操作系统作业题(含答案).doc

作业一：作业管理 有三道程序A、B、C在一个系统中运行，该系统有输入、输出设备各1台。三道程序A、B、C构成如下： A：输入32秒，计算8秒，输出5秒 B：输入21秒，计算14秒，输出35秒 C：输入12秒，计算32秒，输出15秒 问： （1）三道程序顺序执行的总时间是多少？ （2）充分发挥各设备的效能，并行执行上述三道程序，最短需多少时间（不计系统开销）？并给出相应的示意图。 作业一解答过程： 1、（1）三道程序顺序执行的总时间是：32+8+5+21+14+35+12+32+15=174秒。 （2）充分发挥各设备的效能，并行执行上述三道程序，最短需90秒（按BCA顺序执行），示意图如下： 注：按ABC执行需117s，按ACB执行需126s，按BAC执行需112s，按BCA执行需90s，按CAB执行 114s，按CBA执行需99s。 作业二：进程管理 有以下5条语句，请画出这5条语句的前趋图。（PPT第3章） S1：y=x+1 R(x) W(y) S2：c=f-w R(f,w) W(c) S3：d=r-y R(r,y) W(d) S4：x=a+b R(a,b) W(x) S5：r=c+y R(c,y) W(r) 设有k个进程共享一临界区，对于下述情况，请说明信号量的初值、含义，并用P，V操作写出有关互斥算法。 一次只允许一个进程进入临界区； 一次允许m（mk）个进程进入临界区。 作业二解答过程： 1、前趋图：  2、（1）一次只允许一个进程进入临界区： 设s为互斥信号量，初值为1，表示有1个空闲且可用的共享临界资源 对任一进程Pi（1≤i≤k）： P(s) 进入临界区 V(s) 信号量s的变化范围为[-(k-1) ,…,-1,0,1]。其中，s=1表示有1个空闲且可用的临界资源，且没有进程进入类名为s的临界区；s=0表示有1个进程在临界区中（该临界资源已被某进程占用），但无等待使用该临界资源的进程；s=-n(1≤n≤k-1，n为整数)表示有1个进程在临界区中，且有n个进程等待使用该临界资源。 （2）一次允许m（mk）个进程进入临界区： 设s为互斥信号量，初值为m，表示有m个空闲且可用的共享临界资源，即可允许m个进程同时进入该临界区 对任一进程Pi（1≤i≤k）： P(s) 进入临界区 V(s) 信号量s的变化范围为[-(k-m) ,…,-1,0,1,…,m]。其中，s= m表示有m个空闲且可用的临界资源，且没有进程进入类名为s的临界区；s=j(1≤j＜m，j为整数)表示有m-j个进程正在该临界区中，且仍有j个空闲且可用的临界资源，但无等待使用该临界资源的进程；s=0表示有m个进程在临界区中，目前无空闲且可用的临界资源，但无等待使用该临界资源的进程；s=-n(1≤n≤k-m，n为整数)表示有m个进程在临界区中，目前无空闲且可用的临界资源，且有n个进程等待使用该临界资源。 作业三：进程管理 假若一个街道交通如下图所示，若有一长度大于两个路口距离的车，可以从东南西北四个方向开来，问（1）何时会发生死锁？（2）请提出一种可预防死锁发生的简单方法。 某超市市场科容纳100人同时购物，入口处备有篮子，每个购物者可取1只篮子入内购物，出口处结账并归还篮子（出、入口仅容1人通过）。请试用P，V操作及信号量写出如下情况的购物同步算法： （1）1个出入口，且一次只允许1人通过； （2）1个入口，n个出口（n≥1且为整数）。 3、设有无穷多个缓冲区和无穷多个信息，甲进程把信息逐个写入每个缓冲区，乙进程则逐个地从缓冲区中取出信息。试问： （1）两个进程间的制约关系； （2）用P，V操作写出两个进程的同步算法，并给出信号量的初值； （3）指出信号量的值的变化范围及取值的含义。 作业三解答过程： 1、（1）何时会发生死锁？ （2）请提出一种可预防死锁发生的简单方法 设4个路口为4个资源，其信号量分别设为S1，S2，S3和S4，初值均为1，代表资源空闲可用，下面用P，V操作预防死锁问题： 方向①进程： P（S1，S2） 通过S1、S2路口 V（S1，S2） 方向②进程： P（S2，S4） 通过S2、S4路口 V（S2，S4） 方向③进程： P（S3，S4） 通过S3、S4路口 V（S3，S4） 方向④进程： P（S1，S3） 通过S1、S3路口 V（S1，S3） 信号量S1，S2，S3和S4 的变化范围均为[-m ,…,-1,0,1]（m为正整数）。 2、（1）1个出入口，且一次只允许1人通过： 设超市容量信号量为S，初值为100；购物进程为Pi，购物信号量为mutex，初值为1。 购物进程Pi同步描述： P（S） P（mutex） 进入超市并取1只篮子 V（mutex） 选购商品 P（mut