計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課件習(xí)題解答

1、 三個(gè)程序A、B、C，它們使用同一個(gè)設(shè)備進(jìn)行I/O操作，并按A、B、C的優(yōu)先次序執(zhí)行。這三個(gè)程序的計(jì)算和I/O操作時(shí)間如 表1所示。假設(shè)調(diào)度的時(shí)間可忽略不計(jì)，請(qǐng)分別畫出單道程序環(huán)境和多道程序環(huán)境下（假設(shè)內(nèi)存中可同時(shí)裝入這三道程序），它們運(yùn)行的時(shí)間關(guān)系圖，并比較它們的總運(yùn)行時(shí)間。306020403040101020操作程序I/O B A C計(jì)算計(jì)算表1 程序運(yùn)行的時(shí)間表（單位：ms）第一章 習(xí)題解答單道運(yùn)行的時(shí)間關(guān)系圖180I/O計(jì)算0時(shí)間/ms3070 80140170200240260AAABBBCCC090 多道、非搶占式運(yùn)行的時(shí)間關(guān)系圖I/O計(jì)算時(shí)間/ms3070100160180AAB

2、ABBC120C130C第二章 習(xí)題解答用信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)n個(gè)進(jìn)程的互斥。1）設(shè)sem為互斥信號(hào)量，其取值范圍（1，0，-1，-(n-1) ) 其中，sem=1表示n個(gè)進(jìn)程都未進(jìn)入類名為S的臨界區(qū)；sem=0表示n個(gè)進(jìn)程中有一個(gè)進(jìn)入臨界區(qū)；sem = -1表示n個(gè)進(jìn)程中有一個(gè)進(jìn)入臨界區(qū)，另有一個(gè)等待進(jìn)入臨界區(qū)；sem=-(n-1)表示n個(gè)進(jìn)程中有一個(gè)進(jìn)入臨界區(qū)，而另n-1進(jìn)程等待進(jìn)入臨界區(qū) 。2)描述：P1： P2 : Pn : wait(sem) wait(sem) wait(sem) signal(sem) signal(sem) signal(sem) 答： 設(shè)信號(hào)量c0 c4,初始值都為

3、1，分別表示第i號(hào)筷子被拿（i=0,1,2,3,4)Send(i) 第i個(gè)哲學(xué)家要吃飯Begin wait(ci) wait(c(i+1) mod 5) eat signal(c(i+1) mod 5) signal(ci)end 解決思路如下：讓奇數(shù)號(hào)的哲學(xué)家先取左手邊的筷子，讓偶數(shù)號(hào)的哲學(xué)家先取右手邊的筷子。Send(i) 哲學(xué)家Begin 筷子 if (i mod 2 = 0) then wait(ci) wait(c(i+1) mod 5) eat signal(ci) signal(c(i+1) mod 5) 0413201234 else wait(c(i+1) mod 5) wa

4、it(ci) eat signal(c(i+1) mod 5) signal(ci) end 如下圖具有6個(gè)節(jié)點(diǎn)的前驅(qū)圖，利用信號(hào)量機(jī)制來(lái)解決該前驅(qū)圖所描述的并發(fā)執(zhí)行的過(guò)程。S1S6S4S2S3S5Struct smaphore a,b,c,d,e,f,g,h=0,0,0,0,0,0,0,0cobegin S1;V(a);V(b); P(a);S2;V(c）;V(d); P(b);S3;V(e); P(c);S4;V(f); a b P(d); S5;V(g); P(f);P(g); P(h) ;S6; c d eCoend f g hS1S6S4S2S3S5吃水果問(wèn)題問(wèn)題描述：桌上有一只盤子

5、，每次只能放一個(gè)水果，爸爸專向盤中放蘋果，媽媽專向盤中放桔子，兒子專等吃盤里的桔子，女兒專等吃盤里的蘋果。只要盤子空，則爸爸或媽媽可向盤中放水果，僅當(dāng)盤中有自己需要的水果時(shí)，兒子或女兒可從中取出，請(qǐng)給出四人之間的同步關(guān)系，并用PV操作實(shí)現(xiàn)四人正確活動(dòng)的程序。 四人之間的關(guān)系爸爸，媽媽要互斥使用盤子，所以兩者之間是互斥關(guān)系；爸爸放的蘋果，女兒吃，所以兩者是同步關(guān)系；媽媽放的桔子，兒子吃，所以兩者也是同步關(guān)系。 解： 設(shè)信號(hào)量pan初值為1，表示盤子里可以放1個(gè)水果 設(shè)信號(hào)量apple為父親和女兒同步的私用信號(hào)量，初值為0 設(shè)信號(hào)量orange為母親和兒子同步的私用信號(hào)量，初值為0Father:w

6、ait(pan) daughter:wait(apple) 放apple 取apple signal(apple) signal(pan)Mother:wait(pan) son: wait(orange) 放orange 取orange signal(orange) signal(pan)問(wèn)題：用問(wèn)題：用P.V操作解決下面問(wèn)題操作解決下面問(wèn)題司機(jī)進(jìn)程：司機(jī)進(jìn)程：REPEAT啟動(dòng)車輛啟動(dòng)車輛正常駕駛正常駕駛到站停車到站停車UNTIL 售票員進(jìn)程：售票員進(jìn)程：REPEAT關(guān)門關(guān)門售票售票開門開門UNTIL 信號(hào)量：信號(hào)量：S_Door, 初值為初值為0S_Stop; 初值為初值為0司機(jī)進(jìn)程司機(jī)進(jìn)

7、程：Begin Repeat wait(S_Door); 啟動(dòng)；啟動(dòng)； 駕駛；駕駛； 停車；停車； signal(S_Stop); Until false;End售票員進(jìn)程售票員進(jìn)程:Begin Repeat 關(guān)門；關(guān)門； signal(S_Door); 售票；售票； wait(S_Stop); 開門；開門； Until false;End同步要求：先關(guān)門，后開車；同步要求：先關(guān)門，后開車； 先停車，后開門先停車，后開門作業(yè)提交時(shí)刻(h)服務(wù)時(shí)間(h)123410.0010.2010.4010.502.001.000.500.301.在單道環(huán)境下，某批處理有四道作業(yè)，已知它們的進(jìn)入系統(tǒng)的時(shí)刻、

8、估計(jì)運(yùn)算時(shí)間(即所要求的服務(wù)時(shí)間)如下：試分別用FCFS、SJF、HRRN算法寫出作業(yè)的運(yùn)行情況、平均周轉(zhuǎn)時(shí)間和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間。開始時(shí)刻 完成時(shí)刻 周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間第三章 習(xí)題解答作業(yè)提交時(shí)刻執(zhí)行時(shí)間開始時(shí)刻完成時(shí)刻 周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)123410.0010.2010.4010.502.0010.50.310.0012.0013.0013.512.0013.0013.5013.802.002.803.103.301.002.806.2011運(yùn)行順序：1、2、3、4平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T(2+2.8+3.1+3.3)/4=2.8（h）平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間T(1+2.8+6.2+11)/4=5.25周轉(zhuǎn)時(shí)

9、間周轉(zhuǎn)時(shí)間= 完成完成時(shí)間時(shí)間- -提交提交時(shí)間時(shí)間FCFS調(diào)度算法作業(yè)提交時(shí)刻執(zhí)行時(shí)間開始時(shí)刻完成時(shí)刻 周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)123410.0010.2010.4010.502.0010.50.310.0012.8012.3012.0012.0013.8012.8012.302.003.62.41.81.003.64.86運(yùn)行順序：1、4、3、2平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T(2+3.6+2.4+1.8)/4=2.45（h）平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間T(1+3.6+4.8+6)/4=3.85 最短作業(yè)優(yōu)先法（SJF） 該算法總是優(yōu)先調(diào)度要求運(yùn)行時(shí)間最短的作業(yè)作業(yè)提交時(shí)刻執(zhí)行時(shí)間開始時(shí)刻完成時(shí)刻 周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)123410

10、.0010.2010.4010.502.0010.50.310.0012.8012.3012.0012.0013.8012.8012.302.003.62.41.81.003.64.86運(yùn)行順序：1、4、3、2平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T(2+3.6+2.4+1.8)/4=2.45（h）平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間T(1+3.6+4.8+6)/4=3.85 最高響應(yīng)比作業(yè)優(yōu)先算法（HRN）最高響應(yīng)比作業(yè)優(yōu)先算法（HRN）響應(yīng)比=1+已等待時(shí)間/需運(yùn)行時(shí)間=1+W/T時(shí)刻為時(shí)刻為12.00: 分別計(jì)算分別計(jì)算2號(hào)、號(hào)、3號(hào)、號(hào)、4號(hào)作業(yè)的響應(yīng)比號(hào)作業(yè)的響應(yīng)比 R2=1+(12.00-10.20)/1=1+1.8/1=2.8 R3 =1+(12.00-10.40)/0.5=1+1.6/0.5=4.2 R4 =1+(12.00-10.50)/0.3=1+1.5/0.3=6 （響應(yīng)比最高）（響應(yīng)比最高）所以選中所以選中4號(hào)作業(yè)投入運(yùn)行，號(hào)作業(yè)投入運(yùn)行，4號(hào)作業(yè)運(yùn)行到號(hào)作業(yè)運(yùn)行到12.30運(yùn)行結(jié)束運(yùn)行結(jié)束時(shí)刻為時(shí)刻為12.30: 分別計(jì)算剩余的分別計(jì)算剩余的2號(hào)和號(hào)和3號(hào)作業(yè)的響應(yīng)比號(hào)作業(yè)的響應(yīng)比 R2=1+(12.30-10.20)/1=1+2.1/1=3.1 R3 =1+