操作系统练习.doc

练习11. 有3个并发进程R,M,P，它们共享一个缓冲区B。进程R负责从输入设备读入一条记录，每读一条记录后把它存放在缓冲区B中；进程M在缓冲区B中加工进程R存入的记录；进程P把加工后的记录打印输出。缓冲区B中每次只能存放一条记录，当记录被加工输出后，缓冲区B中才可存放另一条新记录。请用P,V操作作为同步机制来描述它们并发执行时能正确工作的程序。参考答案：第1步：分析R,M,P之间的关系，通过题目描述可判断出三者之间是同步的关系；第2步：定义信号量。同步关系中，每个进程都有一个本进程所关注的信息，找到这个信息定义为本进程的信号量，并初始化。进程R的信号量：mesempty=1 含义：缓冲区中空的缓冲单元数目，现在假设缓冲区B中只有一个缓冲单元。进程M的信号量：mes=0 含义：缓冲区B中存在的未加工的数据的数目，初始时没有。进程P的信号量:mesdone=0 含义：缓冲区B中存在的已经加工的数据的数目，初始时没有。第3步：使用P,V原语的形式，来完成题目中三个进程工作过程的描述。进程R:L1： P(mesempty) V(mes) goto L1;进程M:L2： P(mes) V(mesdone) goto L2;进程P:L3： P(mesdone) V(mesempty) goto L3;2.化简资源分配图（RAG），判断化简前状态是否为死锁状态？参考答案：化简后的结果（如下图）。因为存在环路，所以当前状态存在死锁。练习21.假定有4道作业，它们到达的相对时刻、运行时间如表。计算在单道程序环境中，采用先到先服务、最短作业优先、最高响应比优先算法时，这4道作业的平均周转时间及平均带权周转时间，并指出调度顺序。作业号到达时刻运行时间102.020.30.530.50.1410.4练习3操作系统绪论习题解析（1）1.从用户的观点看，操作系统是：用户与计算机间交互环境。2.操作系统中采用多道程序设计提高了CPU和外部设备的 使用效率（利用率） 。 3.操作系统提供给程序员接口是 系统调用。4.允许多个用户以交互的方式使用计算机的操作系统称为 分时操作系统。5.允许多个用户将多个作业提交给计算机集中处理的操作系统称为批处理操作系统，计算机系统能及时处理过程控制数据并作出响应的操作系统实时操作系统。操作系统绪论习题解析（2）6.什么是操作系统？ 答： 1）计算机硬件与用户软件之间的中间件程序集合。2）OS是一个资源管理程序。3）OS是一个控制调度程序。4）OS一般有一个内核（kernel)程序，开机后一直运行。5）提供用户和计算机之间的接口。7.现代操作系统的四个基本特征是什么？ 答：并发性，共享性，虚拟性，异步性。8.操作系统的四大主要功能？ 答：处理机管理，存储管理，设备管理，信息管理。9.实时操作系统的两个主要特征是什么？ 答：提供即时响应和高可靠性。10.批处理操作系统、分时操作系统与实时操作系统各有什么特点？ 答：批处理操作系统特点：用户脱机使用计算机，成批处理，多道程序运行。分时操作系统的特点：多路性：允许同一主机联接多台终端。独立性：允许同一主机联接多台终端。及时性：用户请求能及时响应。交互性：可进行广泛的人机对话。实时操作系统的特点：多路性，独立性，及时性，交互性，可靠性。11.什么是多道程序设计技术，特点是什么？答：在内存中放多道程序,使它们在管理程序的控制下相互穿插地运行。 特点：1）多道。2）宏观上并行：同时有多道程序在内存运行，某一时间段上，各道程序不同程度地向前推进。3）微观上串行：任一时刻最多只有一道作业占用CPU，多道程序交替使用CPU 。作业管理习题解析12.作业生存期的四个状态？ 答：提交状态，后备状态，运行状态，完成状态。13.CPU高级调度是什么？低级调度？ 答：高级调度：（作业调度，宏观调度）按一定原则对外存输入井上的大量后备作业进行选择调入内存，并为它们创建进程、分配必要的资源，再将新创建的进程排在就绪队列上，准备执行。 低级调度：（进程调度，微观调度）用来决定就绪队列中的哪个进程应获得处理机，再由分派程序执行把处理机分配给该进程的具体操作。14.假设有4个作业，它们的提交、运行时间如下表所示。如果采用响应比作为优先级调度，试问平均周转时间和平均带权周转时间。作业号到达时间运行时间18.02.028.30.538.50.149.00.4CPU调度习题解析（1）15.死锁的四个必要条件 答：互斥条件：涉及的资源是非共享的。不剥夺条件：不能强行剥夺进程拥有的资源。请求和保持条件：进程在等待一新资源时继续占有已分配的资源。环路条件：存在一种进程的循环链，链中的每一个进程已获得的资源同时被链中的下一个进程所请求。16.在分时系统中，进程调度经常采用什么算法 答：时间片转轮法17.进程调度的两种方式是什么？ 答：非抢占式(Non-preemptive Mode)：分派程序一旦把处理机分配给某进程后便让它一直运行下去，直到进程完成或发生某事件而阻塞时，才把处理机分配给另一个进程。抢占方式(Preemptive Mode)：当一个进程正在运行时，系统可以基于某种原则，剥夺已分配给它的处理机，将之分配给其它进程。18.RR采用固定时间片，如果时间片过大，RR将变为什么调度算法？ 答：先来先服务法。19.产生死锁的两个根本原因是什么？ 答：1)竞争资源：当系统中供多个进程所共享的资源，不足以同时满足它们的需要时，引起它们对资源的竞争而产生死锁；2)进程推进顺序不当：进程在运行过程中，请求和释放资源的顺序不当，导致进程的死锁。20.在操作系统中，P、V操作是 原语 。21.对进程的管理和控制应使用 原语 。 22.如果信号量S的初值为2，当前值为-1，则表示有几个等待进程? 1个 。23.以下进程的状态变换中，什么变化是不可能的 C 。A.运行就绪B.运行等待C.等待运行D.等待就绪25.用P、V操作管理临界区时，对于两个进程共享一个临界资源时，信号量初值为1.26.临界区是 C 。A.一个缓冲区B.一段共享数据区C.一段程序D.一个互斥资源练习41. PV操作经典问题：读者-写者问题问题描述写者向数据区放数据，读者从数据区获取数据多个读者可同时读取数据多个写者不能同时写数据读者和写者不能同时操作参考解答:w用于读者和写者、写者和写者之间的互斥readcount表示正在读的读者数目 mutex用于对readcount 这个临界资源的互斥访问设有两个信号量 w=1，mutex=1，设一个全局变量 readcount =0分析:因为只要有一个读者在读，便不允许写者去写。所以：仅当readcount0，读者进程才需要执行p(w)，同时readcount+1;仅当readcount-1后其值为0时,读者进程才需要执行v(w)，以便让写者写。读者：while（1） P(mutex);readcount +;if ( readcount=1) P(w);V(mutex);读P(mutex);readcount -;if (readcount=0) V(w);V(mutex);写者：While（1）P(w);写V(w); 2. 动态分区：设作业A（30K），B（70K），C（50K）依次请求内存分配，内存现有F1(100K)，F2(50K)两个空闲区，如图所示，分别采用最佳适应法和最差适应法画出内存分配情况。F2(50K)F1(100K) 参考答案：最佳适应法：F2(50)-F1(100) 分配A(30)后：F2(20)-F1(100) 分配B(70)后：F2(20)-F1(30) 分配C(50):分配失败 （图示省略）最差适应法：F1(100)-F2(50) 分配A(30)后：F1(70)-F2(50) 分配B(70)后：F2(50) 分配C(50)后: 无空闲区 （图示省略）FCFS应用举例例1：在单道环境下，某批处理系统有四道作业，已知它们的进入系统的时刻、估计运算时间如下：用FCFS算法计算作业的运行情况:平均周转时间和平均带权周转时间。解答：SJF应用举例例一 设有5道作业，他们的提交时间和运行时间如表： 分析 执行的顺序为：P1-P2-P5-P4-P3 T0.68小时高响应比优先调度算法举例 例：设有4个作业，他们的提交时间和计算时间如下表：分析若这四个作业在一台处理机上按单道方式运行，采用最高响应比优先调度算法，则第一次计算响应比在8：00，此时只有P1作业提交，其相应比Rp11；在作业P1结束后，第二次计算各作业的