操作系统第2章习题课.ppt

操作系统第2章习题课.ppt

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OperatingSystemConcepts,例1.试比较进程和程序的异同,

（1）每个进程实体中包含了程序段、数据段这两个部分，因此说进程和程序是紧密相关的。

但从结构上看，进程实体中除了程序段和数据段外，还必须包含一个数据结构，即进程控制块PCB。

（2）进程是程序的一次执行过程，因此是动态的；动态性还表现在进程由创建产生、由调度而执行、由撤销而消亡，即它具有一定的生命周期。

而程序则只是一组指令的有序集合，并可永久地存放在某种介质上，其本身不具有动态的含义，因此是静态的。

（3）多个进程实体可同时存放在内存中并发执行，其实这正是引入进程的目的。

而程序的并发执行具有不可再现性，因此程序不能正确地并发执行。

OperatingSystemConcepts,（4）进程是一个能够独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位。

而因程序不具有PCB，所以它是不可能在多道程序环境下独立运行的。

（5）进程和程序不一一对应。

同一个程序的多次运行，将形成多个不同的进程；同一个程序的一次执行也可以产生多个进程；而一个进程也可以执行多个程序。

OperatingSystemConcepts,例2.试比较进程和线程的异同,

（1）线程是进程的一个组成部分。

一个进程可以有多个线程，而且至少有一个可执行线程。

（2）进程是资源分配的基本单位，它拥有自己的地址空间和各种资源。

线程是处理机调度的基本单位，它只能和其他线程共享进程的资源，而本身并不具有任何资源。

（3）进程的多个线程都在进程的地址空间内活动。

这样，在以线程为单位进行处理机调用和切换时，由于不发生资源变化特别是地址空间的变化，因此切换时间较短。

而以进程为单位进行处理机调用和切换时，由于涉及到资源转移及现场保护等问题，将导致切换时间变长和资源利用率降低。

OperatingSystemConcepts,（4）线程和进程一样，都有自己的状态和相应的同步机制。

但是，由于线程没有自己单独的程序和数据空间，因而不能像进程的程序和数据那样交换到外存去。

（5）进程的调度和控制大多由操作系统的内核完成，而线程的控制即可以由操作系统的内核完成，也可以由用户控制完成。

OperatingSystemConcepts,例3：

a，b两点之间是一段东西向的单行车道，现要设计一个自动管理系统，管理规则如下：

当ab之间有车辆在行驶时同方向的车可以同时驶入ab段，但另一方向的车必须在ab段外等待；当ab之间无车辆在行驶时，到达a点（或b点）的车辆可以进入ab段，但不能从a点和b点同时驶入，当某方向在ab段行驶的车辆驶出了ab段且暂无车辆进入ab段时，应让另一方向等待的车辆进入ab段行驶。

请用信号量为工具，对ab段实现正确管理以保证行驶安全。

OperatingSystemConcepts,解析：

读者写着问题的变形。

我们设置3个信号量S1、S2和Sab，分别用于从a点进入的车互斥访问共享变量ab（用于记录当前ab段上由a点进入的车辆的数量），从b点进入的车互斥访问共享变量ba（用于记录当前ab段上由b点进入的车辆的数量）和a、b点的车辆互斥进入ab段。

3个信号量的初值分别为1、1和1，两个共享变量ab和ba的初值分别为0、0。

OperatingSystemConcepts,SemaphoreS1=1,S2=1,Sab=1;intab=ba=0;voidPab（）while

（1）wait（S1）;if（ab=0）wait（Sab）;ab=ab+1;signal（S1）;车辆从a点驶向b点;wait（S1）;ab=ab-1;if（ab=0）signal（Sab）;signal（S1）;,OperatingSystemConcepts,voidPba（）while

（1）wait（S2）;if（ba=0）wait（Sab）;ba=ba+1;signal（S2）;车辆从b点驶向a点;wait（S2）;ba=ba-1;if（ba=0）signal（Sab）;signal（S2）;main（）cobeginPab（）;Pba（）;,OperatingSystemConcepts,例4：

桌子上有一只盘子，每次只能放一只水果。

爸爸专向盘子中放苹果，妈妈专向盘子中放橘子，一个儿子专等吃盘子中的橘子，一个女儿专等吃盘子中的苹果。

用PV操作实现他们之间的同步机制。

OperatingSystemConcepts,SemaphoreS=1,S1=S2=0;voidfather（）while

（1）准备苹果;wait（S）;将苹果放在盘子内；signal（S1）;,OperatingSystemConcepts,voidmother（）while

（1）准备橘子;wait（S）;将橘子放在盘子内；signal（S2）;,OperatingSystemConcepts,voiddaughter（）while

（1）wait（Sl）;从盘子里拿走苹果；signal（S）;吃苹果;,OperatingSystemConcepts,voidson（）while

（1）wait（S2）;从盘子里拿走橘子；signal（S）;吃橘子;,OperatingSystemConcepts,main（）cobeginfather（）;mother（）;daughter（）;son（）;,