第四章作业参考答.案

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1、2答：多道程序在单CPU上并发运行和多道程序在多CPU上并行在本质上是不同的,在单CPU上，操作系统利用时间片轮转算法在一段时间内依次调度执行多个程序，宏观上多道程序并发运行、微观上仍是串行执行；在多CPU上，同一时刻可有多个程序分别在多个CPU上并行执行，而某个程序也可能同时在多个CPU上并行执行。前者实现时应考虑的因素：①在多道程序环境下如何向用户提供服务；②在并发程序之间如可正确传递消息（通信）；③如何对CPU进行调度，保证每个用户相对公平地得到CPU；（CPU是一个只可调度，不可分配的资源）后者实现时应考虑的因素：①在执行

2、多道程序时应如何分配程序给CPU②多CPU之间的通信问题③在多CPU上并行执行一个程序时如何调度和分配CPU④9．说明下列活动时属于哪种至于关系？（1）若干同学去图书馆借书；（2）两队进行篮球比赛；（3）流水线生产中的各道工序；（4）商品生产和社会消费；答：（1）互斥关系（2）互斥关系（3）同步关系（4）同步关系⑤11．设有一台计算机，有两条I/O通道，分别接一台卡片输入机和一台打印机。卡片机把一叠卡片逐一输入到缓冲区B1中，加工处理后再搬到缓冲区B2中，并在打印机上印出。问：（1）系统要设几个进程来完成这个任务？各自的工作是什么

3、？（2）这些进程间有什么样的相互制约关系？（3）用P．V操作写出这些进程的同步算法。（4）设系统中只有上述几个过程，用图表示出各自状态变迁情况及原因。答：（1）系统要设3个进程来完成这个任务；第一个进程：从卡片机把一叠卡片逐一输入到缓冲区B1中；第二个进程：加工处理后再搬到缓冲区B2中；第三个进程：从缓冲区B2读出，打印机印出。（2）第一个进程从卡片机把一叠卡片逐一输入到缓冲区B1中，第二个进程加工处理B1中的数据。如果B1为空，则第二个进程无法进行；如果B1满了，第一个进程不能再进行。第二个进程加工处理B1中的数据并搬到B2中，

4、第三个进程从B2读出。如果B2为空，则第三个进程无法进行；如果B2满了，第二个进程无法进行。（3）P:不能往满的B1送数据，设信号量S1，初值为k（k为缓冲区B1的大小）while(true){读一张卡片;P(S1);数据送到缓冲区B1;V(S2);};Q:不能从空的B1读数据，设信号量S2，初值为0；不能往满的B2送数据，设信号量S3，初值为l（l为缓冲区B2的大小）while(true){P(S2);从缓冲区B1读数据;加工数据;V(S1);P(S3)加工的数据写入缓冲区B2;V(S4)};R:不能从空的B2读数据，设信号量S

5、4，初值为0；while(true){P(S4);从缓冲区B2读数据;V(S3)打印;};（4）卡片打印机B1B2B1未满B2未满B1非空B2非空进程一：运行就绪等待jklmjB1满kB1未满l卡片全部读完m新的一批卡片作业进程二：运行就绪等待jklmjB2满kB2未满lB1空mB1非空进程三：运行就绪等待jklj无条件kB2空lB2非空13假定一个阅览室最多可容纳100人，读者进入和离开阅览室时都必须在阅览室门口的一个登记表上标志（进入时登记，离开时去掉登记项），而且每次只允许一人登记或去掉登记，问：（1）应编写几个程序完成此项

6、工作，程序的主要动作是些什么？应设置几个进程？进程与程序间的对应关系如何？（2）用P、V操作写出这些进程的同步通信关系。答：（1）应该编写四个程序完成工作，分别执行：管理等待登入队列，登入并分配资源，管理等待离开队列，登出并回收资源。应设置2个进程，分别负责管理登入和负责管理登出。（2）设置readercount=100，控制可进入的读者数设置mutex=1，控制操作登记表登入进程：{P(mutex)P(readercount）分配阅览室资源V(mutex)}登出进程：{P(mutex)回收阅览室资源V(readercount)V

7、(mutex)}17．假设一个系统的磁盘大小为2kB，一个块的平均访问时间是20毫秒，一个有40kB的进程由于资源请求此从运行状态变为阻塞态。要确保将该进程换出，它必须保持阻塞多长时间？解：阻塞时间：T=40/2*20=400(毫秒)18.假使A、B两个火车站之间是单轨线，许多列车可以同时到达A站，然后经A站到B站，又列车从A到B的行驶时间是t，列车到B站后的停留时间是t/2。试问在该问题模型中，什么是临界资源？什么是临界区？答：因为许多列车可以同时到达A站，所以A站不是互斥资源，而A、B之间的单轨线每次只能允许一辆列车发出以后另

8、一辆才能发出。因为列车行驶时间为t，B的停留时间为t/2，所以只要在前一辆列车走完前1/2路程后再发车，到达B站时前一辆车也已离开B站。（1）A、B间单轨线的前半段是临界资源。（2）临界区：列车在单轨线前半段上行驶21题（测验的最后一题，类似，更简