操作系统部分作业参考答案

DataCollection:
begin
repeat
……
gatherdatainnextp;
wait(empty);
wait(mutex);
buffer:=nextp;
signal(mutex);
signal(full);
untilfalse;
end
DataCompute:
begin
repeat
Байду номын сангаас……
第二章进程管理
作业3.在测量控制系统中的数据采集任务DataCollection()时，把所有采集的数据送到一个单缓冲区，计算任务DataCompute()从该缓冲区取出数据进行计算。试写出利用信号量机制实现两任务共享缓冲区Buffer的同步算法。
方法一：
Varmutex,empty,full:semaphore:=1,1,0;
进程/资源
Allocation
Need
Available
ABC
ABC
ABC
P0
P1
P2
P3
P4
021
101
013
321
020
410
231
404
422
513
352
问：（1）该状态是否安全，如果不安全说明理由，如果安全给出安全序列；
安全序列是：P1,P0,P2,P3,P4
（2）若进程P3提出请求Request(1,2,1)后，系统是否安全，如果不安全说明理由，如果安全给出分配后的安全序列。
repeat
……
gatherdatainnextp;
wait(empty);
buffer:=nextp;
signal(full);
untilfalse;
end
DataCompute:
begin
repeat
……
wait(full);
nextc:=buffer;
signal(empty);
computedatainnextc;
3）采用最近最久未使用LRU置换算法，计算访问过程中所发生的缺页次数和缺页率。
4
3
2
1
4
3
5
4
3
2
1
5
6
2
3
7
1
2
6
1
4
3
2
1
4
3
5
4
3
2
1
5
6
2
3
7
1
2
6
1
4
3
2
1
4
3
5
4
3
2
1
5
6
2
3
7
1
2
6
4
3
2
1
4
3
5
4
3
2
1
5
6
2
3
7
1
2
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
缺页率：17/20=85%
16
16
8
32
64
32
8
16
64
1）首次适应算法
A7*
C9*
F8*
8
8
B18*
14
D20*
E35*
9
32
8
16
64
2）循环首次适应算法
A,F,1
16
8
B,14
C,55
D,12
8
16
E,29
3）最佳适应算法
16
16
A7*
1
B18*
C9*
5
E35*
29
D20*
12
F8*
16
64
4）最坏适应算法
16
16
8
6
1
4
3
2
1
4
3
5
2
1
6
3
7
1
2
6
4
3
2
1
4
3
5
2
1
6
3
7
1
2
4
3
2
1
4
3
5
2
1
6
3
7
1
缺页率：15/20=75%
2）采用最佳页面Optimal置换算法，计算访问过程中所发生的缺页次数和缺页率；
4
3
2
1
4
3
5
4
3
2
1
5
6
2
3
7
1
2
6
1
4
4
4
4
4
2
2
2
2
2
6
3
3
3
3
3
1
1
1
1
1
2
1
5
5
5
6
3
7
7
缺页率：11/20=55%
F,24
A,C,D,28
32
8
16
B,E,11
“*”表示已分配
2.假设物理块数M=3，有一个作业的页面走向为
4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5、6、2、3、7、1、2、6、1
1）采用先进先出FIFO页面置换算法，计算访问过程中所发生的缺页次数和缺页率；
4
3
2
1
4
3
5
4
3
2
1
5
6
2
3
7
1
2
wait(full);
wait(mutex);
nextc:=buffer;
signal(mutex);
signal(empty);
computedatainnextc;
untilfalse;
end
方法二：
Varempty,full:semaphore:=1,0;
DataCollection:
begin
假设P3的请求Request(1,2,1)得到满足，即：
进程/资源
Allocation
Need
Available
ABC
ABC
ABC
P0
P1
P2
P3
P4
021
101
013
442
020
410
231
404
301
513
231
安全序列是：P1,P3,P0,P2,P4
1.假设有一批作业A、B、C、D、E、F，它们的大小分别为A:7KB、B:18KB、C:9KB、D:20KB、E:35KB、F:8KB，根据不同的算法把它们分配到如下空闲分区表中。
begin
repeat
……
wait(mutex);
nextc:=buffer;
signal(mutex);
computedatainnextc;
untilfalse;
end
答：如果有多个DataCollection和多个DataCompute，则可能会出现多个同类进程依次操作同一数据的情况，这种情况通常是不允许的。比如，多个DataCollection依次生产了多个data，只有最后一个数据得以保留。
算法
进程名
A
B
C
D
E
平均
到达时间
0
1
3
4
6
服务时间
5
7
3
8
2
FCFS
完成时间
5
12
15
23
25
周转时间
5
11
12
19
19
带权周转时间
1
11/7
4
19/8
19/2
SJF
完成时间
5
17
8
25
10
周转时间
5
16
5
21
4
带权周转时间
1
16/7
5/3
21/8
2
2.用时间片轮转法RR调度进程A、B、C、D和E，时间片q分别为2和4，完成下面的表格（参考教材P96图3-6）。
untilfalse;
end
如下的方法三有问题吗？
Varmutex:semaphore:=1;
DataCollection:
begin
repeat
……
gatherdatainnextp;
wait(mutex);
buffer:=nextp;
signal(mutex);
untilfalse;
end
DataCompute:
算法
进程名
A
B
C
D
E
平均
到达时间
0
1
2
3
4
服务时间
6
2
5
9
8
RR
q=2
完成时间
16
4
21
28
30
周转时间
16
3
19
25
26
带权周转时间
8/3
1.5
3.8
25/9
3.25
RR
q=4
完成时间
22
6
11
26
30
周转时间
22
5
9
23
26
带权周转时间