湖南大學(xué)操作系統(tǒng)作業(yè)

操作系統(tǒng)第二次作業(yè)第七章Considerthedeadlocksituationthatcouldoccurinthedining-philosophersproblemwhenthephilosophersobtainthechopsticksoneatatime.Discusshowthefournecessaryconditionsfordeadlockindeedholdinthissetting.Discusshowdeadlockscouldbeavoidedbyeliminatinganyoneofthefourconditions.考慮哲學(xué)家進(jìn)餐問題中可能出現(xiàn)死鎖的情況，即當(dāng)哲學(xué)家一次拿一只筷子時(shí)，討論4個(gè)死鎖必要條件的存在性，討論如何通過避免四種情況之一來消除死鎖答死鎖的4個(gè)必要條件為：互斥、占有等待、非搶占、循環(huán)等待考慮互斥性，A哲學(xué)家拿了筷子C1后該C1筷子在未被釋放資源前無法被其他哲學(xué)家B實(shí)現(xiàn)。哲學(xué)家必須先占有左手筷子C2，而C2可能為其他哲學(xué)家所占有。這個(gè)問題可以通過設(shè)置哲學(xué)家在申請(qǐng)更多筷子筷子，即預(yù)先靜態(tài)分配。哲學(xué)家占有筷子C1時(shí)不能被B哲學(xué)家搶占。這個(gè)問題其現(xiàn)已擁有的筷子均可被搶占，即自己剝奪自己?？紤]循環(huán)等待，出現(xiàn)循環(huán)等待的可能性為：每個(gè)哲學(xué)家同時(shí)只擁有左手請(qǐng)順序由低到高來實(shí)現(xiàn)。Considerasystemconsistingoffourresourcesofthesametypethataresharedbythreeprocesses,eachofwhichneedsatmosttwothatthesystemisdeadlock-free.考慮一個(gè)由4個(gè)共享進(jìn)程，每個(gè)需要2個(gè)該資源的系統(tǒng)，試證明這個(gè)系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)死鎖答：這個(gè)問題比較簡單，“抽屜原理”表明，4個(gè)資源分配給3個(gè)進(jìn)程，則至少有一個(gè)進(jìn)程分配到2會(huì)釋放已分配的24個(gè)資源分配給2個(gè)進(jìn)程，不會(huì)出現(xiàn)死鎖。Considerasystemconsistingofmresourcesofthesametype,beingsharedbynprocesses.Resourcescanberequestedandreleasedbyprocessesonlyoneatatime.Showthatthesystemisdeadlockfreeifthefollowingtwoconditionshold:a.Themaximumneedofeachprocessisbetween1andmresourcesb.Thesumofallmaximumneedsislessthanm+n考慮一個(gè)系統(tǒng)由m個(gè)同種資源被n個(gè)進(jìn)程共享，某一資源一次只能被請(qǐng)求或釋放，證明這個(gè)系統(tǒng)如滿足下面2個(gè)條件則不會(huì)死鎖A每個(gè)進(jìn)程最大需求資源為1-m之間B最大資源需求之和<m+n答：每個(gè)進(jìn)程占有資源Allocation[]并申請(qǐng)資源Need[]，如果發(fā)生了死鎖，說明m個(gè)資源全部被分配，即而由題設(shè)，而Max[i]=Allocation[i]+Need[i]，這說明，即這說明nNeed[i]=0，釋放資源的數(shù)目為1~m果再在某時(shí)刻出現(xiàn)的情況，一樣可以通過這個(gè)過程推導(dǎo)，得到某進(jìn)程不再需要申請(qǐng)資源，進(jìn)而說明該系統(tǒng)不會(huì)死鎖。Considerthedining-philosophersproblemwherethechopsticksareplacedatthecenterofthetableandanytwoofthemcouldbeusedbyaphilosopher.Assumethatrequestsforchopsticksaremadeoneatatime.Describeasimplerulefordeterminingwhetheraparticularrequestcouldbesatisfiedwithoutcausingdeadlockgiventhecurrentallocationofchopstickstophilosophers.考慮哲學(xué)家進(jìn)餐問題，如果所有筷子放在桌子中間，且一個(gè)哲學(xué)家可以用任意兩只筷子，假設(shè)一次只能請(qǐng)求一只筷子。描述一個(gè)簡單的規(guī)則來確定在當(dāng)前哲學(xué)家進(jìn)餐的筷子分配情況下，是否一個(gè)特殊請(qǐng)求可以在不會(huì)觸發(fā)死鎖的情況下完成答：這個(gè)題目的描述很模糊…子的時(shí)候，判斷兩個(gè)條件條件有并等待）條件2：是否桌上只剩一根筷子子只能分配給申請(qǐng)第二根筷子的哲學(xué)家，而不能分配給申請(qǐng)第一根筷子的哲學(xué)家）如果以上兩個(gè)條件均為是，則不給該哲學(xué)家分配筷子，否則，分配給該哲學(xué)家筷子Considerthefollowingsnapshotofasystem:AllocationABCDAnswerthefollowingquestionsusingthebanker’salgorithm:a.WhatisthecontentofthematrixNeedb.Isthesysteminasafestatec.IfarequestfromprocessP1arrivesfor(0,4,2,0),cantherequestbegrantedimmediately使用銀行家算法回答下列問題ANeed矩陣的內(nèi)容B這是個(gè)安全狀態(tài)的系統(tǒng)嗎CP1的某個(gè)請(qǐng)求需要[0420],這個(gè)需求能立即被滿足嗎答：（A）Need矩陣的內(nèi)容，公式為Need[i]=Max[i]-Allocation[i]，所以把Max矩陣和Allocation矩陣各項(xiàng)對(duì)應(yīng)相減即可得到Need矩陣的內(nèi)容。（B）安全狀態(tài)判斷：首先設(shè)置所有進(jìn)程finish=false，從第一個(gè)finish=falseNeed矩陣全小于等于Available矩陣，則說明該進(jìn)程可以得到資源分配，系統(tǒng)可以將資源分配給該進(jìn)程并等待進(jìn)程結(jié)束釋放資源，同樣將其Allocation加到Available矩陣上。將該進(jìn)程finish設(shè)置為true。下面開始分析：P0Need矩陣全為finish設(shè)置為Allocation加到AvailableAvailable矩陣為[1532]P1進(jìn)程，Need矩陣不小于Available矩陣，故不分配資源，考慮下一進(jìn)程P2進(jìn)程，其need矩陣全小于等于Available矩陣，將該進(jìn)程finish設(shè)置為Allocation加到AvailableAvailable矩陣為[2886]下面兩種策略均可：一是從頭循環(huán)，第二種是繼續(xù)按順序判斷，我在此處采取第二種。P3進(jìn)程，其need矩陣全小于等于Available矩陣，將該進(jìn)程finish設(shè)置為Allocation加到AvailableAvailable矩陣為[214118]P4進(jìn)程，其need矩陣全小于等于Available矩陣，將該進(jìn)程finish設(shè)置為Allocation加到AvailableAvailable矩陣為[2141212]P1進(jìn)程，其need矩陣全小于等于Available矩陣，將該進(jìn)程finish設(shè)置為Allocation加到AvailableAvailable矩陣為[3141212]最終所有進(jìn)程的finish均為true，說明系統(tǒng)安全（C）資源請(qǐng)求算法：如果request[i]<need[i]，再判斷request[i]<avaiable，如果可以的話，更新矩陣的值為：Available-=request[i]allocation[i]+=request[i]，need[i]-=request[i]，然后再重新進(jìn)行一次安全性判斷，如果仍安全，說明可以立即分配，反之則不能立即分配request下面用這種方法來判斷能否立即分配給request首先request[1]<need[1]，且request[1]<avaiable，分配給P1資源，并修正矩陣值當(dāng)前available=[1100],need[1]=[1330],allocation[1]=[1420]下面按B的方法判斷當(dāng)前安全性首先選need矩陣全小于等于Availablefinish設(shè)置為Allocation加到AvailableAvailable矩陣為[1112]P1need矩陣全小于等于Available矩陣，將該進(jìn)程finish設(shè)置為Allocation加到Available矩陣上，此時(shí)Available矩陣為[2466]選擇P3，其need矩陣全小于等于Available矩陣，將該進(jìn)程finish設(shè)置為Allocation加到AvailableAvailable矩陣為[21098]選擇P4，其need矩陣全小于等于Av