(功能与流程图) 4)给出用户名、源程序名、目标程序名和源程序及其运行结果。(要注明存储各个程序及其运行结果的主机IP地址和目录。) 5)运行结果与运行情况 (提示: (1)有界缓冲区可用数组实现。 (2)编译命令可用:cc -lpthread -o 目标文件名源文件名 (3)多线程编程方法参见附件。) 3. 调试报告: 1)调试记录 2)自我评析和总结 上机时间安排: 18周一~ 五 08:0 - 12:00 指导教师签名:年月日

操作系统第二章进程和线程复习题

第二章练习题 一、单项选择题 1.某进程在运行过程中需要等待从磁盘上读入数据,此时该进程的状态将( C )。 A. 从就绪变为运行; B.从运行变为就绪; C.从运行变为阻塞; D.从阻塞变为就绪2.进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构,一个进程( D )。 A.可以有多个进程控制块; B.可以和其他进程共用一个进程控制块; C.可以没有进程控制块; D.只能有惟一的进程控制块。 3.临界区是指并发进程中访问共享变量的(D)段。 A、管理信息 B、信息存储 C、数据 D、 程序 4. 当__ B__时,进程从执行状态转变为就绪状态。 A. 进程被调度程序选中 B. 时间片到 C. 等待某一事件 D. 等待的事件发生 5. 信箱通信是一种( B )通信方式。 A. 直接通信 B. 高级通信

C. 低级通信 D. 信号量 6. 原语是(B)。 A、一条机器指令 B、若干条机器指令组成 C、一条特定指令 D、中途能打断的指令 7. 进程和程序的一个本质区别是(A)。 A.前者为动态的,后者为静态的; B.前者存储在内存,后者存储在外存; C.前者在一个文件中,后者在多个文件中; D.前者分时使用CPU,后者独占CPU。 8. 任何两个并发进程之间存在着(D)的关系。 A.各自完全独立B.拥有共享变量 C.必须互斥D.可能相互制约 9. 进程从运行态变为等待态可能由于(B )。 A.执行了V操作 B.执行了P 操作 C.时间片用完 D.有高优先级进程就绪 10. 用PV操作管理互斥使用的资源时,信号量的初值应定义为(B)。 A.任意整数 B.1 C.0 D.-1

操作系统实验线程同步

实验2:线程同步 一、实验目的 (1)掌握Windows2000环境下,线程同步。 (2)熟悉Windows2000提供的线程同步与互斥API。 (3)用Windows2000提供的线程同步与互斥API解决实际问题 (producer-consumer)。 二、实验内容 生产者与消费者问题的实现。在Windows 2000环境下,创建一组“生产者”线程和一组“消费者”线程,并建立一个长度为N的全局数组作为共享缓冲区。“生产者”向缓冲区输入数据,“消费者”从缓冲区读出数据。当缓冲区满时,“生产者”必须阻塞,等待“消费者”取走缓冲区数据后将其唤醒。当缓冲区空时,“消费者”阻塞,等待“生产者”生产了产品后将其唤醒。试用信号量实现“生产者”与“消费者”线程之间的同步。 三、实验环境 (1)使用的操作系统及版本。 Windows xp professional (2)使用的编译系统及版本。 Visual c++ 6.0 四、实验步骤 1.等待一个对象(相当于p操作) WaitForSingleObject用于等待一个对象。它等待的对象可以为: Change notification:变化通知。 Console input:控制台输入。 Event:事件。 Job:作业。 Mutex:互斥信号量。 Process:进程。 Semaphore:计数信号量。

Thread:线程。 Waitable timer:定时器。 返回值: 如果成功返回,其返回值说明是何种事件导致函数返回。 访问描述 WAIT_ABANDONED 等待的对象是一个互斥(mutex)对象,该互斥对 象没有被拥有它的线程释放,它被设置为不能被唤 醒。 WAIT_OBJECT_0 指定对象被唤醒。 WAIT_TIMEOUT 超时。 2.创建信号量 CreateSemaphore用于创建一个信号量。 返回值: 信号量创建成功,将返回该信号量的句柄。如果给出的信号量名是系统已经存在的信号量,将返回这个已存在信号量的句柄。如果失败,系统返回NULL,可以调用函数GetLastError查询失败的原因。 3.打开信号量 OpenSemaphore用于打开一个信号量。 返回值: 信号量打开成功,将返回该信号量的句柄。如果失败,系统返回NULL,可以调用函数GetLastError查询失败的原因。 4.增加信号量的值 ReleaseSemaphore用于增加信号量的值。 返回值: 如果成功,将返回一个非0值。如果失败,系统返回0,可以调用函数GetLastError 查询失败的原因。 方法一: 程序代码: #include #include

操作系统课程设计利用多线程和信号量解决哲学家进餐问题java实现.

操作系统课程设计 课程设计报告 课题:利用信号量和多线程机制实现“哲学家进餐”问题 所在学院:信息工程学院 班级:计科1201 学号:121404114 姓名:魏祥 指导教师:徐向英 2015年1月1日

目录 一、课程设计目标 (3) 二、课题内容 (3) 三、设计思路 (3) 四、源代码 (5) 五、运行与测试 (9) 六、心得体会 (10)

一、课程设计目标 学习多线程编程,使用线程的同步机制实现“哲学家进餐”问题。具体要求:1.创建POSIX线程,实现多线程的并发执行,验证多线程共享进程资源的特性。 2.使用互斥量和条件变量,或使用信号量实现线程的同步互斥。 3. 验证“ 哲学家进餐”问题中的死锁情况,并加以解决。 二、课题内容 哲学家进餐问题由Dijkstra提出,问题描述有五个哲学家共用一张圆桌,分别坐在周围的五张椅子上,在圆桌上有五个碗和五支筷子,他们的生活方式是交替地进行思考和进餐。平时,一个哲学家进行思考,饥饿时便试图取用其左右最靠近他的筷子,只有在他拿到两只筷子时才能进餐。进餐完毕,放下筷子继续思考。 本次课题要求使用多线程和信号量解决哲学家进餐问题。并演示产生死锁的情况。 三、设计思路 经分析可知,放在桌子上的筷子是临界资源,在一段时间内只允许以为哲学家使用。为了实现对筷子的互斥,可以用一个信号量表示一只筷子,由着五个信号量构成信号量数组。 当哲学家饥饿时总是先去拿左筷子,成功后在拿右筷子。当五位哲学家同时拿起左筷子,这是每位哲学家都没有右筷子可以拿,就会造成死锁。 思路1:利用记录型信号量 设置值为4的记录型信号量,至多只允许四位哲学家同时去拿左筷子(leftStick.getSema().acquire()),只有拿到左筷子,才能继续拿右筷子(rightStick.getSema().acquire())。拿到两双筷子之后便可以用餐,用餐完毕,先放下左筷子(leftStick.getSema().release()),再放下右筷子(rightStick.getSema().release())。这样便可以避免思索问题。 思路2:利用AND型信号量 要求每个哲学家必须获取两个筷子的时候才能够进餐,只得到一只筷子不能进餐时,要求释放那一只筷子。可以使用AND型信号量将左筷子和右筷子信号量的获取组成一个原子操作。如此也可以避免死锁问题。

用多线程同步方法解决生产者-消费者问题(操作系统课设)

用多线程同步方法解决生产者-消费者问题(操作系统课设)

题目 用多线程同步方法解决生产者-消费 者问题(Producer-Consume r Problem) 学院 物理学与电子信息工程学院 专业电子信息工程班级08电信本一班姓名 指导教师 2010 年12 月日

目录 目录 0 课程设计任务书 (1) 正文 (3) 1.设计目的与要求 (3) 1.1设计目的 (3) 1.2设计要求 (3) 2.设计思想及系统平台 (3) 2.1设计思想 (3) 2.2系统平台及使用语言 (3) 3.详细算法描述 (4) 4.源程序清单 (7) 5.运行结果与运行情况 (12) 6.调试过程 (16) 7.总结 (16)

课程设计任务书 题目: 用多线程同步方法解决生产者-消费者问题 (Producer-Consumer Problem) 初始条件: 1.操作系统:Linux 2.程序设计语言:C语言 3.有界缓冲区内设有20个存储单元,其初 值为0。放入/取出的数据项按增序设定为 1-20这20个整型数。 要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求) 1.技术要求: 1)为每个生产者/消费者产生一个线程,设计正确的同步算法 2)每个生产者和消费者对有界缓冲区进行操作后,即时显示有界缓冲区的当前全部 内容、当前指针位置和生产者/消费者

线程的自定义标识符。 3)生产者和消费者各有两个以上。 4)多个生产者或多个消费者之间须共享对缓冲区进行操作的函数代码。 2.设计说明书内容要求: 1)设计题目与要求 2)总的设计思想及系统平台、语言、工具 等。 3)数据结构与模块说明(功能与流程图) 4)给出用户名、源程序名、目标程序名和源程序及其运行结果。(要注明存储各个 程序及其运行结果的主机IP地址和目 录。) 5)运行结果与运行情况 (提示: (1)有界缓冲区可用数组实现。 (2)编译命令可用:cc -lpthread -o 目标文件名源文件名 (3)多线程编程方法参见附件。) 3. 调试报告: 1)调试记录 2)自我评析和总结

《操作系统》习题集:第2章 进程与线程(第1部分)

第2章进程与线程-习题集 一、选择题 1.以下关于进程的描述中,正确的是()。【*,联考】 A. 进程获得CPU运行是通过调度得到的 B. 优先级是进程调度的重要依据,一旦确定就不能改变 C. 在单CPU的系统中,任意时刻都有一个进程处于运行状态 D. 进程申请CPU得不到满足时,其状态变为阻塞 2.一个进程是()。【*,联考】 A. 由处理机执行的一个程序 B. 一个独立的程序+数据集 C. PCB结构、程序和数据的组合 D. 一个独立的程序 3.并发进程指的是()。【*,★,联考】 A. 可并行执行的进程 B. 可同一时刻执行的进程 C. 可同时执行的进程 D. 不可中断的进程 4.当一个进程处于这样的状态时,(),称为阻塞态。【*,★,联考】 A. 它正等着输入一批数据 B. 它正等着进程调度 C. 它正等着分给它一个时间片 D. 它正等进入内存 5.某个运行中的进程要申请打印机,它将变为()。【*,联考】 A. 就绪态 B. 阻塞态 C. 创建态 D. 撤销态 6.以下进程状态转变中,()转变是不可能发生的。【**,★,联考】 A. 运行→就绪 B. 运行→阻塞 C. 阻塞→运行 D. 阻塞→就绪 7.当()时,进程从执行状态转变为就绪状态。【*,联考】 A. 进程被调度程序选中 B. 时间片到 C. 等待某一事件 D. 等待的事件发生 8.一个进程的基本状态可以从其他两种基本状态转变过来,这个基本状态一定是()。【**,联考】 A. 运行状态 B. 阻塞状态 C. 就绪状态 D. 完成状态 9.当一个进程完成一个时间片后,系统需要将该进程的状态由运行状态转变为()。【*,联考】 A. 就绪状态 B. 阻塞状态 C. 撤销状态 D. 创建状态 10.进程状态由就绪态转换为运行态是由()引起的。【**,联考】 A. 中断事件 B. 进程状态转换 C. 进程调度 D. 为程序创建进程 11.下列选项中,降低进程优先级的合理时机是()。【***,10考研】 A. 进程的时间片用完 B. 进程刚完成I/O,进入就绪队列 C. 进程长期处于就绪队列中 D. 进程从就绪状态转为运行态 12.()必会引起进程切换。【**,★,联考】

操作系统第二章作业讲解

操作系统第二章作业讲解

第二章习题讲解 1、进程之间存在着哪几种制约关系?各是什么原因引起的?下列活动分别属于哪种制约关系? (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:进程之间存在着直接制约与间接制约这两种制约关系,其中直接制约(同步)是由于进程间的相互合作而引起的,而间接制约(互斥)则是由于进程间共享临界资源而引起的。 (1)若干同学去图书馆借书,是间接制约,其中书是临界资源;(2)两队举行篮球比赛,是间接制约,其中蓝球是临界资源;(3)流水线生产的各道工序,是直接制约,各道工序间需要相互合作,每道工序的开始都依赖于前一道工序的完成;(4)商品生产和社会消费,是直接制约,两者也需要相互合作:商品生产出来后才可以被消费;商品被消费后才需要再生产。 2、试写出相应的程序来描述下图所示的前趋图

var a,b,c,d,e,f:semaphore:=0,0,0,0,0,0; begin S1; signal(a); signal(b); signal(c); end; begin wait(a); S2; end; begin wait(b); S3; signal(d); end; begin wait(c); S4; end; begin wait(d); S5; signal(e); signal(f); end; begin wait(e); S6; end; begin wait(f); S7; end; 3、已知一个求值公式(A2+3B)/(B+5A),若A、B已赋值,试画出该公式求值过程的前趋图,并使用信号量描述这些前趋关系。 答:根据求值公式,假设: S1: X1=A*A S2: X2=3*B S3: X3=5*A

操作系统 实验四 线程同步

集美大学计算机工程学院实验报告 课程名称:操作系统指导教师:王丰实验成绩: 实验编号:实验四实验名称:线程同步 班级:计算12姓名:学号: 上机实践日期:2015.5上机实践时间:2学时 一、实验目的 1、掌握在Linux环境下的线程创建: clone(); 2、线程同步:信号灯sem_t实现线程同步与互斥; 3、实现经典同步问题读者-写者问题。 二、实验环境 Ubuntu-VMware、Linux 三、实验内容 1、用信号灯 + PV操作实现读者—写者问题; 2、用clone()函数4个读者线程和4个写者线程; 3、每次读者在共享数据区(缓冲区)读操作,或者写者在共享数据区写操作时,要 显示当前正在操作的线程; 4、按读者优先或者写者优先编写程序,但要明确是那个优先。 函数和变量 1)信号灯: 头部文件:semaphore.h (线程:pthread.h) 2)信号灯初始化: sem_t r_w_w, mutex;//定义信号灯 初始化: sem_init(&r_w_w, 0, 1); sem_init(&mutex,0, 1); 3)信号灯操作: 对信号等进行P操作: sem_wait(&r_w_w); sem_wait(&mutex);

对信号灯进行V操作: sem_post(&r_w_w); Sem_post(&mutex); 四、实现过程 #include #include #include #include #include //定义信号灯变量 sem_t r_w_w; sem_t mutex; int readCount=0; char info[20];//共享数据区 int Reader(int r_n) { char rc[20]; while(1){ sem_wait(&mutex); readCount++; if(readCount==1) { sem_wait(&r_w_w); printf(“First reader inter CR!\n”); } sem_post(&mutex); printf(“ %dth reader is reading:”,r_n); strcpy(rc,info); printf(“%s\n”,rc); sem_wait(&mutex); readCount--; if(readCount==0) sem_post(&r_w_w); printf(“%dth reader exit.\n”,r_n);

操作系统实验线程的同步

操作系统实验线程的同步 部门: xxx 时间: xxx 整理范文,仅供参考,可下载自行编辑

实验六线程的同步 1、实验目的 (1)进一步掌握Windows系统环境下线程的创建与撤销。 (2)熟悉Windows系统提供的线程同步API。 (3)使用Windows系统提供的线程同步API解决实际问题。 2、实验准备知识:相关API函数介绍 ①等待对象 等待对象

·Waitable timer:定时器。 原型: DWORD WaitForSingleObject( HANDLE hHandle, // 对象句柄 DWORD dwMilliseconds // 等待时间 ); 参数说明: (1)hHandle:等待对象的对象句柄。该对象句柄必须为SYNCHRONIZE访问。 dwMilliseconds:等待时间,单位为ms。若该值为 0,函数在测试对象的状态后立即返回,若为 INFINITE,函数一直等待下去,直到接收到一个信 号将其唤醒,如表2-1所示。p1EanqFDPw 返回值: 如果成功返回,其返回值说明是何种事件导致函数返回。 表2-1 函数描述 用法举例: Static HANDLE hHandlel = NULL。

操作系统实验-第二讲、进程的创建

操作系统 实验报告 哈尔滨工程大学 计算机科学与技术学院

第三讲进程的创建 一、实验概述 1. 实验名称 进程的创建 2. 实验目的 1)、练习使用 EOS API 函数 CreateProcess 创建一个进程,掌握创建进程的方法,理解进程和程序的区别。 2)、调试跟踪 CreateProcess 函数的执行过程,了解进程的创建过程,理解进程是资源分配的单位。 3. 实验类型(验证、设计) 验证型 4. 实验内容 1)、准备实验 2)、练习使用控制台命令创建 EOS 应用程序的进程 3)、练习通过编程的方式让应用程序创建另一个应用程序的进程 4)、调试 CreateProcess 函数 5)、调试 PsCreateProcess 函数 6)、练习通过编程的方式创建应用程序的多个进程 二、实验环境 进行实验使用的操作系统、编译器、语言及工具等。 操作系统:Windows XP 编译器: Tevalaton OS Lab 语言: C++ 三、实验过程(每次实验不一定下面6条都写,根据实际情况定) *需要解决的问题以及解答 (1)、程序创建2个进程创建的情况下,实验指导P133-4的*NewProcess和6的*ProcessObject变化情况,监控变量界面截图。 答: 在PsCreateProcess函数中找到调用PspCreateProcessEnvironment函数的代码行(create.c文件的163行),并在此行添加一个断点。按 F5继续调试,到此断点处中断。按F11调试进入 PspCreateProcessEnvironment 函数。 在调用ObCreateObject函数的代码行(create.c文件的第418行)添加一个断点。按F5继续调试,到此断点处中断。按F10执行此函数后中断。 将表达式*NewProcess添加到“监视”窗口中,继续一步步调试可以观察到进程控制块的成员变量的值的变化,如下图:

操作系统线程同步机制实验报告

操作系统线程同步机制实验报告 一、实验名称:线程同步机制 二、实验内容及目的: 2.1、通过观察共享数据资源但不受控制的两个线程的并发运行输出结果,体会同步机制的必要性和重要性; 2.2、利用现有操作系统提供的同步机制编程实现两线程的有序控制; 2.3、根据同步机制的Peterson软件解决方案编程实现同步机制对于同一问题的解决; 2.4、基于程序运行时间长短比较两种同步机制。 三、实验步骤: 3.1、编程实现不设置任何线程同步机制的多线程银行转账程序,观察输出结果。 3.1.1、主要代码(完整代码见附录): //nAccount1与nAccount2为全局变量,也是此线程同步机制里的临界变量。 do { nTemp1 = nAccount1; nTemp2 = nAccount2; nRandom = rand(); nAccount1 = nTemp1 + nRandom; nAccount2 = nTemp2 - nRandom; nLoop++; } while ((nAccount1 + nAccount2) == 0); 3.1.2、输出结果: 当没有任何线程同步机制时,程序循环不了多少次便跳了出来,某一次的输出结果如下图: 图一无线程同步机制时的程序运行结果 3.2、编程实现调用系统Mutex的多线程银行转账程序,观察输出结果。

3.2.1、:主要代码(完整代码见附录): do { ::WaitForSingleObject(m1,INFINITE); nTemp1 = nAccount1; nTemp2 = nAccount2; nRandom = rand(); nAccount1 = nTemp1 + nRandom; nAccount2 = nTemp2 - nRandom; if((nAccount1 + nAccount2) != 0) break; ::ReleaseMutex(m1); nLoop++; } while (nLoop <= 1000000); 为了防止程序陷入死循环,在while条件里加上了nloop<=1000000,当循环执行到第1000001时将跳出。 3.2.2、输出结果: 调用Mutex时的程序运行结果如图二: 图二调用Mutex时的程序运行结果 3.3、编程实现利用Peterson算法,实现线程同步的多线程银行转账程序,观察输出结果: 3.3.1、主要代码(完整代码见附录): do { flagi = true; turn = j; while(flagj && turn == j); nTemp1 = nAccount1; nTemp2 = nAccount2; nRandom = rand(); nAccount1 = nTemp1 + nRandom; nAccount2 = nTemp2 - nRandom; if((nAccount1 + nAccount2) != 0) break;

第2章进程作业(附答案)

第二章进程管理 程序在顺序执行(①顺序性:每个操作必须在下一个操作开始之前结束。 ② 封闭性:程序一旦开始运行,独占全部资源,其执行结果不受外界因素影响。 ③ 可再现性:当程序重复执行时,只要程序执行的环境和初始条件相同,必将获得相同的结 果。)时和并发执行(并发、资源共享、制约关系和动态等特征)时 ,分别具有哪些特征? 什么叫进程(进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。 什么要引入进程的概念 ? 在什么情况下,如果有的话,下述变迁不会立即引起其它变迁发生? 原语与非内核程序在执行上有什么不同 ? 什么是进程的控制?包括哪些基本内容 (进程的创建,进程的撤消,进程的阻塞,进程的唤醒,进程 的挂起,进程的激活,改变进程的优先级… 等)? 10.什么是线程?试说明进程与线程的关系与区别。 11. 并发进程间的制约有哪两种 ?引起制约的原因是什么 ? 12. 我们说程序的并发执行将导致最终失去封闭性 .这话对所有的程序都成立吗 ?式举例说明. 13.什么叫与时间有关的错误 ?与时间有关的错误表现在哪些方面 ?请举例说明之. 14. 什么是进程间的互斥?什么是进程间的同步?这两个概念有何区别 15. 考虑一台计算机,它没有 TEST AND SET LOCK 指令,但可以按原子操作方式将一个寄存器 的内容与另一个存储器字进行 交换,是否能利用该指令写一个达到互斥的例程? 16. 什么叫临界资源?什么叫临界段? 对临界区的管理应符合哪些原则 ?你能用什么工具去写进 程间互斥的同步算法?书写该算法时应注意什么问题 17.下面是两个并发执行的进程,它们能正确运行吗?若不能正确运行,请举例说明,并改正之(X 是定 义的公共变量). )?为 1. ? 青叙述进程与程序的关系和差别? 2. 进程的基本特征是什么?(动态、共行、独立) 进程有哪几种基本状态 ?请画出各状态之间的状态变化图并说明状态转换的典型原因? 3. 什么是PCB?包含哪些主要内容?其作用是什么 4. 的程序(含数据),成为一个能独立运行的基本单位, 什么说PCB 是进程存在的唯一标志)? 下列哪些情况是对的: (是使一个在多道程序环境下不能独立运行 一个能与其它进程并发执行的进程。 ) (为 5. 6. ⑴进程由自己创建 ⑵进程由于自己阻塞 ⑶进程由于自己挂起 请解释忙等待与阻塞的区别。 进程由于自己解除挂起 进程由于自己唤醒 进程由自己撤消 用进程状态变迁图,我们可以说明有关处理机管理的大量内容, ⑴什么“事件”引起每次显著的状态变迁? ⑵ 当人们观察系统中所有进程时,我们能够看到由某一进 程产生的一次状态变迁也可能引起一进程的变迁。在什么情况 下, 进程变迁3能立即引起一进程的变迁 1发生? 在什么情况下,如果有的话,将发生下述因果变迁 1; 3 2; 4 1 7. a ) 1; b ) 2; 操作系统的内核是什么? d) 4 8. 9.

操作系统实验-线程的同步

实验六线程的同步 1、实验目的 (1)进一步掌握Windows系统环境下线程的创建与撤销。 (2)熟悉Windows系统提供的线程同步API。 (3)使用Windows系统提供的线程同步API解决实际问题。 2、实验准备知识:相关API函数介绍 ①等待对象 等待对象(wait functions)函数包括等待一个对象(WaitForSingleObject ())和等待多个对象(WaitForMultipleObject())两个API函数。 1)等待一个对象 WaitForSingleObject()用于等待一个对象。它等待的对象可以为以下对象 之一。 ·Change ontification:变化通知。 ·Console input: 控制台输入。 ·Event:事件。 ·Job:作业。 ·Mutex:互斥信号量。 ·Process:进程。 ·Semaphore:计数信号量。 ·Thread:线程。 ·Waitable timer:定时器。 原型: DWORD WaitForSingleObject( HANDLE hHandle, // 对象句柄 DWORD dwMilliseconds // 等待时间 ); 参数说明: (1)hHandle:等待对象的对象句柄。该对象句柄必须为SYNCHRONIZE访问。 (2)dwMilliseconds:等待时间,单位为ms。若该值为0,函数在测试对象的状态后立即返回,若为INFINITE,函数一直等待下去,直到接收到 一个信号将其唤醒,如表2-1所示。 返回值: 如果成功返回,其返回值说明是何种事件导致函数返回。 表2-1 函数描述

进程与线程的区别[试题]

进程与线程的区别[试题] 进程与线程的区别: 通俗的解释 一个系统运行着很多进程,可以比喻为一条马路上有很多马车 不同的进程可以理解为不同的马车而同一辆马车可以有很多匹马来拉----这些马就是线程 假设道路的宽度恰好可以通过一辆马车道路可以认为是临界资源 那么马车成为分配资源的最小单位(进程) 而同一个马车被很多匹马驱动(线程)----即最小的运行单位 每辆马车马匹数>=1 所以马匹数=1的时候进程和线程没有严格界限,只存在一个概念上的区分度马匹数>1的时候才可以严格区分进程和线程 专业的解释: 简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程. 线程的划分尺度小于进程,使得多线程程序的并发性高。另外,进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存,从而极大地提高了程序的运行效率。 线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行,必须依存在应用程序中,由应用程序提供多个线程执行控制。 从逻辑角度来看,多线程的意义在于一个应用程序中,有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用,来实现进程的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。

进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位. 线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源. 一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行 进程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。进程有独立的地址空间,一个进程崩溃后,在保护模式下不会对其它进程产生影响,而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量,但线程之间没有单独的地址空间,一个线程死掉就等于整个进程死掉,所以多进程的程序要比多线程的程序健壮,但在进程切换时,耗费资源较大,效率要差一些。但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作,只能用线程,不能用进程。如果有兴趣深入的话,我建议你们看看《现代操作系统》或者《操作系统的设计与实现》。对就个问题说得比较清楚。 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 进程概念 进程是表示资源分配的基本单位,又是调度运行的基本单位。例如,用户运行自己的程序,系统就创建一个进程,并为它分配资源,包括各种表格、内存空间、磁盘空间、I,O设备等。然后,把该进程放人进程的就绪队列。进程调度程序选中它,为它分配CPU以及其它有关资源,该进程才真正运行。所以,进程是系统中的并发执行的单位。

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