多进程并发与临界区管理详解

本资源主要讨论了操作系统中的进程同步与互斥、临界区管理以及死锁相关概念。以下是对章节中各知识点的详细解释： 1. 在并发的两个进程中，如果互斥信号量mutex的值为0，意味着只有一个进程能够进入临界区，其他进程必须等待。因此，选项为**表示有一个进程进入临界区**。 2. V操作（信号）的作用是唤醒一个等待进程，使其状态从等待变为就绪，准备接受CPU调度。所以被唤醒进程的状态变为**就绪**。 3. P操作（进程阻塞）和V操作（进程唤醒）是进程同步和互斥控制的基本原语，它们在操作系统的实现中起到关键作用，确保资源的有序访问。所以选择**信号量**。 4. 信号量S的初值为3，当前值为-2，意味着有3个进程曾经请求过资源但未获得，而当前已经有2个进程正在使用这些资源，所以表示有**2个等待进程**。 5. 对于n个进程共享一个临界区，每次最多允许m个进程进入，信号量初始值应该表示可以立即进入临界区的进程数量，即m个，所以信号量的初值为**m**。 6. 临界区（Critical Section）在操作系统中指的是进程中一段需要互斥访问的代码或资源，确保在同一时刻只有一个进程能够访问这部分代码以避免数据竞争。 7. 信箱通信是一种**间接**通信方式，它通过发送和接收消息的方式进行进程间的通信，不同于直接通信或低级通信方式。 8. 在操作系统中，一段时间内只允许一个进程访问的资源称为**临界资源**，确保资源的独占使用。 9. 死锁必要条件之一是**互斥条件**，即一个进程在获得资源后，只能由该进程自己释放，以防止其他进程无法获取资源而形成死锁。 10. 系统出现死锁的主要原因是**若干个进程因竞争资源无休止地循环等待，且都不释放已占有的资源**，这种现象导致资源无法再被其他进程使用。 11. 死锁产生的原因还包括**资源的线性分配**策略不当，即按照固定的顺序分配资源，可能导致某些进程无法获得继续执行所需的全部资源。 12. 对于3个并发进程和每个需要4个同类资源的情况，为了不发生死锁，至少需要提供**12个**资源，因为最坏情况下每个进程都需等待其他所有进程占用的资源才能获取。 13. 死锁定理包括预防、避免、检测和解除四种方法。**避免死锁**通常通过预先规划和限制资源分配来防止死锁的发生。 14. 死锁检测通常涉及**资源分配图**的分析，检查是否有循环等待的资源请求链，以便确定是否存在死锁。 15. 进程资源静态分配方式破坏了死锁的**占有且等待**条件，即一个进程已经获得了所需资源，但在等待其他资源时被阻塞，这就违反了死锁预防的一个基本原则。 总结来说，本章节内容涵盖了操作系统中进程同步、互斥、临界区、死锁的概念和管理策略，强调了信号量在进程控制中的作用，并探讨了预防死锁的一些方法和条件。