操作系统应用题.doc

应 用 题 1、 设系统中只有一台打印机，有三个用户的程序在执行过程中都要使用打印机输出计算结果。设每个用户程序对应一个进程。问：这三个进程间有什么样的制约关系？试用P、V操作写出这些进程使用打印机的算法。 解： 因为打印机是一种临界资源，所以这三个进程只能互斥使用这台打印机，即一个用户的计算结果打印完之后，另一个用户再打印。 设三个进程分别为A、B和C。 设一个互斥信号量mutex，其初值1。  A进程 B进程 C进程 P(mutex) P(mutex) P(mutex) 使用打印机 使用打印机 使用打印机 V(mutex) V(mutex) V(mutex) ? ? 2、判断下面的同步问题的算法是否正确？若有错，请指出错误原因并予以改正。 （1）设A、B两进程共用一个缓冲区Q，A向Q写入信息，B则从Q读出信息，算法框图如图所示。 　　　　　　　　　 　　　　　　注：信号量S的初值为0 （2）设A、B为两个并发进程，它们共享一临界资源。其运行临界区的算法框图如图所示。 　　　　　　　　 　　　　　　注：信号量S1、S2的初值均为0 解：① 这个算法不对。因为A、B两进程共用一个缓冲区Q，如果A先运行，且信息数量足够多，那么缓冲区Q中的信息就会发生后面的冲掉前面的，造成信息丢失，B就不能从Q中读出完整的信息。 改正：A、B两进程要同步使用缓冲区Q。为此，设立两个信号量： empty表示缓冲区Q为空，初值为1; full表示缓冲区Q为满，初值为0。 算法框图如图1所示。 ② 这个算法不对。因为A、B两个进程是并发的，它们共享一个临界资源，所以二者应互斥地使用该临界资源，在进入临界区时不存在A先B后的时序关系，而是哪个进程先到一步就先进入自己的临界区。 改正：A、B两个进程应互斥地进入临界区。为此，设立一个信号量：互斥信号量mutex，其初值为1。 算法框图如图2所示。 A进程 B进程 A进程 B进程 ? P(empty) P(full) P(mutex) P(mutex) P(mutex) 向Q写入信息 从Q中读出信息 临界区代码CSa 临界区 代码CSb V(full) V(empty) V(mutex) V(mutex) V(mutex) ? 图1 图 2 3、设有一台计算机，有两条I/O通道，分别接一台卡片输入机和一台打印机。卡片机把一叠卡片逐一输入到缓冲区B1中，加工处理后在搬到缓冲区B2中，并在打印机上印出，问： ①系统要设几个进程来完成这个任务？各自的工作是什么？ ②这些进程间有什么样的相互制约关系？ ③用P、V操作写出这些进程的同步算法。 解：①系统可设三个进程来完成这个任务：R进程负责从卡片输入机上读入卡片信息，输入到缓冲区B1中；C进程负责从缓冲区B1中取出信息，进行加工处理，之后将结果送到缓冲区B2中；P进程负责从缓冲区B2中取出信息，并在打印机上印出。 ②R进程受C进程影响，B1放满信息后R进程要等待——等C进程将其中信息全部取走，才能继续读入信息；C进程受R进程和P进程的约束：B1中信息放满后C进程才可从中取出它们，且B2被取空后C进程才可将加工结果送入其中；P进程受C进程的约束：B2中信息放满后P进程才可从中取出它们,进行打印。 ③信号量含义及初值： B1full—— 缓冲区B1满，初值为0； B1empty——缓冲区B1空，初值为0； B2full—— 缓冲区B2满，初值为0； B2empty——缓冲区B2空，初值为0；