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习题-王道-操作系统-ch2-进程管理.md

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凑数

凑数

凑数

凑数

()有利于CPU繁忙型的作业，而不利于I/O繁忙型的作业。

A．时间片轮转调度算法

B.先来先服务调度算法

C．短作业（进程）优先算法

D．优先权调度算法

解析

3．B

先来先服务（FCFS）调度算法是一种最简单的调度算法，在作业调度中采用该算法时，每次调度从后备作业队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业，将它们调入内存，为它们分配资源、创建进程，然后放入就绪队列。

FCFS 调度算法比较有利于长作业，而不利于短作业。所谓CPU繁忙型的作业，是指该类作业需要大量的CPU时间进行计算，而很少请求IO操作。IO繁忙型的作业是指CPU处理时，需频繁地请求IO操作。所以CPU 繁忙型作业更接近于长作业。答案选择B选项。

先来先服务调度算法中，若一个长进程（作业）先到达系统，则会使后面的许多短进程（作业）等待很长的时间，因此对短进程（作业）不利。

  • I/O操作花的时间不是更多吗
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程序计数器由硬件实现的原因
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解析
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  • 主要是为了保证可靠性
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【2012统考真题】若某单处理器多进程系统中有多个就绪态进程，则下列关于处理机调度的叙述中，错误的是()。

A．在进程结束时能进行处理机调度

B.创建新进程后能进行处理机调度

C．在进程处于临界区时不能进行处理机调度

D．在系统调用完成并返回用户态时能进行处理机调度

解析
  1. C

选项A、B、D显然属于可以进行处理机调度的情况。对于选项C，当进程处于临界区时，说明进程正在占用处理机，只要不破坏临界资源的使用规则，就不会影响处理机的调度。比如,通常访问的临界资源可能是慢速的外设（如打印机)，若在进程访问打印机时，不能进行处理机调度，则系统的性能将非常差。

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2019年真题，多级反馈队列的平均等待时间
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  • 不要少算，一个一个在第一级运行，第二个在第二级等待的情况
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【2020统考真题】下列与进程调度有关的因素中，在设计多级反馈队列调度算法时需要考虑的是（)。
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解析
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假设一个计算机系统具有如下性能特征:处理一次中断平均需要500us，一次进程调度平均需要花费1ms，进程的切换平均需要花费2ms。若该计算机系统的定时器每秒发出120次时钟中断，忽略其他IO中断的影响，请问:

1）操作系统将百分之几的CPU 时间分配给时钟中断处理程序?

2)若系统采用时间片轮转调度算法，24个时钟中断为一个时间片，操作系统每进行一次进程的切换，需要花费百分之几的CPU时间?

3）根据上述结果，说明为了提高CPU的使用效率，可以采用什么对策。

解析
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  • 我的算法更加简单，直接以秒为分母
  • 第一题 $\dfrac{500 \times 120 \times 10^{-6}}{1}$
  • 第二题 $\dfrac{5\times(1 ms + 2 ms)}{1s}/$ ,注-意 $500\mu s$ 是算在了中断里面 ，所以不用算进切换里面
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进程A和进程B通过共享缓冲区协作完成数据处理，进程A负责产生数据并放入缓冲区，进程B从缓冲区读数据并输出。进程A和进程B之间的制约关系是()。

A.互斥关系

B.同步关系

C．互斥和同步关系

D.无制约关系

解析

12.C

并发进程因为共享资源而产生相互之间的制约关系，可以分为两类:①互斥关系，指进程之间因相互竞争使用独占型资源（互斥资源）所产生的制约关系;②同步关系，指进程之间为协同工作需要交换信息、相互等待而产生的制约关系。本题中两个进程之间的制约关系是同步关系，进程B必须在进程A将数据放入缓冲区后才能从缓冲区中读出数据。此外，共享的缓冲区一定是 $\color{green}{\text{互斥访问}}$ 的，所以它们也具有互斥关系。

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在操作系统中，P,V操作是一种()。

A．机器指令

B.系统调用命令

C．作业控制命令

D.低级进程通信原语

解析

13．D

P、V操作是一种低级的进程 $\color{green}{\text{通信原语}}$ ，它是不能被中断的。

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用V操作唤醒一个等待进程时，被唤醒进程变为()态。

A.运行

B.等待

C．就绪

D．完成

解析

17.C

只有就绪进程能获得处理器资源，被唤醒的进程并不能直接转换为运行态。

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在用信号量机制实现互斥时，互斥信号量的初值为()。

A.0

B.1

C. 2

D. 3

解析

18．B

互斥信号量的初值为1,Р操作成功则将其减1，禁止其他进程进入;V操作成功则将其加1，允许等待队列中的一个进程进入。

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用P,V操作实现进程同步，信号量的初值为()。

A.-1

B.0

C. 1

D.由用户确定

解析

19.D

与互斥信号量初值一般为1时不同，用P, V操作实现进程同步，信号量的初值应根据具体情况来确定。若期望的消息尚 $\color{green}{\text{未产生}}$ ，则对应的初值应为0;若期望的消息已存在，则信号量的初值应设为一个非0的正整数。

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可以被多个进程在任意时刻共享的代码必须是（)。

A.顺序代码

B．机器语言代码

C．不允许任何修改的代码

D.无转移指令代码

解析
  1. c

若代码可被多个进程在任意时刻共享，则要求任一个进程在调用此段代码时都以同样的方式运行;而且进程在运行过程中被中断后再继续执行，其执行结果不受影响。这必然要求代码不能被任何进程修改，否则无法满足共享的要求。这样的代码就是可重入代码，也称纯代码,
即允许多个进程同时访问的代码。

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一个进程映像由程序、数据及PCB组成，其中（)必须用可重入编码编写。

A. PCB

B.程序

C．数据

D.共享程序段

解析

21.D

共享程序段可能同时被多个进程使用，所以必须可重入编码，否则无法实现共享的功能。

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一个进程因在互斥信号量mutex上执行V(mutex)操作而导致唤醒另一个进程时，执行V操作后mutex的值为（).

A.大于0

B.小于0

C.大于等于0

D.小于等于0

解析

26．D

由题意可知,系统原来存在等待进入临界区的进程, mutex小于等于-1，因此在执行V(mutex)操作后，mutex的值小于等于0。

  • $\color{red}{\text{Q：}}$ 为什么不是大于0
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下述(）选项不是管程的组成部分。

A．局限于管程的共享数据结构

B.对管程内数据结构进行操作的一组过程

C.管程外过程调用管程内数据结构的说明

D.对局限于管程的数据结构设置初始值的语句

解析

28.C

管程由局限于管程的共享变量说明、对管程内的数据结构进行操作的一组过程及对局限于管程的数据设置初始值的语句组成。

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以下关于管程的叙述中，错误的是()。

A.管程是进程同步工具，解决信号量机制大量同步操作分散的问题

B.管程每次只允许一个进程进入管程

C．管程中signal操作的作用和信号量机制中的V操作相同

D.管程是被进程调用的，管程是语法范围，无法创建和撤销

解析

29.C

管程的signal操作与信号量机制中的V操作不同,信号量机制中的V操作一定会改变信号量的值S=S+1。而管程中的signal操作是针对某个条件变量的，若不存在因该条件而阻塞的进程，则signal不会产生任何影响。

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【2016统考真题】下列关于管程的叙述中，错误的是()。

A．管程只能用于实现进程的互斥

B．管程是由编程语言支持的进程同步机制

C．任何时候只能有一个进程在管程中执行

D.管程中定义的变量只能被管程内的过程访问

解析

30.A

管程是由一组数据及定义在这组数据之上的对这组数据的操作组成的软件模块，这组操作能初始化并改变管程中的数据和同步进程。管程不仅能实现进程间的互斥，而且能实现进程间的同步，因此A错误、B正确;管程具有如下特性:①局部于管程的数据只能被局部于管程内的过程所访问;②一个进程只有通过调用管程内的过程才能进入管程访问共享数据;⑧每次仅允许一个进程在管程内执行某个内部过程，因此C和D正确。

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有一个计数信号量S:

1）假如若干进程对S进行28次Р操作和18次V操作后，信号量S的值为0。

2）假如若干进程对信号量S进行了15次Р操作和2次V操作。请问此时有多少个进程等待在信号量S的队列中?( )

A.2

B.3

C. 5

D.7

解析

35．B

对S进行了28次Р操作和18次V操作，即S-28+18=0，得信号量的初值为10;然后，对信号量S进行了15次Р操作和2次V操作，即S-15+2=10-15+2=-3，S信号量的负值的绝对值表示等待队列中的进程数。所以有3个进程等待在信号量S的队列中。

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2010年真题，peterson算法
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解析

37.D

这是Peterson算法的实际实现，保证进入临界区的进程合理安全。

该算法为了防止两个进程为进入临界区而无限期等待，设置了变量 turn，表示不允许进入临界区的编号，每个进程在先设置自己的标志后再设置turn标志，不允许另一个进程进入。这时，再同时检测另一个进程状态标志和不允许进入表示，就可保证当两个进程同时要求进入临界区时只允许一个进程进入临界区。保存的是较晚的一次赋值，因此较晚的进程等待，较早的进程进入。先到先入，后到等待，从而完成临界区访问的要求。

其实这里可想象为两个人进门，每个人进门前都会和对方客套一句“你走先”。若进门时没别人，就当和空气说句废话，然后大步登门入室;若两人同时进门，就互相先请，但各自只客套一次，所以先客套的人请完对方，就等着对方请自己，然后光明正大地进门。

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2016，临界区
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解析
  1. C

$P_1$ 中对a进行赋值，并不影响最终的结果，因此a=1与a=2不需要互斥执行;a=x与b = x执行先后不影响a与b的结果，无须互斥执行;x+=1与x +=2执行先后会影响x的结果，需要互斥执行; $P_1$ 中的x和 $P_2$ 中的x是不同范围中的x，互不影响，不需要互斥执行。

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【2016统考真题】使用TSL ( Test and Set Lock)指令实现进程互斥的伪代码如下所示。
代码详情
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do {
while ( TSL ( &lock) ) ;
critical section;
lock=FALSE;
….
} while (TRUE);

下列与该实现机制相关的叙述中，正确的是（)。

A.退出临界区的进程负责唤醒阻塞态进程

B.等待进入临界区的进程不会主动放弃CPU

C.上述伪代码满足“让权等待”的同步准则

D. while(TSL(&lock))语句应在关中断状态下执行

解析

40．B

当进程退出临界区时置lock为FALSE，会负责唤醒处于 $\color{green}{\text{就绪态}}$ 的进程，选项A错误等待进入临界区的进程会一直停留在执行 while(TSL(&lock))的循环中，不会主动放弃CPU，选项B正确。让权等待，即进程不能进入临界区时，应立即释放处理器，防止进程忙等待。通过B选项的分析发现，上述伪代码并不满足“让权等待”的同步准则，选项C错误。while(TSL(&lock))在关中断状态下执行时，若TSL(&lock)一直为true，不再开中断，则系统可能会因此终止，选项D错误。

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【2018统考真题】若x是管程内的条件变量，则当进程执行x.wait()时所做的工作是()。

A．实现对变量x的互斥访问

B．唤醒一个在x上阻塞的进程

C．根据x的值判断该进程是否进入阻塞态

D.阻塞该进程，并将之插入x的阻塞队列中

解析

47．D

“条件变量”是管程内部说明和使用的一种特殊变量，其作用类似于信号量机制中的“信号量”，都用于实现进程同步。需要注意的是，在同一时刻，管程中只能有一个进程在执行。若进程A执行了x.wait()操作，则该进程会阻塞，并挂到条件变量x对应的阻塞队列上。这样，管程的使用权被释放，就可以有另一个进程进入管程。若进程B执行了x.signal()操作，则会唤醒x对应的阻塞队列的队首进程。在 Pascal语言的管程中，规定只有一个进程要离开管程时才能调用signal)操作。

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【2018统考真题】在下列同步机制中，可以实现让权等待的是( ).

A. Peterson方法

B. swap指令

C．信号量方法

D.TestAndSet指令

解析

48.C

硬件方法实现进程同步时不能实现让权等待，因此B、D错误; $\color{red}{\text{Peterson算法}}$ 满足有限等待但 $\color{green}{\text{不满足让权等待}}$ ，因此A错误;记录型信号量由于引入阻塞机制，消除了不让权等待的情况，因此C正确。

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【2020统考真题】下列准则中，实现临界区互斥机制必须遵循的是（ )。
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  • Peterson不满足让权等待
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【2009统考真题】三个进程P;,P2，P,互斥使用一个包含N(N>0)个单元的缓冲区。P,每次用produce()生成一个正整数并用put()送入缓冲区某一空单元;Pz每次用getodd()从该缓冲区中取出一个奇数并用countodd()统计奇数个数;P3每次用geteven()从该缓冲区中取出一个偶数并用counteven()统计偶数个数。请用信号量机制实现这三个进程的同步与互斥活动，并说明所定义的信号量的含义（要求用伪代码描述)。
解析
原答案找不到图片(Image not found)
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银行服务与信号量
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配套答案找不到图片(Image not found)
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  • 有人需要服务，营业员才营业
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【2014 统考真题】系统中有多个生产者进程和多个消费者进程，共享一个能存放1000件产品的环形缓冲区（初始为空)。缓冲区未满时，生产者进程可以放入其生产的一件产品，否则等待;缓冲区未空时，消费者进程可从缓冲区取走一件产品，否则等待。要求一个消费者进程从缓冲区连续取出10 件产品后，其他消费者进程才可以取产品。请使用信号量P,V ( wait(), signal())操作实现进程间的互斥与同步，要求写出完整的过程，并说明所用信号量的含义和初值。
解析
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2015年信号量真题
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2017年信号量真题
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  • $\color{red}{\text{Q：}}$ 注意需要两个关于y的信号量，x不需要信号量
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2017年信号量真题：哲学家进餐
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系统产生死锁的可能原因是（)。

A．独占资源分配不当

B.系统资源不足

C．进程运行太快

D. CPU内核太多

解析

4.A

系统死锁的可能原因主要是时间上和空间上的。时间上由于进程运行中推进顺序不当.即调度时机不合适，不该切换进程时进行了切换，可能会造成死锁;空间上的原因是对独占资源分配不当，互斥资源部分分配又不可剥夺，极易造成死锁。那么，为什么系统资源不足不是造成死锁的原因呢? $\color{red}{\text{系统资源不足}}$ 只会对进程造成“ $\color{green}{\text{饥饿}}$ ”。例如，某系统只有三台打印机，若进程运行中要申请四台，显然不能满足，该进程会永远等待下去。若该进程在创建时便声明需要四台打印机，则操作系统立即就会拒绝，这实际上是资源分配不当的一种表现。不能以系统资源不足来描述剩余资源不足的情形。

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一次分配所有资源的方法可以预防死锁的发生，它破坏死锁4个必要条件中的( )。

A.互斥

B.占有并请求

C．非剥夺

D.循环等待

解析

3．B

发生死锁的4个必要条件:互斥、占有并请求、非剥夺和循环等待。一次分配所有资源的方法是当进程需要资源时，一次性提出所有的请求，若请求的所有资源均满足则分配，只要有一项不满足，就不分配任何资源，该进程阻塞，直到所有的资源空闲后，满足进程的所有需求时再分配。这种分配方式不会部分地占有资源，因此打破了死锁的4个必要条件之一，实现了对死锁的预防。但是，这种分配方式需要凑齐所有资源，因此当一个进程所需的资源较多时，资源的利用率会较低，甚至会造成进程“饥饿”。

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死锁预防是保证系统不进入死锁状态的静态策略，其解决办法是破坏产生死锁的四个必要条件之一。下列方法中破坏了“循环等待”条件的是（)。

A．银行家算法

B.一次性分配策略

C．剥夺资源法

D.资源有序分配策略

解析

6.D

资源有序分配策略可以限制循环等待条件的发生。选项A判断是否为不安全状态;选项B破坏了占有请求条件;选项C破坏了非剥夺条件。

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【2009统考真题】某计算机系统中有8台打印机，由K个进程竞争使用，每个进程最多需要3台打印机。该系统可能会发生死锁的K的最小值是()。

A. 2

B.3

C.4

D. 5

解析

9.C

这种题要用到组合数学中鸽巢原理的思想。考虑最极端的情况，因为每个进程最多需要3台打印机，若每个进程已经占有了2台打印机，则只要还有多的打印机，总能满足一个进程达到3台的条件，然后顺利执行，所以将8台打印机分给K个进程，每个进程有2台打印机，这个情况就是极端情况，K为4。

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解除死锁通常不采用的方法是()。

A.终止一个死锁进程

B．终止所有死锁进程

C．从死锁进程处抢夺资源

D.从非死锁进程处抢夺资源

解析

10.D

解除死锁的方法有，①剥夺资源法:挂起某些死锁进程，并抢占它的资源，将这些资源分配给其他的死锁进程;②撤销进程法:强制撤销部分甚至全部死锁进程并剥夺这些进程的资源。

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三个进程共享四个同类资源，这些资源的分配与释放只能一次一个。已知每个进程最多需要两个该类资源，则该系统（)。

A.有些进程可能永远得不到该类资源

B.必然有死锁

C．进程请求该类资源必然能得到

D．必然是死锁

解析

14.C

不会发生死锁。因为每个进程都分得一个资源时，还有一个资源可以让任意一个进程满足，这样这个进程可以顺利运行完成进而释放它的资源。

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死锁与安全状态的关系是（ )。

A．死锁状态有可能是安全状态

B.安全状态有可能成为死锁状态

C．不安全状态就是死锁状态

D.死锁状态一定是不安全状态

解析

17.D

如右图所示，并非所有不安全状态都是死锁状态，但当系统进入不安全状态后，便可能进入死锁状态;反之，只要系统处于安全状态，系统便可避免进入死锁状态;死锁状态必定是不安全状态。

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  • 进入不安全状态之后，可以采取一些方法，避免死锁的发生
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某个系统采用下列资源分配策略。若一-个进程提出资源请求得不到满足，而此时没有由于等待资源而被阻塞的进程，则自己就被阻塞。而当此时已有等待资源而被阻塞的进程,则检查所有由于等待资源而被阻塞的进程。若它们有申请进程所需要的资源，则将这些资源取出并分配给申请进程。这种分配策略会导致()。

A．死锁

B．颠簸

C．回退

D.饥饿

解析

19.D

某个进程主动释放资源不会导致死锁，因为破坏了请求并保持条件，选项A错。颠簸也就是抖动，这是请求分页系统中页面调度不当而导致的现象，是下一章讨论的问题，这里权且断定选项B是错的。回退是指从此时此刻的状态退回到一分钟之前的状态，假如一分钟之前拥有资源X,它有可能释放了资源X，那就不称回到一分钟之前的状态，也就不是回退，选项C错。由于进程过于“慷慨”，不断把自己已得到的资源送给别人，导致自己长期无法完成，所以是饥饿，选项D对。

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系统的资源分配图在下列情况下，无法判断是否处于死锁状态的有（ )。
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  1. C
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下列关于死锁的说法中，正确的有（)。
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并发程序的代码
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    • $\color{red}{\text{Q：}}$ 错题？
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并发程序2
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  • 考虑x最后又变成0的情况
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【2013统考真题】下列关于银行家算法的叙述中，正确的是( )。

A.银行家算法可以预防死锁

B.当系统处于安全状态时，系统中一定无死锁进程

C．当系统处于不安全状态时，系统中一定会出现死锁进程

D.银行家算法破坏了死锁必要条件中的“请求和保持”条件

解析

26.B

银行家算法是避免死锁的方法，选项A、D错。

根据17题的答案解析图，选项B对，选项C错。

  • 系统在不安全状态时，可以采取一些措施防止系统死锁
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【2015统考真题】若系统S采用死锁避免方法，S采用死锁检测方法。下列叙述中，正确的是（)。
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32．B

死锁的处理采用三种策略: $\color{green}{\text{死锁预防}}$ 、 $\color{green}{\text{死锁避免}}$ 、 $\color{green}{\text{死锁检测和解除}}$ 。

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【2018统考真题】假设系统中有4个同类资源，进程 $P_1$ ， $P_2$ 和 $Pz_3$ 需要的资源数分别为4,3和1， $P_1$ , $P_2$ 和 $P_3$ ,已申请到的资源数分别为2,1和0，则执行安全性检测算法的结果是()。

A.不存在安全序列，系统处于不安全状态

B.存在多个安全序列，系统处于安全状态

C．存在唯一安全序列 $P_3$ , $P_1$ , $P_2$ ，系统处于安全状态

D.存在唯一安全序列 $P_3$ , $P_2$ , $P_1$ ，系统处于安全状态

解析

33.A

由题意可知，仅剩最后一个同类资源，若将其分给 $P_1$ 或 $P_2$ ，则均无法正常执行;若分给 $P_3$ ,则 $P_3$ 正常执行完成后，释放的这一个资源仍无法使 $P_1$ , $P_2$ 正常执行，因此不存在安全序列。

  • 把need矩阵，当作allocate矩阵来求
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关于死锁的描述
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  • 银行家算法是一种死锁避免算法，用于计算动态资源分配的完全性以避免系统进入死锁状态，不能用于判断系统是否处于死锁
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