计算机操作系统第二版答案郁红英.docx
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计算机操作系统第二版答案郁红英
计算机操作系统第二版答案（郁红英）
LT
答：
当进程调度时，首先从高优先级就绪队列选择一个进程，赋予它的时间片为100ms。
如果高优先级就绪队列为空，则从低优先级就绪队列选择进程，并且赋予该进程的时间片为500ms。
这种策略一方面照顾了短进程，一个进程如果在100ms运行完毕它将退出系统，更主要的是照顾了I/O量大的进程，进程因I/O进入阻塞队列，当I/O完成后它就进入了高优先级就绪队列，在高优先级就绪队列等待的进程总是优于低优先级就绪队列的进程。
而对于计算量较大的进程，它的计算如果在100ms的时间内不能完成，它将进入低优先级就绪队列，在这个队列的进程被选中的机会要少，只有当高优先级就绪队列为空，才从低优先级就绪队列选择进程，但对于计算量大的进程，系统给予的适当照顾时间片增大为500ms。
5．回答以下问题。
（1）若系统中没有运行进程，是否一定没有就绪进程？
为什么？
答：
是，因为当CPU空闲时，系统就会在就绪队列里调度进程，只有当就绪队列为空时，系统中才没有运行程序。
（2）若系统中既没有运行进程，也没有就绪进程，系统中是否就没有阻塞进程？
解释。
答：
不一定，当运行的程序都因为请求I/O或等待事件时而进入阻塞，系统中就没有就绪进程。
（3）如果系统采用优先级调度策略，运行的进程是否一定是系统中优先级最高的进程？
为什么？
答：
不一定，若优先级高的进程进入阻塞状态时，而且优先级高的就绪队列里没有等待的进程，这时就会调度优先级低的就绪队列的进程。
6．假如有以下程序段，回答下面的问题。
S1:
a=3-x;
S2:
b=2*a;
S3:
c=5+a;
（1）并发程序执行的Bernstein条件是什么？
答：
若P1与P2R并发执行，当且仅当R（P1）∩W（P2）∪R（P2）∩W（P1）∪W（P1）∩W（P2）={}时才满足。
（2）试画图表示它们执行时的先后次序。
（3）利用Bernstein条件证明，S1、S2和S3哪两个可以并发执行，哪两个不能。
答：
R（s1）={x},W（s1）={a};R（s2）={a},W（s2）={b};R（s3）={a},W（s3）={c};
（1）.R（s1）∩W（s2）∪R（s2）∩W（s1）∪W（s1）∩W（s2）={a},则s1与s2不能并发执行；
（2）.R（s1）∩W（s3）∪R（s3）∩W（s1）∪W（s1）∩W（s3）={a},则s1与s3不能并发执行；
（3）.R（s2）∩W（s3）∪R（s3）∩W（s2）∪W（s2）∩W（s3）={},则s2与s3可以并发执行。
习题三
1．一下进程之间存在相互制约关系吗？
若存在，是什么制约关系？
为什么？
（1）几个同学去图书馆借同一本书。
答：
互斥关系；因为他们要借同一本书，不可能同时借到，所以互斥。
（2）篮球比赛中两队同学争抢篮板球。
答：
互斥关系；因为争抢同一个篮板，存在互斥关系。
（3）果汁流水线生产中捣碎、消毒、灌装、装箱等各道工序。
答：
同步关系；他们必须相互协作才能使进程圆满完成。
（4）商品的入库出库。
答：
同步关系；因为商品出库可以为入库提供空间。
（5）工人做工与农民种粮。
答：
没有制约关系。
2．在操作系统中引入管程的目的是什么？
条件变量的作用是什么？
答：
用信号量可以实现进程的同步于互斥，但要设置许多信号量，使用大量的P、V操作，而且还要仔细安排P操作的排列次序，否则将会出现错误的结果或是死锁现象。
为了解决这些问题引进了管程；
条件变量的作用是使进程不仅能被挂起，而且当条件满足且管程再次可用时，可以恢复该进程并允许它在挂起点重新进入管程。
3．说明P、V操作为什么要设计成原语。
答:
用信号量S表示共享资源，其初值为1表示有一个资源。
设有两个进程申请该资源，若其中一个进程先执行P操作。
P操作中的减1操作有3跳及其指令组成：
去S送寄存器R;R-1送S。
若P操作不用原语实现，在执行了前述三条指令中的2条，即还未执行R送S时（此时S值仍为1），进程被剥夺CPU，另一个进程执行也要执行P操作，执行后S的值为0，导致信号量的值错误。
正确的结果是两个进程执行完P操作后，信号量S的值为-1，进程阻塞。
4．设有一个售票大厅，可容纳200人购票。
如果厅内不足200人则允许进入，超过则在厅外等候；售票员某时只能给一个购票者服务，购票者买完票后就离开。
试问：
（1）购票者之间是同步关系还是互斥关系？
答：
互斥关系。
（2）用P、V操作描述购票者的工作过程。
semaphoreempty=200;
semaphoremutex=1;
semaphorewaiting=0；
voidbuy（）
{p（waiting）;
p（mutex）;
买票；
v（mutex）;
v（empty）;
}
voidwaiting（）
{
p（empty）;
等待；
waiting++;
}
5．进程之间的关系如图3-16所示，试用P、V操作描述它们之间的同步。
semaphoreA,B,C,D,E,F,G=0；
{S1,V（A）,V（B）}；
{P（A）,S2,V（C）}；
{P（B）,S3,V（D）,V（E）}；
{P（D）,S4,V（F）}；
{P（E）,S5,V（G）}；
{P（C）,P（F）,P（G）,S6}；
6．有4个进程P1、P2、P3、P4共享一个缓冲区，进程P1向缓冲区存入消息，进程P2、P3、P4从缓冲区中取消息，要求发送者必须等三个进程都取过本消息后才能发送下调消息。
缓冲区内每次只能容纳一个消息，用P、V操作描述四个进程存取消息的情况。
答：
semaphorep1=0；semaphorep2，p3,p4=1；
semaphorecout=0；semaphoremutex=1；
voidmain（）
{P（p2）；P（p3）；P（4）；
V（cout）；}
writep1（）
{P（p1）；P（metux）；P（cout）；
存入消息；
V（p1）；V（metux）；}
Readp2（）
{P（mutex）；P（p1）；
读消息；
V（p1）；V（p2）；V（metux）；}
Readp3（）
{P（mutex）；P（p1）；
读消息；
V（p1）；V（p3）；V（metux）；}
Readp4（）
{P（mutex）；P（p1）；
读消息；
V（p1）；V（p4）；V（metux）；}
7．分析生产者——消费者问题中多个P操作颠倒引起的后果。
答：
semaphoremutex=1；
semaphoreempty=n；
semaphorefull=0；
inti,j；
ITEMbuffer[n];
ITEMdata_p,data_c;
voidproducer（）/*生产者进程*/voidconsumer（）/*消费者进程*/
{while（true）{while（true）
{{P（mutex）;
P（mutex）;P（full）;
P（empty）;data_c=buffer[j];
buffer[i]=data_p;j=（j+1）%n;
i=（i+1）%n;V（mutex）;
V（mutex）;V（empty）;
V（full）;}}
}}
若把生产者进程的P操作颠倒，消费者进程的P操作颠倒（如图），则生产者进程执行到V（mutex）时，消费者就可以执行P（mutex）但由于full=0，消费者进程不可执行P（full）;当生产者进程执行完V（full）后，full=1，但由于mutex=0，消费者进程无法执行，造成死锁。
8．读者——写者问题中写者优先的实现。
答:
semaphoreWmutex，Rmutex=1；
intRcount=0；
semaphoremutex=1
voidreader（）/*读者进程*/
{while（true）
{P（mutex）;
P（Rmutex）;
If（Rcount==0）P（wmutex）;
Rcount=Rcount+1;
V（Rmutex）;
V（mutex）;
…;
read;/*执行读操作*/
…；
P（Rmutex）；
Rcount=Rcount-1；
if（Rcount==0）V（wmutex）；
V（Rmutex）；}
}
voidwriter（）/*写者进程*/
{while（true）
{P（mutex）;P（wmutex）;
…；
write；/*执行写操作*/
…；
V（Wmutex）;
V（mutex）;
}}
9．写一个用信号量解决哲学家进餐问题不产生锁死的算法。
semaphorechopstick[5]={1,1,1,1,1};
semaphoremutex=1;
voidphilosopher（）{while（true）
{P（mutex）;
P（chopstick[i]）;
P（chopstick[（i+1）%5]）;
V（mutex）;
…；
eat；
…；
V（chopstick[i]）;
V（chopstick[（i+1）%5]）;
…;
think;
…；}
}
10．一个文件可有若干个不同的进程所共享，每个进程具有唯一的编号。
假定文件可由满足下列限制的若干个不同的进程同时访问，并发访问该文件的哪些进程的编号的总和不得大于n，设计一个协调对该文件访问的管程。
答：
11．用管程解决读者——写者问题，并采用公平原则。
答：
习题四
1．某进程被唤醒后立刻投入运行，能说明该系统采用的是可剥夺调度算法吗？
答：
不能说明，因为如果现在就绪队列中没有进程，那么唤醒的进程会立刻投入运行。
2．在哲学家进餐问题中，如果将先拿起左边筷子的哲学家称为左撇子，先拿起右边筷子的哲学家称为右撇子。
请说明在同时存在左、右撇子的情况下，任何的就坐安排都不能产生锁死。
答：
任何的就坐安排都不会构成环路，这就符合避免死锁的条件，所以不会产生死锁。
3．系统中有5个资源被4个进程所共享，如果每个进程最多需要2个这种资源，试问系统是否会产生锁死？
答：
不会产生死锁；因为因为资源数可以满足进程的需要，当其中的一个进程争取到剩下的一个资源可以执行，当执行完成以后会释放资源，供其他进程使用，所以不会产生死锁。
4．计算机系统有8台磁带机，由N个进程竞争使用，每个进程最多需要3台。
问：
N为多少时，系统没有死锁的危险？
答：
当n为1、2、3时，没有死锁的危险；因为当n小于3时，每个进程分配2台磁带机，还有磁带机剩余，那么当其中的一个进程得到剩余的磁带机则可运行，运行结束后会释放磁带机，供其他进程使用，系统不会有死锁的危险；当n为4时，每台分配2台时没有剩余，则会产生死锁，当大于5时同样会死锁。
5．系统有5个进程，它们的到达时间和服务时间如表4-8所示。
新进程（没有运行过）与老进程（运行过的进程）的条件相同时，假定系统选新进程运行。
表4-8进程情况
进程名
到达时间
服务时间
A
0
3
B
2
6
C
4
4
D
6
5
E
8
2
若按先来先服务（FCFS）、时间片轮法（时间片q=1）、短进程优先（SPN）、最短剩余时间优先（SRT，时间片q=1）、响应比高者优先（HRRN）及多级反馈队列（MFQ，第一个队列的时间片为1，第i（i>1）个队列的时间片q=2（i-1））算法进行CPU调度，请给出各个进程的完成时间、周转时间、带
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