纲要

本文为程序员介绍教资会网络（UGC NET）计算机科学和应用领域2016年8月考试（第III批次）的问题49及其解答，重点讲述了关于操作系统的同步和互斥问题。

问题

在操作系统中，为什么同步和互斥是必需的？

A. 以防止由多进程竞争条件引起的问题
B. 为了使用系统时间
C. 为了支持多用户操作系统
D. 避免死锁

解答

同步和互斥的概念

在操作系统中，同步指的是多个进程并发执行时，它们之间必须按照某种规定的顺序执行。而互斥指的是多个进程或线程同时访问某个共享资源时，必须要保证它们互斥地访问，防止出现互相干扰的情况。

同步和互斥的原因

同步和互斥是必需的，因为多进程或线程操作会引起以下问题：

1. 竞争条件：当多个进程或线程对共享资源进行竞争访问时，可能会导致访问结果混乱或者不一致。
2. 死锁：多个进程或线程相互等待对方释放资源的情况，造成永久阻塞。
3. 饥饿：某一个进程或线程无法获得所需资源，导致一直无法执行。

为了避免上述问题，需要采用同步和互斥的机制保证程序的正确性和稳定性。

同步和互斥的实现方法

为了实现同步和互斥，通常可以采用以下方法：

1. 互斥量：使用互斥量来保证同时只有一个进程或线程访问共享资源。
2. 信号量：使用信号量来允许多个进程或线程同时访问某些资源，但数量有限制。
3. 临界区：对于共享资源只允许一个进程或线程访问的情况，可以使用临界区来进行控制，使得只有获取了临界资源的进程或线程才能执行临界区的代码。

答案

本题的答案为A，同步和互斥是为了防止多进程竞争条件引起的问题，保证程序的正确性和稳定性。

Markdown 代码片段：

## 解答

### 同步和互斥的概念

在操作系统中，同步指的是多个进程并发执行时，它们之间必须按照某种规定的顺序执行。而互斥指的是多个进程或线程同时访问某个共享资源时，必须要保证它们互斥地访问，防止出现互相干扰的情况。

### 同步和互斥的原因

同步和互斥是必需的，因为多进程或线程操作会引起以下问题：

1. 竞争条件：当多个进程或线程对共享资源进行竞争访问时，可能会导致访问结果混乱或者不一致。
2. 死锁：多个进程或线程相互等待对方释放资源的情况，造成永久阻塞。
3. 饥饿：某一个进程或线程无法获得所需资源，导致一直无法执行。

为了避免上述问题，需要采用同步和互斥的机制保证程序的正确性和稳定性。

### 同步和互斥的实现方法

为了实现同步和互斥，通常可以采用以下方法：

1. 互斥量：使用互斥量来保证同时只有一个进程或线程访问共享资源。
2. 信号量：使用信号量来允许多个进程或线程同时访问某些资源，但数量有限制。
3. 临界区：对于共享资源只允许一个进程或线程访问的情况，可以使用临界区来进行控制，使得只有获取了临界资源的进程或线程才能执行临界区的代码。

### 答案

本题的答案为A，同步和互斥是为了防止多进程竞争条件引起的问题，保证程序的正确性和稳定性。