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文章目錄
- 操作系統知識
- 操作系統概述
- 進程組成和狀態
- 💯考試真題
- 前趨圖
- 進程資源圖
- 💯考試真題
- 問題1
- 問題2
- ?【重點】進程同步與互斥?
- 💯考試真題
- 問題1
- 問題2
- 問題3
操作系統知識
重點：
- 分頁存儲管理
- I/O 軟件
操作系統概述
操作系統的4個特征是并發性、共享性、虛擬性和不確定性（異步性）。
嵌入式系統初始化過程按照自底向上、從硬件到軟件的次序依次為：片級初始化→板級初始化→系統初始化。
進程組成和狀態
運行、阻塞、就緒三態圖會考，五態圖不考，了解
💯考試真題
選項分析
- 選項 A（時間片到） 是唯一與狀態選項 C（就緒、運行、等待和等待）匹配的組合。雖然 FCFS 傳統上無時間片，但題目提供此選項，可能是假設某種搶占式變體。
- 選項 B 和 C 需要假設 P1 持有特定資源，但題目未說明，且結果狀態無匹配。
- 選項 D 因 P1 終止后狀態定義問題，無法直接匹配。
因此，最合理的解釋是：P1 的時間片到期，被搶占，進入就緒隊列；P2 開始運行；P3 和 P4 狀態不變。
若 P1 時間片到，則 P1、P2、P3 和 P4 的狀態應分別為 就緒、運行、等待和等待。即選擇 A 和 C。
前趨圖
進程資源圖
阻塞節點：某進程所請求的資源已經全部分配完畢。無法獲取所需資源，該進程被阻塞了無法繼續。
非阻塞節點：某進程所請求的資源還有剩余可以分配給該進程繼續運行。
當一個進程資源圖中所有進程都是阻塞節點時，即陷入死鎖狀態。
💯考試真題
問題1
判斷進程的阻塞狀態
P1 申請了R1和R2資源。若R1或R2已被其他進程占用（例如P3可能持有R1，或R2被其他未提及的進程占用），則P1會被阻塞。
P2 申請了R3資源。若R3不可用，則P2會被阻塞。
P3 申請了R1資源。若R1未被占用（假設當前R1空閑），則P3可以立即運行，是非阻塞節點。
結論：
C. P1、P2是阻塞節點，P3是非阻塞節點
問題2
判斷進程資源圖是否可以化簡及化簡順序
化簡可行性分析
P3是非阻塞節點，可以立即執行，執行后會釋放R1資源。
P1因等待R1和R2被阻塞，但P3釋放R1后，若R2可用（假設初始狀態R2空閑），則P1可以運行。
P1運行后釋放R2，使P2可以申請R3并執行。
因此，系統可以通過逐步釋放資源完成所有進程，不存在死鎖，可以化簡。
化簡順序
根據資源釋放的依賴關系：
P3（釋放R1）→ P1（釋放R2）→ P2（釋放R3）
結論：
B. 可以化簡的，其化簡順序為P3→P1→P2
最終答案
阻塞狀態判斷：C
化簡順序判斷：B
注： 假設初始資源分配中R1未被占用（允許P3直接運行），且R2/R3初始可用。若資源初始狀態不同，結論可能變化，需結合圖中具體資源持有關系確認。
?【重點】進程同步與互斥?
臨界資源：各進程間需要以互斥方式對其進行訪問的資源。
臨界區：指進程中對臨界資源實施操作的那段程序。本質是一段程序代碼。
互斥：某資源（即臨界資源）在同一時間內只能由一個任務單獨使用，使用時需要加鎖，使用完后解鎖才能被其他任務使用：如打印機。
同步：多個任務可以并發執行，只不過有速度上的差異，在一定情況下停下等待，不存在資源是否單獨或共享的問題；如自行車和汽車。
互斥信號量：對臨界資源采用互斥訪問，使用互斥信號量后其他進程無法訪問，初值為1。
同步信號量：對共享資源的訪問控制，初值一般是共享資源的數量。
P操作：申請資源，S=S-1，若S>=0，則執行P操作的進程繼續執行；若S<0，則置該進程為阻塞狀態因為無可用資源），并將其插入阻塞隊列。
V操作：釋放資源，S=S+1，若S>0，則執行V操作的進程繼續執行；若S<=0，則從阻塞狀態喚醒一個進程，并將其插入就緒隊列（此時因為缺少資源被P操作阻塞的進程可以繼續執行），然后執行V操作的進程繼續。
💯考試真題
問題1
a和b處的操作（P1和P2）
P1 是起始進程，執行后需觸發 P2 和 P3，因此需要釋放兩個信號量：
- V(S1)：通知P2可以運行。
- V(S2)：通知P3可以運行。
a處應填寫 V(S1)V(S2)。
P2 結束后需觸發 P4，因此釋放信號量：V(S3)：通知P4可以運行。
b處應填寫 V(S3)。
答案：C. V(S1)V(S2) 和 V(S3)
問題2
c和d處的操作（P3）
P3 需要等待 P1 的信號量 S2（通過 P(S2)），執行后釋放 S4 以觸發 P5：
c處應填寫 P(S2)。
P3 結束后需觸發 P4，因此釋放信號量：V(S4)：通知P5可以運行。
根據選項設計，P3的操作對應 P(S2) 和 V(S4)。
答案：B. P(S2) 和 V(S4)
問題3
e和f處的操作（P4和P5）
P4 執行后需觸發 P5，因此需要釋放信號量：V(S5)
e處應填寫 V(S5)；
P5 需要等待 P3和P4都完成，即需兩個信號量操作：
P(S4)：等待P3完成。
P(S5)：等待P4完成。
f處應填寫 P(S4)P(S5)。
答案：B. V(S5) 和 P(S4)P(S5)
答案：C B D，如下圖 
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