第四章作业参考答案Word下载.doc
《第四章作业参考答案Word下载.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章作业参考答案Word下载.doc（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
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？
（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。
（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，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）
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S4，初值为0；
P（S4）;
从缓冲区B2读数据;
V（S3）
打印;
（4）
卡片
打印机
B1
B2
B1未满
B2未满
B1非空
B2非空
进程一：
运行
就绪
等待
j
k
l
m
jB1满
kB1未满
l卡片全部读完
m新的一批卡片作业
进程二：
jB2满
kB2未满
lB1空
mB1非空
进程三：
j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。
（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：
回收阅览室资源
V（readercount）
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？
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，更简单）
由于有m个发送者，n个接收者，k大小的缓冲区；
从单个的问题出发，发送者要么等待在第x缓冲区（条件是缓冲区x未被清空，而发送者采用递增环状方式使用缓冲区）要么发送到x，发送完后需要唤醒所有接收进程。
接收进程不停的轮询缓冲区,也采用递增环状方式，如果缓冲区有内容，则收取，并把此缓冲区的未接收数减一，如果减至0，则置缓冲区为空。
综上所述，需要对每个缓冲区单位设置空，满，互斥量，未收取数（empty，full，mutex，count）其中full是一个数组，记录每个接收者的情况，防止重复接收，mutex主要用来做count的互斥访问。
此外，还要设置全局的互斥变量mutex。
TypeBufferType=Record
msg:
MessageType;
count:
integer;
mutex:
semaphore;
{初值为1}
empty:
semaphore;
full:
array[1..n]ofsemaphore；
{初值全为0}
End
Var mutex:
s:
integer;
{初值为0}
buff:
array[0..k-1]ofBufferType;
{k是缓冲区大小；
n是接收进程个数}
{m是发送进程个数，通过s进行“写互斥”}
ProcedureSender_i（i:
integer）;
{i为发送进程的标号}
Var s0,j:
Begin
Repeat
P（mutex）;
s0:
=s;
s:
=（s+1）modk;
V（mutex）;
P（buff[s0].empty）；
在buff[s0].msg中写信息；
P（buff[s0].mutex）；
buff[s0].count:
=n;
V（buff[s0].mutex）;
For（j:
=1tondo）
V（buff[s0].full[j]）;
Untilfalse;
End
ProcedureRecvr（i:
{i为接收进程的标号}
Var j:
j:
=0;
P（buff[j].full[i]）;
从buff[j].msg中读信息；
P（buff[j].mutex）；
buff[j].count:
=buff[j].count-1;
If（buff[j].count=0）
ThenV（buff[j].empty）；
V（buff[j].mutex）;
j:
=（j+1）modk
Untilfalse;
22.<
1>
.信号量说明：
mutex，初值为１，记录可进入临界区的进程数;
互斥算法；
P（mutex）;
进入临界区；
V（mutex）;
结束；
<
2>
mutex，初值为m，记录可进入临界区的进程数;
互斥算法；
结束；
25.一家快餐店招有4种雇员：
（1）开票者，取顾客的订单；
（2）厨师，准备饭菜；
（3）包装员，把食物撞进袋中；
（4）出纳，一手收钱一手交货。
每位雇员可以看作一个在通信的顺序进程。
他们采用的是什么方式的进程间通信？
开票者和厨师之间是管道通信。
开票者源源不断的把订单给厨师，一次可能给一张也可能给多张，厨师一次可能拿走一张订单去做也可能拿走多张去做。
厨师和包装员之间是信箱通信，他们之间有个信箱，可能就是一个小平台，厨师做好就把菜放上去，相当于放进信箱，而包装员可以在任何时候取走那个菜。
包装员和出纳之间是消息缓冲通信，包装员包号了就给出纳发消息，出纳得到消息就取走包好的饭菜然后出售。
29．计算系统CPU利用率。
1）Q等于无穷时，算法退化为FIFO，这时CPU利用率为T/（S+T）
2）Q>
T时，进程在用完时间片之前已被堵塞，因此CPU利用率仍为T/（S+T）
3）S<
Q<
T时，，进程在I/O堵塞之前需使用INT（T/Q）+1个时间片，因此CPU利用率为
T/（（INT（T/Q）+1）*S）+T）
4）Q=S时，当S远小于T时，CPU在调度和运行进程的时间近似相等，CPU利用率为1/2
5）Q趋于零时，几乎所有的时间都花在调度上，因此CPU利用率也趋于零。
34．巴拿马运河建在太平洋和大西洋之间。
由于太平洋和大西洋水面高度不同，有巨大落差，所以运河中修建有T（T>
=2）级船闸，并且只能允许单向通行。
船闸依次编号为1、2、…、T。
由大西洋来的船需经由船闸T、T-1、…、1通过运河到太平洋；
由太平洋来的船需经由船闸1、2、…、T通过运河到大西洋。
试用P、V操作正确解决大西洋和太平洋的船只通航问题
来自不同方向的船只对船闸要互斥使用。
但如过有同方向的船只正在通行，则不用等待。
对一个船闸设以下变量：
PtoAcount整型，记录此船闸正由太平洋往大西洋航行的船只初值0。
AtoPcount整型，记录此船闸正由大西洋往太平洋航行的船只初值0。
Mutex信号量，对PtoAcount互斥初值1
Mutex1信号量，对AtoPcount互斥初值1
Pass信号量初值1
太平洋到大西洋的船：
P（mutex）;
PtoAcount:
=PtoAcount+1;
ifPtoAcount=1
thenP（pass）;
V（mutex）;
过
P（mutex）
=PtoAcount-1;
ifPtoAcount=0;
thenV（
升级会员 