2.2.3 解析与答案

试题 1 分析

本题的配图是一个标准的“进程三态图”，其中 1 表示就绪进程被调度；2 表示运行进程的时间片到了；3 表示运行进程执行了P操作，进程进入了阻塞状态；4 表示被阻塞进程等待的事件发生了。

其中的 1 与 2 有着一定的关联，因为当一个正在运行的进程时间片到了以后，该进程将从运行态转换为就绪态，同时，需要调入另外一个处于就绪态的进程，使之转换为运行态。

试题 1 答案

（1）C

（2）B

试题 2 分析

在本题中，第①种情况的系统资源数为 3，而有两个进程互斥使用这 3 个资源，每个进程需要的资源最大值为 2，那么无论怎么分配资源，都不会发生死锁。第②种情况的系统资源数为 3，有 3 个进程互斥使用这 3 个资源，每个进程需要的资源最大值为 2，如果每个进程都分配一个该类资源而又互相等待，这时就有可能产生死锁。第③种情况的系统资源数为5，而有 2 个进程互斥使用这 5 个资源，每个进程需要的资源最大值为 3，那么无论怎么分配资源，都不会发生死锁。第④种情况的系统资源数为 5，有 3 个进程互斥使用这 5 个资源，每个进程需要的资源最大值为 3，如果有两个进程分配了两个资源，而剩余的一个该类资源分配给了第 3 个进程，这时就有可能产生死锁。对于第⑤种情况，如果 3 个进程都分配了两个资源而互相等待则会产生死锁。

经过上面的分析我们可以知道，②④⑤可能会产生死锁，对于第②种情况，由于每个进程都分配一个该类资源，如果系统再多一个该类资源，系统将不会产生死锁。对于第④种情况，由于有两个进程分配了两个资源，而第 3 个进程只分配了一个资源，如果系统只增加一个资源的话，那么将增加的这个资源分配给第 3 个进程，这个时候系统仍然会发生死锁，只有增加两个资源，系统才不会死锁。第⑤中情况与第②种情况一样，只需要增加一个资源就不会发生死锁。

试题 2 答案

（3）C

（4）D

试题 3 分析

从图 2-4 我们可以看出，P ₁ 、P ₂ 、P ₃ 、P ₄ 尚需的资金数分别是 4、5、6、7，而目前再给P ₁ 分配 2 个资金、给P ₂ 分配 1 个资金，那么P ₁ 、P ₂ 、P ₃ 、P ₄ 尚需的资金数分别是 4−2=2，5−1=4，6，7。

如果P ₁ 已经还清所有投资款，再结合图 2-5，已用资金和为：3+2+3=8，那么剩余的可用资金为 15−8=7。

从图 2-5 不难看出，P2、P3、P4 目前已经分别分配了 3、2、3 个资金，再给它们分别分配 2、2、3 个资金后，他们的已用资金数应分别为 5、4、6，尚需资金数分别为 8−5=3，8−4=4，10−6=4。

试题 3 答案

（5）C

（6）D

（7）D

试题 4 分析

本题主要考查PV操作实现同步与互斥。在本题中，题目告诉我们甲乙俩人互斥使用半成品箱这个共有资源，且只有一个半成品箱，那么互斥信号量的初值就应该为 1。而从题目给出的同步模型图我们可以看出，信号量S1 是生产者甲的私有信号量，而S2 是生产者乙的私有信号量，题目告诉我们半成品箱可存放 n 件半成品，那么初始状态时，S1 的值应该为 n ，表示生产者甲最多只能生产 n 个半成品放入半成品箱，就需要生产者乙来协调工作。而S2的值为 0，表示开始时半成品箱中没有半成品。

试题 4 答案

（8）B

（9）A

试题 5 分析

本题主要考查用PV操作控制进程的并发执行。首先我们需要弄清楚前驱图中给出的各进制的执行顺序。从图中我们不难看出进程P ₁ 和P ₂ 没有前驱，也就是可以首先并发执行，而进程P ₃ 的前驱是P ₁ 和P ₂ ，P _{4 的前驱是} P ₁ 和P ₃ ，P ₅ 的前驱是P ₂ 和P ₃ 。那么怎么理解前驱呢？其实前驱就是指只有在前驱进程完成后，该进程才能开始执行。

在本题的前驱图中我们不难看出，有 6 条路径，分别是P1→P3，P1→P4，P2→P3，P2→P5，P3→P4，P3→P5。而且题目也告诉我们分别有 6 初值为 0 个信号量（S1～S6），要我们用PV操作来控制进程P1～P5 的并发执行。这里我们就需要清楚P与V这两种操作。

P原语的主要操作是：

（1）信号量（sem）减 1；

（2）若相减结果大于等于 0，则进程继续执行；

（3）若相减结果小于 0，则阻塞一个在该信号量上的进程，然后再返回原进程继续执行或转进程调度。

V原语的主要操作是：

（1）信号量（sem）加 1；

（2）若相加结果大于 0，则进程继续执行；

（3）若相加结果小于或等于 0，则唤醒一阻塞在该信号量上的进程，然后再返回原进程继续执行或转进程调度。

总而言之，进行P操作的主要目的是阻塞某信号量上的进程，而进行V操作的主要目的是唤醒某信号量上的进程。

下面我们具体来求解这个题目。a空处，是在进程P ₁ 执行完成以后，那么根据题目的前驱图我们可以知道，这个时候它应该唤醒它的后继进程P ₃ 和P ₄ ，因此需要执行两个V操作，同样的道路，b空处也需要执行两个V操作，因此可以知道此空答案选C。

至于c空处，它是在进程P ₃ 执行前进行的处理。根据前驱的意义，我们可以知道执行P ₃ 要在P ₁ 和P ₂ 完成后，因此这个时候，它首先需要判断P ₁ 和P ₂ 进程是否完成，如果它们完成的话，会分别执行唤醒P ₃ 的V操作（换句话说就是会给相应的信号量进行加 1 操作），那么这个时候我们也可以通过同样的信号量来判断，即对相应的信号量进行减 1 操作，判断它是否大于 0，如果大于等于 0，则执行P ₃ 。从题目给出的答案来看，这两个信号量应该分别是S1 和S3。那么执行完P ₃ 后，它也需要唤醒它的后继进程P ₄ 和P ₅ ，因此需要执行两个V操作，因此d空处应该是两个V操作。综上所述，我们可以知道（11）题的答案选B。

分析到这里后，答案应该就很明显了，P ₄ 和P ₅ 进程在执行前，都需要做与P ₃ 进程执行前一样的判断，因此都需要进行两个P操作。所以本题答案选C。

其实做这类题也不难，首先需要我们对PV操作有一个透彻的理解，另外就是能分析出题目执行的逻辑关系。

试题 5 答案

（10）C

（11）B

（12）C cYBfu5iUJtpSMpzBdQ/9UOm3dmBbvhahpPaCEb+jHPW0urlmBA6vIiv5rgGdXo+c