历程的同步与互斥习题(含参考答案).doc

1．操作系统概述 操作系统的形成，操作系统的定义与功能，操作系统的分类 2．处理机管理 多道程序设计技术，用户与操作系统的两种接口，进程的定义、特征和基本状态，进程控制块（PCB）和控制块队列（运行、就绪、阻塞），进程的各种调度算法（先来先服务、时间片轮转、优先数、多级队列），进程管理的基本原语（创建、撤消、阻塞、唤醒），作业与作业调度算法（先来先服务、短作业优先、响应比高者优先）。
3．存储管理 地址的静态重定位和动态重定位，单一连续区存储管理，固定分区存储管理，可变分区存储管理，空闲区的合并，分区的管理与组织方式（表格法、单链表法、双链表法），分页式存储管理，页表、快表及地址转换过程，内存块的分配与回收（存储分块表、位示图、单链表），虚拟存储器的概念，请求分页式存储管理，缺页与缺页中断位，缺页中断与页面淘汰，页面淘汰算法（先进先出、最近最久未用、最近最少用、最优），页面走向，缺页中断率，抖动，异常现象。
4．设备管理 计算机设备的分类（基于从属关系、基于分配特性、基于工作特性），记录间隙，设备管理的目标与功能，输入/输出的处理步骤，设备管理的数据结构（SDT、DCB、IVT），独享设备的分配，共享磁盘的调度算法（先来先服务、最短查找时间优先、电梯、单向扫描），设备控制器，数据传输的方式（循环测试、中断、直接存储器存取、通道），I/O的缓冲技术（单缓冲、双缓冲、多缓冲、缓冲池），虚拟设备，SPOOLing技术。
5．文件管理 文件，文件系统，文件的逻辑结构（流式文件、记录式文件），文件的物理结构（连续文件、串联文件、索引文件），文件的存取（顺序、随机），磁盘存储空间的管理（位示图、空闲区表、空闲块链），文件控制块（FCB），目录的层次结构（一级目录，二级目录、树型），主目录，根目录，绝对路径，相对路径，按名存取的实现，文件共享，文件保护，文件上的基本操作。
6．进程间的制约关系 与时间有关的错误，资源竞争——互斥，协同工作——同步，信号量，信号量上的P、V操作，用P、V操作实现互斥，用P、V操作实现同步，用P、V操作实现资源分配，死锁，死锁产生的必要条件，死锁的预防，死锁的避免，死锁的检测与恢复，银里手算法，进程间的高级通信。
7．操作系统实例分析 Windows操作系统，Linux操作系统，MS-DOS操作系统。

三、实验内容与要求1、熟悉windows的编程接口，使用系统调用编程实现将参数1对应文件1.txt和参数2对应文件2.txt的内容合并到参数3对应文件zong.txt中（上传文件名为学号后5位ex0701.c）。
2、使用windows提供的命令将文件1.txt和文件2.txt的内容合并到文件total.txt中（请将实现的操作命令写入下题批处理文件的第一行）。
3、主管助理小张经常接收公司员工发来的文件，开始为了节省时间，小张将下载的文件都保存在文件夹xiazai中(文件名如图1所示,下载后直接解压即可)，这样不便于后期的统计和分类管理，现在领导要求必须为所有员工(90人)每人单独建立一个文件夹（以员工工号命名10201、10202......10290），然后将他们提交的文件分别剪切到各自对应的文件夹中(如图2所示)。
于是小张开始为7名员工建立文件夹，再一个一个的去做……同学们想想有没有一种方法能快速完成所要求的操作呢？请熟悉windows的命令接口，使用windows提供的常用命令copy、md、del等编写一个批处理文件（上传文件名为学号后5位ex0703.bat），实现所要求的功能：1、启动linux系统或通过windowstelnet到linux。
2、用huas用户名和密码123456登入系统中。
3、打开一终端窗口（在linux桌面上单击右键，选择从终端打开）。
然后在其中输入以下命令实验。
4、熟悉常用操作命令.5、编辑如下源代码（实验教材P861.进程的创建）并保存二、实验目的（1）加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。
（2）分析进程竞争资源现象，学习解决进程互斥的方法。
（3了解Linux系统中进程通信的基本原理。
三、实验内容与要求（1）任务一：编写一段程序，使其实现进程的软中断通信。
要求：使用系统调用fork()创建两个子进程，再用系统调用signal()让父进程捕捉键盘上来的中断信号（即按DEL键）；
当捕捉到中断信号后，父进程用系统调用Kill()向两个子进程发出信号，子进程捕捉到信号后分别输出下列信息后终止：ChildProcessllisKilledbyParent!ChildProcessl2isKilledbyParent!父进程等待两个子进程终止后，输出如下的信息后终止ParentProcessisKilled!（2）任务二：在上面的程序中增加语句signal(SIGNAL,SIG-IGN)和signal(SIGQUIT,SIG-IGN),观察执行结果，并分析原因。
（3）任务三：进程的管道通信编制一段程序，实现进程的管道通信。
使用系统调用pipe()建立一条管道线；
两个子进程P1和P2分别向管道中写一句话：Child1issendingamessage!Child2issendingamessage!而父进程则从管道中读出来自于两个子进程的信息，显示在屏幕上。
要求父进程先接收子进程P1发来的消息，然后再接收子进程P2发来的消息。
二、实验目的自行编制模拟程序，通过形象化的状态显示，加深理解进程的概念、进程之间的状态转换及其所带来的PCB内容、组织的变化，理解进程与其PCB间的一一对应关系。
三、实验内容与要求1)设计并实现一个模拟进程状态转换及其相应PCB内容、组织结构变化的程序。
2)独立编写、调试程序。
进程的数目、进程的状态模型（三状态、五状态、七状态或其它）以及PCB的组织方式可自行选择。
3)合理设计与进程PCB相对应的数据结构。
PCB的内容要涵盖进程的基本信息、控制信息、资源需求及现场信息。
4)设计出可视性较好的界面，应能反映出进程状态的变化引起的对应PCB内容、组织结构的变化。
二、实验目的存储管理的主要功能之一是合理地分配空间。
请求页式管理是一种常用的虚拟存储管理技术。
本实验的目的是通过请求页式管理中页面置换算法模拟设计，了解虚拟存储技术的特点，掌握请求页式存储管理的页面置换算法。
三、实验内容与要求通过计算不同算法的命中率比较算法的优劣。
同时也考虑了用户内存容量对命中率的影响。
页面失效次数为每次访问相应指令时，该指令所对应的页不在内存中的次数。
计算并输出下属算法在不同内存容量下的命中率。
先进先出的算法（FIFO）；
最近最少使用算法（LRU）二、实验目的死锁会引起计算机工作僵死，因此操作系统中必须防止。
本实验的目的在于使用高级语言编写和调试一个系统动态分配资源的简单模拟程序，了解死锁产生的条件和原因，并采用银行家算法有效地防止死锁的发生，以加深对课堂上所讲授的知识的理解。
三、实验内容与要求设计有n个进程共享m个系统资源的系统

只适合会c++的人看，没编程基础的有点费劲，但是代码量很少，就30行。
是c++的代码，可以关闭天龙八部网游的互斥体。
已经是dll了，可以直接用vc打开，运行，然后运行天龙八部网游，实现多开你也可以自己改成exe的。
后续我会放出我自己写的exe的源码。

第一部分简介　　第1章简介2　　1.1概述2　　1.2进程、线程与信息共享3　　1.3IPC对象的持续性4　　1.4名字空间5　　1.5fork、exec和exit对IPC对象的影响7　　1.6出错处理：包裹函数8　　1.7Unix标准9　　1.8书中IPC例子索引表11　　1.9小结13　　习题13　　第2章PosixIPC14　　2.1概述14　　2.2IPC名字14　　2.3创建与打开IPC通道16　　2.4IPC权限18　　2.5小结19　　习题19　　第3章SystemVIPC20　　.3.1概述20　　3.2key_t键和ftok函数20　　3.3ipc_perm结构22　　3.4创建与打开IPC通道22　　3.5IPC权限24　　3.6标识符重用25　　3.7ipcs和ipcrm程序27　　3.8内核限制27　　3.9小结28　　习题29　　第二部分消息传递　　第4章管道和FIFO32　　4.1概述32　　4.2一个简单的客户-服务器例子32　　4.3管道32　　4.4全双工管道37　　4.5popen和pclose函数39　　4.6FIFO40　　4.7管道和FIFO的额外属性44　　4.8单个服务器，多个客户46　　4.9对比迭代服务器与并发服务器50　　4.10字节流与消息51　　4.11管道和FIFO限制55　　4.12小结56　　习题57　　第5章Posix消息队列58　　5.1概述58　　5.2mq_open、mq_close和mq_unlink函数59　　5.3mq_getattr和mq_setattr函数61　　5.4mq_send和mq_receive函数64　　5.5消息队列限制67　　5.6mq_notify函数68　　5.7Posix实时信号78　　5.8使用内存映射I/O实现Posix消息队列85　　5.9小结101　　习题101　　第6章SystemV消息队列103　　6.1概述103　　6.2msgget函数104　　6.3msgsnd函数104　　6.4msgrcv函数105　　6.5msgctl函数106　　6.6简单的程序107　　6.7客户-服务器例子112　　6.8复用消息113　　6.9消息队列上使用select和poll121　　6.10消息队列限制122　　6.11小结124　　习题124　　第三部分同步　　第7章互斥锁和条件变量126　　7.1概述126　　7.2互斥锁：上锁与解锁126　　7.3生产者-消费者问题127　　7.4对比上锁与等待131　　7.5条件变量：等待与信号发送132　　7.6条件变量：定时等待和广播136　　7.7互斥锁和条件变量的属性136　　7.8小结139　　习题139　　第8章读写锁140　　8.1概述140　　8.2获取与释放读写锁140　　8.3读写锁属性141　　8.4使用互斥锁和条件变量实现读写锁142　　8.5线程取消148　　8.6小结153　　习题153　　第9章记录上锁154　　9.1概述154　　9.2对比记录上锁与文件上锁157　　9.3Posixfcntl记录上锁158　　9.4劝告性上锁162　　9.5强制性上锁164　　9.6读出者和写入者的优先级166　　9.7启动一个守护进程的独一副本170　　9.8文件作锁用171　　9.9NFS上锁173　　9.10小结173　　习题174　　第10章Posix信号量175　　10.1概述175　　10.2sem_open、sem_close和sem_　　unlink函数179　　10.3sem_wait和sem_trywait函数180　　10.4sem_post和sem_getvalue函数180　　10.5简单的程序181　　10.6生产者-消费者问题186　　10.7文件上锁190　　10.8sem_init和sem_destroy函数191　　10.9多个生产者，单个消费者193　　10.10多个生产者，多个消费者19

《Linux多线程服务端编程：使用muduoC++网络库》主要讲述采用现代C++在x86-64Linux上编写多线程TCP网络服务程序的主流常规技术，重点讲解一种适应性较强的多线程服务器的编程模型，即oneloopperthread。
目录第1部分C++多线程系统编程第1章线程安全的对象生命期管理31.1当析构函数遇到多线程............................31.1.1线程安全的定义............................41.1.2MutexLock与MutexLockGuard....................41.1.3一个线程安全的Counter示例....................41.2对象的创建很简单...............................51.3销毁太难....................................71.3.1mutex不是办法............................71.3.2作为数据成员的mutex不能保护析构...............81.4线程安全的Observer有多难.........................81.5原始指针有何不妥...............................111.6神器shared_ptr/weak_ptr..........................131.7插曲：系统地避免各种指针错误.......................141.8应用到Observer上..............................161.9再论shared_ptr的线程安全.........................171.10shared_ptr技术与圈套............................191.11对象池.....................................211.11.1enable_shared_from_this......................231.11.2弱回调.................................241.12替代方案....................................261.13心得与小结...................................261.14Observer之谬.................................28第2章线程同步精要2.1互斥器（mutex）...............................322.1.1只使用非递归的mutex........................332.1.2死锁..................................352.2条件变量（conditionvariable）..........

1.目的：调试、修改、运行模拟程序，通过形象化的状态显示，使学生理解进程的概念，了解同步和通信的过程，掌握进程通信和同步的机制，特别是利用缓冲区进行同步和通信的过程。
通过补充新功能，使学生能灵活运用相关知识，培养创新能力。
2.内容及要求：1)调试、运行模拟程序。
2)发现并修改程序中不完善的地方。
3)修改程序，使用随机数控制创建生产者和消费者的过程。
4)在原来程序的基础上，加入缓冲区的写互斥控制功能，模拟多个进程存取一个公共缓冲区，当有进程正在写缓冲区时，其他要访问该缓冲区的进程必须等待，当有进程正在读取缓冲区时，其他要求读取的进程可以访问，而要求写的进程应该等待。
5)完成1)、2)、3）功能的,得基本分,完成4)功能的加2分,有其它功能改进的再加2分3.程序说明：　　本程序是模拟两个进程，生产者（producer）和消费者(Consumer)工作。
生产者每次产生一个数据，送入缓冲区中。
消费者每次从缓冲区中取走一个数据。
缓冲区可以容纳8个数据。
因为缓冲区是有限的，因而当其满了时生产者进程应该等待，而空时，消费者进程应该等待；
当生产者向缓冲区放入了一个数据，应唤醒正在等待的消费者进程，同样，当消费者取走一个数据后，应唤醒正在等待的生产者进程。
就是生产者和消费者之间的同步。
　　每次写入和读出数据时，都将读和写指针加一。
当读写指针同样时，又一起退回起点。
当写指针指向最后时，生产者就等待。
当读指针为零时，再次要读取的消费者也应该等待。
为简单起见，每次产生的数据为0-99的整数，从0开始，顺序递增。
两个进程的调度是通过运行者使用键盘来实现的。
4.程序使用的数据结构进程控制块：包括进程名，进程状态和执行次数。
缓冲区：一个整数数组。
缓冲区说明块：包括类型，读指针，写指针，读等待指针和写等待指针。
5.程序使用说明　　启动程序后，如果使用'p'键则运行一次生产者进程，使用'c'键则运行一次消费者进程。
通过屏幕可以观察到两个进程的状态和缓冲区变化的情况。

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实验一Linux系统的安装及用户界面的使用一．实验目的1.了解Linux系统的安装、熟悉系统的启动过程和使用环境。
2.掌握Linux环境下vi编辑器的使用方法。
3.掌握Linux系统中编辑、编译、调试、运行一个C语言程序的全过程。
二．实验内容1、实验要求1.在VMWare虚拟机环境或真实物理机器上，安装一个Linux操作系统。
2.体验Linux操作系统中XWindows系统的使用。
3.尝试Linux系统键盘命令的使用，并熟练掌握常用的基本命令。
4.掌握命令行方式下vi编辑器的使用。
5.编写一段C程序，使用系统调用fork()创建两个子进程。
各进程显示不同的信息，如父进程显示字符“a”，子进程分别显示字符“b”和“c”。
多次运行观察显示结果，并分析产生这种执行效果的原因。
实验二Linux进程控制一．实验目的1.掌握进程的概念，明确进程和程序的区别。
2.认识和了解并发执行的实质。
二．实验内容1、实验要求1.编写一段程序，使用系统调用fork()创建两个子进程。
各进程显示不同的信息，如父进程显示字符“a”，子进程分别显示字符“b”和“c”。
多次运行观察显示结果，并分析产生这种执行效果的原因。
2.修改上面编写的程序，将每个进程的输出由单个字符改为循环输出一句话，如父进程显示：“parent：”加上进程ID，子进程分别显示：“Child1：”（或“Child2：”）加上自己的进程ID。
再观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析原因。
3.一个父进程创建一个子进程，子进程通过exec系统调用执行另一个文件。
各自的代码中显示不同的信息，观察其运行结果，分析两个进程并发执行的效果。
4.编写程序创建如图所示的进程树，在每个进程中显示当前进程ID和父进程ID。
实验三Linux进程间通信一．实验目的（1）分析进程争用临界资源的现象，学习处理进程互斥的方法；
（2）学习如何利用进程的“软中断”、管道机制进行进程间的通信，并加深对上述通信机制的理解；
（3）了解系统调用pipe()、msgget()、msgsnd()、msgrcv()、msgctl()、shmget()、shmat()、shmdt()、shmctl()的功能和实现过程，利用共享存储区机制进行进程间通信。
二、实验内容1、实验要求（1）进程的控制修改已编制的程序，将每个进程输出一个字符修改为每个进程输出一句话，再观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析出现问题的原因，进一步理解各个进程争夺临界资源的情况。
如果在程序中使用系统调用locking()来给每一个进程加锁，可以实现进程之间的互斥，试观察并分析出现的现象。
（2）进程的软中断通讯编制一段程序，实现进程的软中断通讯：使用系统调用fork()创建两个子进程；
再使用系统调用signal()让父进程捕捉键盘上来的中断信号(即按Del键)；
在捕捉到中断信号后，父进程用系统调用kill()向两个子进程发信号；
子进程捕捉到信号后分别输出下列信息后终止：Childprocess1iskilledbyparent!Childprocess2iskilledbyparent!父进程等待两个子进程都终止以后，输出如下信息后终止：Parentprocessinkilled!（3）进程的管道通讯编制一段程序，实现进程的管道通讯：使用系统调用pipe()建立一条管道线；
两个子进程分别循环向这条管道写一句话：Child1issendingamessage!Child2issendingamessage!而父进程则循环从管道中读出信息，显示在屏幕上。
实验报告内含源代码

1.Qt下，多线程使用互斥锁安全访问同一全局变量；
2.源码中定义了ThreadA和ThreadB，定义变量后，顺次调用函数start（）来启动重写的run()函数

在日常工作中，钉钉打卡成了我生活中不可或缺的一部分。然而，有时候这个看似简单的任务却给我带来了不少烦恼。 每天早晚，我总是得牢记打开钉钉应用，点击"工作台"，再找到"考勤打卡"进行签到。有时候因为工作忙碌，会忘记打卡，导致考勤异常，影响当月的工作评价。而且，由于我使用的是苹果手机，有时候系统更新后，钉钉的某些功能会出现异常，使得打卡变得更加麻烦。 另外，我的家人使用的是安卓手机，他们也经常抱怨钉钉打卡的繁琐。尤其是对于那些不太熟悉手机操作的长辈来说，每次打卡都是一次挑战。他们总是担心自己会操作失误，导致打卡失败。 为了解决这些烦恼，我开始思考是否可以通过编写一个全自动化脚本来实现钉钉打卡。经过一段时间的摸索和学习，我终于成功编写出了一个适用于苹果和安卓系统的钉钉打卡脚本。