计算机操作系统课件习题解答

1、 三个程序A、B、C，它们使用同一个设备进行I/O操作，并按A、B、C的优先次序执行。这三个程序的计算和I/O操作时间如 表1所示。假设调度的时间可忽略不计，请分别画出单道程序环境和多道程序环境下（假设内存中可同时装入这三道程序），它们运行的时间关系图，并比较它们的总运行时间。306020403040101020操作程序I/O B A C计算计算表1 程序运行的时间表（单位：ms）第一章 习题解答单道运行的时间关系图180I/O计算0时间/ms3070 80140170200240260AAABBBCCC090 多道、非抢占式运行的时间关系图I/O计算时间/ms3070100160180AAB

2、ABBC120C130C第二章 习题解答用信号量机制实现n个进程的互斥。1）设sem为互斥信号量，其取值范围（1，0，-1，-(n-1) ) 其中，sem=1表示n个进程都未进入类名为S的临界区；sem=0表示n个进程中有一个进入临界区；sem = -1表示n个进程中有一个进入临界区，另有一个等待进入临界区；sem=-(n-1)表示n个进程中有一个进入临界区，而另n-1进程等待进入临界区 。2)描述：P1： P2 : Pn : wait(sem) wait(sem) wait(sem) signal(sem) signal(sem) signal(sem) 答： 设信号量c0 c4,初始值都为

3、1，分别表示第i号筷子被拿（i=0,1,2,3,4)Send(i) 第i个哲学家要吃饭Begin wait(ci) wait(c(i+1) mod 5) eat signal(c(i+1) mod 5) signal(ci)end 解决思路如下：让奇数号的哲学家先取左手边的筷子，让偶数号的哲学家先取右手边的筷子。Send(i) 哲学家Begin 筷子 if (i mod 2 = 0) then wait(ci) wait(c(i+1) mod 5) eat signal(ci) signal(c(i+1) mod 5) 0413201234 else wait(c(i+1) mod 5) wa

4、it(ci) eat signal(c(i+1) mod 5) signal(ci) end 如下图具有6个节点的前驱图，利用信号量机制来解决该前驱图所描述的并发执行的过程。S1S6S4S2S3S5Struct smaphore a,b,c,d,e,f,g,h=0,0,0,0,0,0,0,0cobegin S1;V(a);V(b); P(a);S2;V(c）;V(d); P(b);S3;V(e); P(c);S4;V(f); a b P(d); S5;V(g); P(f);P(g); P(h) ;S6; c d eCoend f g hS1S6S4S2S3S5吃水果问题问题描述：桌上有一只盘子

5、，每次只能放一个水果，爸爸专向盘中放苹果，妈妈专向盘中放桔子，儿子专等吃盘里的桔子，女儿专等吃盘里的苹果。只要盘子空，则爸爸或妈妈可向盘中放水果，仅当盘中有自己需要的水果时，儿子或女儿可从中取出，请给出四人之间的同步关系，并用PV操作实现四人正确活动的程序。 四人之间的关系爸爸，妈妈要互斥使用盘子，所以两者之间是互斥关系；爸爸放的苹果，女儿吃，所以两者是同步关系；妈妈放的桔子，儿子吃，所以两者也是同步关系。 解： 设信号量pan初值为1，表示盘子里可以放1个水果 设信号量apple为父亲和女儿同步的私用信号量，初值为0 设信号量orange为母亲和儿子同步的私用信号量，初值为0Father:w

6、ait(pan) daughter:wait(apple) 放apple 取apple signal(apple) signal(pan)Mother:wait(pan) son: wait(orange) 放orange 取orange signal(orange) signal(pan)问题：用问题：用P.V操作解决下面问题操作解决下面问题司机进程：司机进程：REPEAT启动车辆启动车辆正常驾驶正常驾驶到站停车到站停车UNTIL 售票员进程：售票员进程：REPEAT关门关门售票售票开门开门UNTIL 信号量：信号量：S_Door, 初值为初值为0S_Stop; 初值为初值为0司机进程司机进

7、程：Begin Repeat wait(S_Door); 启动；启动； 驾驶；驾驶； 停车；停车； signal(S_Stop); Until false;End售票员进程售票员进程:Begin Repeat 关门；关门； signal(S_Door); 售票；售票； wait(S_Stop); 开门；开门； Until false;End同步要求：先关门，后开车；同步要求：先关门，后开车； 先停车，后开门先停车，后开门作业提交时刻(h)服务时间(h)123410.0010.2010.4010.502.001.000.500.301.在单道环境下，某批处理有四道作业，已知它们的进入系统的时刻、

8、估计运算时间(即所要求的服务时间)如下：试分别用FCFS、SJF、HRRN算法写出作业的运行情况、平均周转时间和平均带权周转时间。开始时刻 完成时刻 周转时间带权周转时间第三章 习题解答作业提交时刻执行时间开始时刻完成时刻 周转时间带权周转123410.0010.2010.4010.502.0010.50.310.0012.0013.0013.512.0013.0013.5013.802.002.803.103.301.002.806.2011运行顺序：1、2、3、4平均周转时间T(2+2.8+3.1+3.3)/4=2.8（h）平均带权周转时间T(1+2.8+6.2+11)/4=5.25周转时

9、间周转时间= 完成完成时间时间- -提交提交时间时间FCFS调度算法作业提交时刻执行时间开始时刻完成时刻 周转时间带权周转123410.0010.2010.4010.502.0010.50.310.0012.8012.3012.0012.0013.8012.8012.302.003.62.41.81.003.64.86运行顺序：1、4、3、2平均周转时间T(2+3.6+2.4+1.8)/4=2.45（h）平均带权周转时间T(1+3.6+4.8+6)/4=3.85 最短作业优先法（SJF） 该算法总是优先调度要求运行时间最短的作业作业提交时刻执行时间开始时刻完成时刻 周转时间带权周转123410

10、.0010.2010.4010.502.0010.50.310.0012.8012.3012.0012.0013.8012.8012.302.003.62.41.81.003.64.86运行顺序：1、4、3、2平均周转时间T(2+3.6+2.4+1.8)/4=2.45（h）平均带权周转时间T(1+3.6+4.8+6)/4=3.85 最高响应比作业优先算法（HRN）最高响应比作业优先算法（HRN）响应比=1+已等待时间/需运行时间=1+W/T时刻为时刻为12.00: 分别计算分别计算2号、号、3号、号、4号作业的响应比号作业的响应比 R2=1+(12.00-10.20)/1=1+1.8/1=2.8 R3 =1+(12.00-10.40)/0.5=1+1.6/0.5=4.2 R4 =1+(12.00-10.50)/0.3=1+1.5/0.3=6 （响应比最高）（响应比最高）所以选中所以选中4号作业投入运行，号作业投入运行，4号作业运行到号作业运行到12.30运行结束运行结束时刻为时刻为12.30: 分别计算剩余的分别计算剩余的2号和号和3号作业的响应比号作业的响应比 R2=1+(12.30-10.20)/1=1+2.1/1=3.1 R3 =1+