操作系统应用题.doc

1.2.3 设有两道程序按A，B的优先次序运行，其内部计算和I/O操作的时间如下： 程序A使用30 ms CPU后使用40 ms I/OA，最后使用20 ms CPU； 程序B使用60 ms CPU后使用20 ms I/OB，最后使用30 ms CPU。 (1) 试画出按多道程序运行的时间关系图。 (2) 完成两道程序共花多少时间？它比单道运行节省多少时间？ 分析：本题是关于多道程序设计的计算题。通过计算，可以更好地理解为什么要引入多道程序设计。 解：(1) 多道程序运行的并发执行时间关系如下图所示。 CPU 程序A 程序B 程序A 程序B 进程A CPU 30 I/OA 40 等待 CPU 20 进程A结束 进程B 等待 CPU 60 I/OB 20 CPU 30 进程B结束 图 多道程序运行的并发执行时间关系图 (2) 按单道程序运行时需花时间为： 30ms + 40ms + 20ms + 60ms +20ms + 30ms = 200ms 两道程序并发运行共花时间为： 30ms + 40ms + 20ms + 20ms + 30ms = 140ms 所以，完成两道程序并发运行共花140ms，它比单道运行节省60 ms时间。 3.2.2 桌上有一个空盘，允许存放一个水果。爸爸可向盘中放苹果，也可向盘中放橘子，儿子专等吃盘中的橘子，女儿专等吃盘中的苹果。规定当盘空时一次放一个水果供吃者取用，请用P，V原语实现爸爸、儿子、女儿三个并发进程的同步。 分析：本题是检查对P，V原语掌握情况。本题的题意是： ① 爸爸、儿子、女儿共用一个盘子，且盘中一次只能放一个水果。 ② 当盘空时，爸爸可将一个水果放入果盘中。 ③ 若放入盘中的是橘子，允许儿子吃，女儿必须等待。 ④ 若放入盘中的是苹果，允许女儿吃，儿子必须等待。 因此，上述问题实际上是生产者一消费者问题的一种变形。这里，生产者放入缓冲区的产品有两类，消费者也有两类，每类消费者只消费其中固定的一类产品。 P(S) : S := S – 1 若S = 0，则进程继续运行 若S 0，则进程被阻塞，并将它插入该信号量的等待队列中。 V(S) : S := S + 1 若S 0，则进程继续运行 若S = 0，则从信号量的等待队列中移出第一个进程，使其变为就绪状态，然后再返回原进程继续执行。 解：设置三个信号量： S，初值为1，用于爸爸、儿子、女儿三个进程间的互斥，表示盘中是否为空。 SO，初值为0，用于爸爸、女儿两个进程间的同步，表示盘中是否有橘子。 SA，初值为0，用于爸爸、儿子两个进程间的同步，表示盘中是否有苹果。 三个进程之间的同步描述如下： father进程 daughter进程 son进程 L1： L2： L3： P(S) P(SO) P(SA) 将水果放入盘中 从盘中取出橘子 从盘中取出苹果 if (放入是橘子) V(SO) V(S) V(S) else V(SA) 吃橘子 吃苹果 goto L1 goto L2 goto L3 3.2.3 如下图所示的是高级通讯原语SEND和RECEIVE不完整的框图。请填充适当的P，V操作，并说明所用信号量的意义和初值。 3.2.7 分析下面信号量解决五位哲学家进餐问题的同步算法是否满足同步机制的准则。若不满足，说明为什么，并给出满足同步机制准则的同步算法。 VAR fork; ARRAY[0..4] OF semaphore; fork[0] := fork[1] := fork[2] := fork[3] := fork[4] := 1; Cobegin Pi: REPEAT /第i个哲学家的生活过程/ Think FOR While; P(fork[i] ) ; P(fork[(i+1) MOD 5] ) ; Eat FOR WHILE; V(foth[i]) ; V(fork[(i+1) MOD 5] ) ; UNTIL false Cbend 解：当每个哲学家都只拿到一把又子时，上述同步算法不满足同步机制的