【文章內(nèi)容簡介】 打印機(jī)進(jìn)行打印輸出，問：這三個進(jìn)程間有什么樣的制約關(guān)系？試用信號量的PV操作描述這種關(guān)系。參考答案：由于打印機(jī)是臨界資源，三個進(jìn)程共享臨界資源，是互斥關(guān)系。 為臨界資源設(shè)置互斥信號量s，初始值為1：begin s ：semaphore。s := 1。cobeginprocess Pi(i=0,1,2)begin 其他工作； P (s)。 打印； V (s)。endcoend。end。17． ，把題目修改為以下幾種情況，請用PV操作實現(xiàn)他們之間的同步關(guān)系： （1）桌上一個盤子，只能放一只水果。爸爸放蘋果，媽媽放桔子，兒子只吃桔子，女兒只吃蘋果。（2）桌上一個盤子，只能放一只水果。爸爸放蘋果，媽媽放桔子，兒子吃桔子、蘋果。參考答案：第一步：確定進(jìn)程4個進(jìn)程Father（爸爸）、Mother（媽媽）、Son（兒子）、Daughter（女兒）Father進(jìn)程： l 將蘋果放入盤中Mother進(jìn)程：l 將桔子放入盤中Son進(jìn)程：l 從盤中取出桔子l 吃桔子Daughter進(jìn)程：l 從盤中取出蘋果l 吃蘋果第二步：確定進(jìn)程的同步、互斥關(guān)系l 同步：Father當(dāng)盤中無水果時，才可以將蘋果放入盤中l(wèi) 同步：Mother當(dāng)盤中無水果時，才可以將桔子放入盤中l(wèi) 同步：Son當(dāng)盤中有桔子時，才可以從盤中取出桔子l 同步：Daughter當(dāng)盤中有蘋果時，才可以從盤中取出蘋果第三步：設(shè)置信號量l 盤中無水果，Sp，初值1l 盤中有桔子，So，初值0l 盤中有蘋果，Sa，初值0第四步：用偽代碼描述begin Sp,So,Sa：semaphore。 Sp :=1。 So :=0。 Sa :=0。cobeginFather ( )。Mother ( )。Son ( )。Daughter ( )。coend。end。process Father ( ) begin L1: P（Sp）。 將蘋果放入盤中； V（Sa）。 goto L1。 end。 process Mother ( ) begin L2: P（Sp）。 將桔子放入盤中； V（So）。 goto L2。 end。 process Son ( ) begin L3: P（So）。 從盤中取出桔子； V（Sp） 吃桔子； goto L3； end。process Daughter ( ) begin L4: P（Sa）。 從盤中取出蘋果； V（Sp） 吃蘋果； goto L4； end。（2）第一步：確定進(jìn)程3個進(jìn)程Father（爸爸）、Mother（媽媽）、Son（兒子）Father進(jìn)程： l 將蘋果放入盤中Mother進(jìn)程：l 將桔子放入盤中Son進(jìn)程：l 從盤中取出水果（桔子或蘋果）l 吃水果（桔子或蘋果）第二步：確定進(jìn)程的同步、互斥關(guān)系l 同步：Father當(dāng)盤中無水果時，才可以將蘋果放入盤中l(wèi) 同步：Mother當(dāng)盤中無水果時，才可以將桔子放入盤中l(wèi) 同步：Son當(dāng)盤中有水果（桔子或蘋果）時，才可以從盤中取出水果第三步：設(shè)置信號量l 盤中無水果，empty，初值1l 盤中有水果（桔子或蘋果），full，初值0第四步：用偽代碼描述begin empty, full：semaphore。 empty:=1。 full :=0。cobeginFather ( )。Mother ( )。Son ( )。coend。end。process Father ( ) begin L1: P（empty）。 將蘋果放入盤中； V（full）。 goto L1。 end。 process Mother ( ) begin L2: P（empty）。 將桔子放入盤中； V（full）。 goto L2。 end。 process Son ( ) begin L3: P（full）。 從盤中取出水果。 V（empty）。 吃水果。 goto L3； end。18． 有一個閱覽室，共有100個座位。讀者進(jìn)入閱覽室時必須在入口處進(jìn)行登記；離開閱覽室時必須進(jìn)行注銷。試用PV操作描述讀者進(jìn)入/離開閱覽室的同步與互斥關(guān)系。參考答案：第一步：確定進(jìn)程可以進(jìn)入閱覽室的讀者可以有很多，這里設(shè)為n，即n個Reader（讀者）進(jìn)程Reader進(jìn)程： l 登記l 進(jìn)入閱覽室l 讀書l 離開閱覽室l 注銷第二步：確定進(jìn)程的同步、互斥關(guān)系l 同步：當(dāng)教室內(nèi)有空座位時，讀者才可以登記，并進(jìn)入閱覽室l 互斥：同時只能有一個讀者在入口處進(jìn)行登記l 互斥：同時只能有一個讀者在出口處進(jìn)行注銷第三步：設(shè)置信號量l 教室內(nèi)空座位數(shù)量，seat，初值100l 為入口處進(jìn)行登記設(shè)置互斥信號量Sin，初值 1，表示當(dāng)前可用l 為出口處進(jìn)行注銷設(shè)置互斥信號量Sout，初值 1，表示當(dāng)前可用第四步：用偽代碼描述begin Sin, Sout, seat：semaphore。 seat :=100。 Sin := 1。 Sout := 1。cobeginprocess Readeri ( i = 1,2,…,n )。 begin P(seat)。 P(Sin)。 登記。 V(Sin)。 進(jìn)入閱覽室。 讀書。 離開閱覽室。 P(Sout)。 注銷。 V(Sout)。 V（seat）。 endcoend。end。19． 某工廠有一個可以存放設(shè)備的倉庫，總共可以存放10臺設(shè)備。生產(chǎn)的每一臺設(shè)備都必須入庫，銷售部門可從倉庫提出設(shè)備供應(yīng)客戶。設(shè)備的入庫和出庫都必須借助運輸工具。現(xiàn)只有一臺運輸工具，每次只能運輸一臺設(shè)備。請設(shè)計一個能協(xié)調(diào)工作的自動調(diào)度管理系統(tǒng)。參考答案：第一步：確定進(jìn)程可以為入庫（Pin）和出庫（Pout）各設(shè)置一個進(jìn)程Pin進(jìn)程： l 生產(chǎn)了一臺設(shè)備l 使用運輸工具入庫Pout進(jìn)程： l 使用運輸工具出庫l 提出設(shè)備供應(yīng)客戶第二步：確定進(jìn)程的同步、互斥關(guān)系l 同步：當(dāng)倉庫中有空余位置存放設(shè)備時，設(shè)備才可以入庫l 同步：當(dāng)倉庫中有存放的設(shè)備時，設(shè)備才可以出庫l 互斥：運輸工具是臨界資源，要互斥訪問第三步：設(shè)置信號量l 倉庫中有空余位置數(shù)量，empty，初值10l 倉庫中有存放的設(shè)備數(shù)量，full，初值 0l 為運輸工具設(shè)置互斥信號量S，初值 1，表示當(dāng)前可用第四步：用偽代碼描述begin empty, full, S：semaphore。 empty := 10。full := 0。S := 1。cobegin Pin ()。 Pout ()。coend。end。process Pin ( ) begin L1: 生產(chǎn)了一臺設(shè)備 。P（empty）。 P (S)。使用運輸工具入庫。V （S）。 V（full）。 goto L1。 end。 process Pout ( ) beginL2: P（full）。P (S)。使用運輸工具出庫。V （S）。V（empty）。提出設(shè)備供應(yīng)客戶。 goto L2。 end。 20． 進(jìn)程通信主要有哪幾種類型？參考答案：進(jìn)程通信的類型主要有：共享存儲器系統(tǒng)、消息傳遞系統(tǒng)以及管道通信系統(tǒng)。21． 高級調(diào)度與低級調(diào)度的主要任務(wù)是什么？為什么要引入中級調(diào)度？參考答案：高級調(diào)度又稱作業(yè)調(diào)度，其任務(wù)是從外存上的后備隊列中按照一定的原則選擇若干個作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，為他們創(chuàng)建進(jìn)程，分配必要的資源，如內(nèi)存、外設(shè)等，并將新創(chuàng)建的進(jìn)程插入就緒隊列，準(zhǔn)備執(zhí)行。低級調(diào)度通常又稱為進(jìn)程調(diào)度，其任務(wù)是決定就緒隊列中的哪個進(jìn)程獲得處理器，然后由分派程序把處理器分配給該進(jìn)程，為它恢復(fù)運行現(xiàn)場，讓其運行。引入中級調(diào)度的主要目的是為了提高內(nèi)存的利用率和系統(tǒng)吞吐量。22． 引起進(jìn)程調(diào)度的原因有哪些？參考答案：引起進(jìn)程調(diào)度的原因有：（1）正在執(zhí)行的進(jìn)程執(zhí)行完畢，或因發(fā)生某事件而不能再繼續(xù)執(zhí)行；（2）執(zhí)行中的進(jìn)程因提出I/O請求而暫停執(zhí)行；（3）在進(jìn)程通信或同步過程中執(zhí)行了某種原語操作；（4）當(dāng)采用基于優(yōu)先權(quán)的強(qiáng)占式調(diào)度算法時，就緒隊列中出現(xiàn)優(yōu)先級比當(dāng)前正在執(zhí)行的進(jìn)程優(yōu)先級更高的進(jìn)程時；（5）當(dāng)采用時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法時，當(dāng)前進(jìn)程的時間片用完了。23． 選擇進(jìn)程調(diào)度算法的原則有哪些？參考答案：一個操作系統(tǒng)如何選擇調(diào)度方式和算法，在很大程度上取決于操作系統(tǒng)的類型和目標(biāo)，通常應(yīng)盡量遵循以下幾方面的原則：（1） 周轉(zhuǎn)時間短。從作業(yè)提交開始到作業(yè)完成為止的時間間隔稱為周轉(zhuǎn)時間，它包括作業(yè)等待進(jìn)入內(nèi)存、進(jìn)程在就緒隊列中等待、進(jìn)程在CPU上執(zhí)行和完成I/O操作所花費的時間總和。它主要用于評價批處理系統(tǒng)。為了能更準(zhǔn)確地評價系統(tǒng)的性能，引入了另一個指標(biāo)：帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間，即作業(yè)的周轉(zhuǎn)時間與系統(tǒng)實際為其提供的服務(wù)時間之比。（2） 響應(yīng)時間快。從用戶通過鍵盤提交一個請求開始，直至系統(tǒng)首次產(chǎn)生響應(yīng)為止的時間間隔稱為響應(yīng)時間，主要用于評價分時系統(tǒng)。（3） 要保證截止時間。所謂截止時間，是指某任務(wù)必須開始執(zhí)行的最遲時間，或必須完成的最遲時間，主要用于評價實時系統(tǒng)。（4） CPU利用率高。 當(dāng)CPU的價格非常昂貴時，希望盡可能使它得到充分利用。CPU的利用率可從0％到100％，但在實際系統(tǒng)中，一般是在40％～90％之間。（5） 系統(tǒng)吞吐量高。 所謂系統(tǒng)吞吐量，是指單位時間內(nèi)系統(tǒng)所完成的作業(yè)數(shù)量，主要用于評價批處理系統(tǒng)。24． 批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)和實時操作系統(tǒng)常用哪些進(jìn)程調(diào)度算法？參考答案：批處理操作系統(tǒng)常用的進(jìn)程調(diào)度算法有：先來先服務(wù)調(diào)度算法、短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度算法、高優(yōu)先權(quán)優(yōu)先調(diào)度算法、高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法；分時操作系統(tǒng)常用的進(jìn)程調(diào)度算法有：時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法、多級反饋隊列調(diào)度算法；實時操作系統(tǒng)常用的進(jìn)程調(diào)度算法主要有：高優(yōu)先權(quán)優(yōu)先調(diào)度算法。25． 什么是靜態(tài)優(yōu)先權(quán)和動態(tài)優(yōu)先權(quán)？各有何優(yōu)缺點？參考答案：靜態(tài)優(yōu)先級是在進(jìn)程創(chuàng)建時根據(jù)進(jìn)程的類型、進(jìn)程對資源的需求以及用戶的要求而確定的，在進(jìn)程的整個運行期間保持不變。對于動態(tài)優(yōu)先級，也是在創(chuàng)建進(jìn)程時為進(jìn)程賦予一個初始優(yōu)先級，以后在進(jìn)程的運行過程中隨著進(jìn)程特性的變化，不斷修改優(yōu)先級，如隨著進(jìn)程在就緒隊列中等待時間的增長，可提高進(jìn)程的優(yōu)先級；隨著進(jìn)程連續(xù)占用CPU時間的增長，可降低其優(yōu)先級，防止一個進(jìn)程長期壟斷CPU等。26． 設(shè)有五個進(jìn)程，它們到達(dá)就緒隊列的時刻和運行時間如表2－5所示。若分別采用先來先服務(wù)算法和短進(jìn)程優(yōu)先算法，試給出各進(jìn)程的調(diào)度順序以及平均周轉(zhuǎn)時間。 表2－5 各進(jìn)程到達(dá)就緒隊列的時刻、運行時間進(jìn)程到達(dá)時刻運行時間P1P2P3P4P5參考答案：(1)先來先服務(wù)（FCFS）調(diào)度順序進(jìn)程到達(dá)時刻運行時間開始時間完成時間周轉(zhuǎn)時間12345P1P2P3P4P5平均周轉(zhuǎn)時間：T＝（ + + + + ）/ 5 = (2) 短進(jìn)程優(yōu)先（SPF）調(diào)度順序進(jìn)程到達(dá)時刻運行時間開始時間完成時間周轉(zhuǎn)時間12345P1P3P4P5P2平均周轉(zhuǎn)時間：T＝（ + + + + ）/ 5 = 27． 設(shè)有四個進(jìn)程，它們到達(dá)就緒隊列的時刻、運行時間及優(yōu)先級（此處優(yōu)先級1為最低優(yōu)先級，優(yōu)先級4為最高優(yōu)先級）如表2－6所示。若分別采用非搶占式優(yōu)先級調(diào)度算法和可搶占式優(yōu)先級調(diào)度算法，試給出各進(jìn)程的調(diào)度順序以及平均周轉(zhuǎn)時間。 表2－6 各進(jìn)程到達(dá)就緒隊列的時刻、運行時間及優(yōu)先級進(jìn)程到達(dá)時刻運行時間優(yōu)先級P1P2P3P40123837121324參考答案：(1) 非搶占式優(yōu)先級調(diào)度算法調(diào)度順序進(jìn)程優(yōu)先級到達(dá)時刻運行時間開始時間完成時間周轉(zhuǎn)時間1234P1P4P2P3143203128123