操作系統(tǒng)原理作業(yè)

1、第3章作業(yè)3.2 試比較進程和程序的區(qū)別。答：（1）進程是一個動態(tài)概念，而程序則是一個靜態(tài)概念。程序是指令的有序集合，沒有任何執(zhí)行的含義。而進程則強調執(zhí)行過程，它動態(tài)地被創(chuàng)建，并被調度執(zhí)行后消亡；（2）進程具有并發(fā)特征，而程序沒有； （3）進程是競爭計算機系統(tǒng)資源的基本單位，從而其并發(fā)性受到系統(tǒng)自己的制約。這里制約就是對進程獨立性和異步性； （4）不同的進程可以包含同一程序，只要該程序所對應的數(shù)據(jù)集不同。3.3我們說程序的并發(fā)執(zhí)行將導致最終結果失去封閉性。這話對所有的程序都成立嗎？試距離說明。答：并非對所有的程序都成立。如： Begin local x;x=10;print(x); End上述

2、程序中x是內部變量，不可能被外部程序訪問，因此這段程序的運行不會手外部環(huán)境影響。3.7并發(fā)進程間的制約有哪2種？引起制約的原因是什么?答：并發(fā)進程間的制約有兩種：直接制約和間接制約。直接制約是由并發(fā)進程互相共享對方的私有資源所引起的。間接制約是由競爭公有資源引起的。3.8什么是進程間的互斥？什么是進程間的同步？答：進程間的互斥是指：一組并發(fā)進程中的一個或多個程序段，因共享某一共有資源而導致它們必須以一個不許交叉執(zhí)行的單位執(zhí)行，集不允許兩個以上的共享該資源的并發(fā)進程同時進入臨界區(qū)。 進程間的同步是指：異步環(huán)境下的一組并發(fā)進程陰直接制約互相發(fā)送消息二進行合作、互相等待，是個進程按一定的速度執(zhí)行的過

3、程。3.13編寫一個程序使用系統(tǒng)調用fork生成三個子進程，并使用系統(tǒng)調用pipe創(chuàng)建一管道，使得這3個子進程和父進程公用同一條管道進行信息通信。答： main()  int r,i,P1,P2,fd2;  char buf50,s50;  pipe(fd);  while(P1=fork()=-1);  if(P1=0)      lockf(fd1,1,0);    sprintf(buf,"child process P1 is sending messages!n")

4、;    printf("child process P1!n");    write(fd1,buf,50);    sleep(5);    lockf(fd1,0,0);    exit(0);    else      while(P2=fork()=-1);    if(P2=0)            lockf(f

5、d1,1,0);       sprintf(buf,"child process P2 is sending messages!n");       printf("child process P2!n");       write(fd1,buf,50);       sleep(5);       lo

6、ckf(fd1,0,0);       exit(0);     else      while(P3=fork()=-1);    if(P3=0)            lockf(fd1,1,0);       sprintf(buf,"child process P3 is sending messages!n"

7、;);       printf("child process P3!n");       write(fd1,buf,50);       sleep(5);       lockf(fd1,0,0);       exit(0);wait(0);    if(r=read(fd0,s,50)=-1)

8、60;      printf("can't read pipen");    else  printf("%sn",s);    wait(0);    if(r=read(fd0,s,50)=-1)       printf("can't read pipen");    else  printf("%sn"

9、,s);wait(0);    if(r=read(fd0,s,50)=-1)       printf("can't read pipen");    else  printf("%sn",s);exit(0);       3.14設有5個哲學家，共享一張放有五把椅子的桌子，每人分得一把椅子。但是桌子上總共只有5支筷子，在每人兩邊分開各放一支。哲學家們在肚子饑餓時才試圖分兩次從兩邊拾起筷子就餐。條件：（1

10、）只有拿到兩只筷子時，哲學家才能吃飯；（2）如果筷子已在他人手上，則該哲學家必須等待到他人吃完之后才能拿到筷子；（3）任一哲學家在自己未拿到兩只筷子吃飯之前，絕不放下自己手中的筷子。試： （1）描述一個保證不會出現(xiàn)兩個鄰座同時要求吃飯的通信算法。（2）描述一個既沒有兩鄰座同時吃飯，又沒有人餓死(永遠拿不到筷子)的算法。（3）在什么情況下，5個哲學家全部吃不上飯。答：（1）設信號量c0c4，初始值均為1，分別表示I號筷子被拿(I=0,1,2,3,4)send(I):第一個哲學家要吃飯BeginP(cI); P(cI+1 mod 5); Eat; V(cI+1 mod 5); V(cI); End

11、;該過程能保證兩鄰座不同時吃飯，但會出現(xiàn)5個哲學家一人拿一支筷子，誰也吃不上飯的死鎖情況。（2）解決的思路如下：讓奇數(shù)號的哲學家先取右手邊的筷子，讓偶數(shù)號的哲學家先取左手邊的筷子。這樣，任何一個哲學家拿到一只筷子以后，就已經(jīng)組織了他鄰座的一個哲學家吃飯的企圖，除非某個哲學家一支吃下去，否則不會有人會餓死。send(I)Begin if I mod 2 = 0 then P(cI,P(cI+1 mod 5) Eat; V(cI,V(cI+1 mod 5)else P(cI+1 mod 5) P(cI) Eat V(cI+1 mod 5) V(cI)End(3)在循環(huán)等待的情況下，5個哲學家全部吃

12、不上飯。有兩個進程P1，P2，他們分別執(zhí)行下面的程序體，其中total是兩個進程都能訪問的共享變量，初始值為0，count是每個進程的私有變量。假設兩個進程并發(fā)執(zhí)行，并可自由交叉，則兩個進程都執(zhí)行完后，total可能得到的最小值為：P1 int count; for(count=1;count<=50;count+) total=total+1;P2 int count; for(count=1;count<=50;count+) total=total+2; 答：total可能得到的最小值為：3。第4章作業(yè)4.2試述作業(yè)調度的主要功能。答：作業(yè)調度的主要功能是：按一定得原則對外存

13、輸入井上的大量后備作業(yè)進行選擇，給選出的作業(yè)分配內存、輸入輸出設備等必要的資源，并建立相應的進程，是改作業(yè)的相關進程獲得競爭處理機的權利。另外，當作業(yè)執(zhí)行完畢時，還負責回收系統(tǒng)資源。4.4進程調度的功能有哪些?答：進程調度的功能有：（1）記錄系統(tǒng)中所有進程的執(zhí)行情況；（2）選擇占有處理機的進程；（3）進行進程上下文切換。4.5進程調度的時機有哪幾種？答：進程調度的時機有：（1）正在執(zhí)行的進程執(zhí)行完畢。這時，如果不選擇新的就緒進程執(zhí)行，將浪費處理機資源；（2）執(zhí)行中進程自己調用阻塞原語將自己阻塞起來進入睡眠等待狀態(tài)；（3）執(zhí)行中進程調用了P原語，從而因資源不足而被阻塞；或調用了V原語操作激活了等

14、待資源的進程隊列；（4）執(zhí)行中進程提出I/O請求后被阻塞；（5）在分時系統(tǒng)中時間片已經(jīng)用完；（6）在執(zhí)行完系統(tǒng)調用，在系統(tǒng)程序返回用戶進程時，可認為系統(tǒng)進程執(zhí)行完畢，從而可調度選擇一新的用戶進程執(zhí)行；以上都是在CPU執(zhí)行不可剝奪方式下所引起進程調度的原因。在CPU執(zhí)行方式是剝奪時，還有：（7）就緒隊列中的某進程的優(yōu)先級變得高于當前執(zhí)行進程的優(yōu)先級，從而也將引發(fā)進程調度。4.6假設有4到作業(yè)，它們的提交時刻及執(zhí)行時間由下表給出：作業(yè)號提交時刻/小時執(zhí)行時間/小時110:002210:201310:400.5410:500.3計算在單道程序環(huán)境下，采用先來先服務調度算法和最短作業(yè)優(yōu)先調度算法時的平均周轉時間和平均帶權周轉時間，并指出它們的調度順序。答：假設所有作業(yè)都已經(jīng)到達，則 （1）先來先服務調度算法：順序開始時間結束時間執(zhí)行時間等待時間110:0012:0020210:2013:0011.67310:4013:300.52.33410:5013:480.32.67T = 0.25*(2+2.67+2.83+2.97) = 0.25*10.47 = 2.6175(h)W = 0.25*(4+0+1.67/1+2.33/0.5+2.67/0.3) =