操作系统习题分析

daughter:
son:
Coend end
Repeat P(Sa); 从盘中取出苹果； V(S); 吃苹果；
Until false Repeat
P(So); 从盘中取出桔子； V(S); 吃桔子； Until false
第3章 补充题
4、某大学军训正在进行实弹练习。现有一保管员负责管理 枪支弹药，有A、B两组学生，A组学生每人都有一支枪， B组学生每人都备有足够的子弹，任一学生只要有枪和子 弹就可以进行实弹练习。在打靶场有一个可以放一只枪或 一发子弹的盒子，当盒中无物品时，保管员就可以任意放 一支枪或一发子弹供学生取用。当盒中有学生所需材料时， 每次允许一个学生从中取出自己所需的材料，材料取走后， 保管员再放一件材料。
Sc,Sp: semaphore; Sp=0; /*信号量Sp，表示缓冲区Buf 是否存放计算结果*/ Sc=1; /*信号量Sc，表示缓冲区Buf 是否为空*/
Cobegin Pc: While (计算未结束); /*计算进程*/ { 计算； P(Sc); /*缓冲区是否为空？若非空，则等待*/ Buf←计算结果；
《操作系统》习题分析
总问题
• 概念要清楚、定义要准确 • 叙述要清楚、具体 • 解题过程要详细 • 有关PV操作的题必须编写程序，给出算法
第1章 补充作业
1、设在内存中有三道程序A、
B和C，并按A、B、C的优
先次序运行，其内部计算
和I/O操作的时间如图1所
示。若处理机调度程序每
次进行程序状态转换的时
T=60+2+30+2+40+2+50+2+20+2+50+2+70+2+50+2+40+2+30+2+20+2 =482
多道运行比单道运行节省时间为：482－306=176
第3章 进程管理
• 教材 p83 2、6、7、8、9、10、11、13、14、15
第3章 进程管理
1.设有三个并发进程R、M、P，它们共享一个缓冲 区。R负责从输入设备读信息，每读一个记录后， 就把它存放在缓冲区中；M在缓冲区中加工读入 的记录；P把加工后的记录打印输出。读入的记录 经加工输出后，缓冲区又可存放下一个记录。试 写出它们能正确执行的程序。
输入进程R
处理进程M 打印进程P
缓冲区
3.6 进程同步
例，共享一个缓冲区的合作进程
计算进程PC
缓冲区 打印进程PP
计算进程PC ：反复地把每次计算结果放入缓冲区Buf中 打印进程PP ：将计算进程每次放入缓冲区Buf中的数据
取出，通过打印机打印输出
缓冲区Buf ：一次只可放一个数据
Begin
读书；
P(S) 在登记表中查找座位X； 撤消登记信息； 置座位X的标志为空； V(Sn) V(S) end Coend
讨论并分析上述程序：
– 采用指针形式（类似生产者-消费者问题） – 给每个座位设置一个信号量（类似哲学家就餐问
Βιβλιοθήκη Baidu题）
第3章 补充题
3. 桌上有一只盘子，每次只能放入一个水果。爸爸 专向盘中放苹果，妈妈专向盘中放桔子，一个女 儿专等吃盘中的苹果，一个儿子专等吃盘中的桔 子。试用P、V操作写出他们能同步的程序。
Pp: Repeat P(Sm); 从缓冲区取出一个记录； V(empty); 打印记录；
Until false Coend end
第3章 进程管理
2.有一阅览室，读者进入时必须先在一张登记表上 进行登记。该表为每一座位列出一个表目，包括 座号、姓名。读者离开时撤消登记信息。阅览室 有100个座位，试问：
V(Sp);
} Pp: While (打印未完成); /*打印进程*/
{ P(Sp); /*缓冲区是否为数据？若无，则等待*/ 从缓冲区Buf取数据；
V(Sc); 打印数据；
}
Coend
End
分析
• 缓冲区是临界资源，必须互斥访问 • 信号量empty：表示缓冲区是否为空，初值为1 • 信号量Sr：进程R是否已输入信息，初值Sr=0 • 信号量Sm：进程M是否已加工信息，初值Sm=0
• 一个读者一个进程 • 信号量的设置
S：用于读者互斥访问（登记/撤消）登记表，初值为1 Sn：表示空座位数，初值为100
• 每个座位设一个状态位：满/空（类似信箱通讯）
程序
begin S, Sn : Semaphore; S:=1 ; Sn:=100;
Cobegin process Reader i (i=1, 2, …… , n ） begin P(Sn); P(S) ; 选择标志为空的座位X； 登记； 置座位X的标志为满； V(S);
begin empty, Sr, Sm, Sp : semaphore empty:=1; Sr:=0; Sm:=0 ;
Cobegin Pr: Repeat 从输入设备读一个记录； P(empty); 将记录存入缓冲区； V(Sr); Until false Pm: Repeat P(Sr); 在缓冲区中加工记录； V(Sm); Until false
（1）为描述读者的动作，应编写几个程序， 应该设置几个进程？进程和程序之间的对应关系 如何？
（2）试用P、V操作描述这些进程间的同步 算法。
分析
• 读者动作：登记、读书、撤消 • 座位总数：100 • 登记/撤消都需要在登记表修改信息，一次只能有
一个读者对登记表进行访问 登记表是临界资源，必须互斥访问
间为2ms，请画出多道程
序系统中在处理机调度程
序管理下各程序状态转换
的时间关系图，并计算出
完成这三道程序共花多少
时间？比单道运行节省了
多少时间？
图1 各程序内部计算和I/O操作的时间
解：多道程序系统中，在处理机调度程序管理下 各程序状态转换的时间关系图如图2所示。
图2 各程序执行与状态转换的时间关系图 单道系统中，三道程序共运行的时间为：
分析： • 信号量S：表示盘子是否为空，初值为1 • 信号量So：表示盘中是否有桔子，初值为0 • 信号量Sa：表示盘子是否有苹果，初值为0
程序
begin S, Sa, So : semaphore S=1; Sa=0; So=0; Cobegin father: Repeat P(S); 将苹果放入盘中； V(Sa); Until false mother: Repeat P(S); 将桔子放入盘中； V(So); Until false