操作系统第二章作业讲解

第二章习题讲解

1、进程之间存在着哪几种制约关系？各是什么原因引起的？下列活动分别属于哪种制约关系？

（1）若干同学去图书馆借书；（2）两队举行篮球比赛；（3）流水线生产的各道工序；（4）商品生产和社会消费。

答：进程之间存在着直接制约与间接制约这两种制约关系，其中直接制约（同步）是由于进程间的相互合作而引起的，而间接制约（互斥）则是由于进程间共享临界资源而引起的。（1）若干同学去图书馆借书，是间接制约，其中书是临界资源；（2）两队举行篮球比赛，是间接制约，其中蓝球是临界资源；（3）流水线生产的各道工序，是直接制约，各道工序间需要相互合作，每道工序的开始都依赖于前一道工序的完成；（4）商品生产和社会消费，是直接制约，两者也需要相互合作：商品生产出来后才可以被消费；商品被消费后才需要再生产。

2、试写出相应的程序来描述下图所示的前趋图

var a,b,c,d,e,f:semaphore:=0,0,0,0,0,0;

begin S1; signal(a); signal(b); signal(c); end;

begin wait(a); S2; end;

begin wait(b); S3; signal(d); end;

begin wait(c); S4; end;

begin wait(d); S5; signal(e); signal(f); end;

begin wait(e); S6; end;

begin wait(f); S7; end;

3、已知一个求值公式(A2＋3B)/(B+5A)，若A、B已赋值，试画出该公式求值过程的前趋图，并使用信号量描述这些前趋关系。

答：根据求值公式，假设：

S1: X1=A*A

S2: X2=3*B

S3: X3=5*A

S4: X4=X1+X2

S5: X5=B+X3

S6: X6=X4/X5

var a,b,c,d,e:semaphore:=0,0,0,0,0;

begin S1; signal(a); end;

begin S2; signal(b); end;

begin S3; signal(c); end;

begin wait(a); wait(b); S4; signal(d); end

begin wait(c); S5; signal(e); end

begin wait(d); wait(e); S6; end

4、桌上有一只能容纳一个水果的盘子；爸爸专向盘子中放苹果(apple)，妈妈专向盘子中放桔子(orange)，一个儿子专等吃盘子中的桔子，一个女儿专等吃盘子里的苹果，1）试用信号量实现他们的同步关系；2）如果有两个家庭的爸爸、妈妈、儿子、女儿和二只盘子呢？会需要专门的实现吗？

var empty,apple,orange:semaphore:= 1,0,0;

说明：empty与apple表示盘子为空与盘子中放入了苹果，用于表示爸爸与女儿间的同步关系；empty与orange表示盘子为空与盘子中放入了桔子，用于表示妈妈与儿子间的同步关系；

答案：1）使用记录型信号量

2）使用记录型信号量

var mutex,empty,apple,orange:semaphore:=1,2,0,0;

dish: array[0,1] of fruit;

repeat

producer an orange;

wait(empty);

wait(mutex);

if dish[in]==apple or dish[in]==orange then

in:=(in+1) mod 2;

disk[in]:=orange;

in:=(in+1) mod 2;

signal(mutex);

signal(orange);

Until false

end repeat

wait(orange);

wait(mutex);

if dish[out]==apple then

out:=(out+1) mod 2;

get an orange from dish[out]; out:=(out+1) mod 2;

signal(mutex);

signal(empty);

Eat an apple;

Until false

end

5、试用信号量实现课件92页，司机与售票员进程的同步关系

driver:begin

repeat

drive a bus;

arrive at bus station;

signal(stop);

rest;

wait(door);

Until false

end conductor:begin

repeat

sell tickets;

wait(stop);

Open the door; Close the door signal(door); Until false

end

6、试用信号量解决读者—写者问题，使得写者与读者优先级根据到达顺序确定。1）典型错误代码讲解：不增加任何信号量

Var rmutex, wmutex:semaphore∶=1,1;

Readcount:integer∶ =0;

begin

parbegin

Reader:begin

repeat

wait(rmutex);

if Readcount=0 then wait(wmutex);

Readcount∶ = Readcount+1;

signal(rmutex);

…

perform read operation;

…

wait(rmutex);

Readcount∶= Readcount-1;

if Readcount=0 then signal(wmutex);