操作系统之进程管理习题

操作系统之进程管理习题1 操作系统对进程管理的程序叫进程调度 进程调度就是按照某种算法从就绪队列中选取进程 让该进程获得 cpu 多个进程竞争一个 CPU 获得 CPU 的次序是由调度算法决定的 考虑 5 个进程见下表 1 的优先级最高 给出在采用下述几种调度算法下的调度次序 1 非剥夺优先级 2 剥夺优先级 3 时间片轮转 时间片为 2

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1.操作系统对进程管理的程序叫进程调度。进程调度就是按照某种算法从就绪队列中选取进程,让该进程获得cpu。多个进程竞争一个CPU,获得CPU的次序是由调度算法决定的。考虑5个进程见下表,1的优先级最高,给出在采用下述几种调度算法下的调度次序

(1).非剥夺优先级

(2).剥夺优先级

(3).时间片轮转(时间片为2)

进程

创建时间

运行时间

优先数

P1

0

4

3

P2

3

8

2

P3

4

6

2

P4

6

4

1

p5

7

2

1


答:

1).1->2->4->5->3

2).1->2->4->5->3->2->1 (这里为什么3在2的前面 因为优先级相同的时候 3比2先就绪)

3).1->1->2->3->4->2->5->3->4->2->3->2(先就绪先放在队首 按照顺序执行)

sugar
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2.画出计算(x*x+1)/(y*y+1)的进程流图,其中每个操作看成一个进程,并写出同步算法(提示:参考书后的模拟试题)

答:怎么画进程流图,(1).一分支一信号 (2).···不能省 

其中:P1:x*x、P2:y*y、P3:x*x+1、P4:y*y+1、P5:(x*x+1)/(y*y+1)

设s1=0(P3是否能开始)、s2=0(P4是否能开始)、s3=0(表示P5是否可以开始) 3个变量可以

但是加一个s4=0(由s3和s4共同表示P3P4是否完成,P5是否可以进行)

main(){ int s1=0, s2=0, s3=0, s4=0; cobegin P1();P2();P3();P4();P5(); coend } P1(){ ··· 计算P1 V(s1); ··· } P2(){ ··· 计算P2 V(s2); ··· } P3(){ ··· P(s1); 计算P3 V(s3); ··· } P4(){ ··· P(s2); 计算P4 V(s4); ··· } P6(){ ··· P(s3); P(s4); 计算P4 ··· } 

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3.桌子上有一只盘子,每次只能放入一只水果,爸爸专门往盘子里放苹果,妈妈专门往盘子里放橘子,一个儿子专门吃盘子里的橘子,一个女儿专门等吃盘子里的苹果,用信号量以及P、V实现爸爸、妈妈、儿子、女儿之间的同步与互斥关系(提示:参考生产者—消费者问题)

解题思路:单缓冲区的生产者消费者模型

(1).模型(同步、互斥、混合)

(2).信号灯(同步、互斥、初值、几个)

同步(empty:代表缓冲区是否有位置、full:代表缓冲区是否有产品)

互斥(mutex:缓冲区的互斥信号、初值为n代表有n个缓冲区可以使用) ps:互斥信号灯紧贴临界区

解题

empty=1(代表盘子中有1个空位)、apple=0(full信号灯、表示有没有苹果)、orange(full信号灯、表示有没有橘子)

这道题里没有考虑互斥问题 但设一个互斥变量也可以mutex=1(表示该缓冲区是否被占用 1表示没有被占用 可以使用)

讯享网main(){ int empty=1, apple=0, orange=0, mutex=1; cobegin father(); mother(); son(); daughter(); coend } father(){ while(true){ P(empty);//看看盘子是否有位置 P(mutex);//占用盘子 放苹果 V(mutex);//归还盘子 V(apple); } } mother(){ while(true){ P(empty);//看看盘子是否有位置 P(mutex);//占用盘子 放橘子 V(mutex);//归还盘子 V(orange); } } son(){ while(true){ P(orange);//看看有没有橘子 P(mutex);//占用盘子 吃橘子 V(mutex);//归还盘子 P(empty) } } daughter(){ while(true){ P(apple);//看看有没有橘子 P(mutex);//占用盘子 吃苹果 V(mutex);//归还盘子 P(empty) } }

4.现有3个并发进程P1、P2和P3,如图所示。3个并发进程共享两个单缓冲区B1和B2.进程P1负责不断从输入设备读数据,若读入的数据为正数,则直接送入B2,否则应先将数据送入B1,经P2取出加工后再送入B2、P3从B2中取信息输出。请使用信号灯P、V操作描述进程P1、P2和P3实现同步的算法。

解题:

empty1=1, empty2=1:表示缓冲区B1,缓冲区B2都有位置

full1=0, full2=0:表示缓冲区B1,缓冲区B2都有产品

mutex1=1, mutext2=1:表示缓冲区B1,B2均可占用 这里没有出现互斥现象(比如说同时对一个缓冲区进行操作) 所以可省略掉互斥信号灯

main(){ int empty1=1, empty2=1, full1=0, full2=0; int mutex1=1, mutex2=1; cobegin P1();P2();P3(); coend } P1(){ while(true){ if(x>=0){ P(empty2);//看看B2是否有位置//P1->B2 P(mutex2);//占用缓冲区B1 向B2放入数据 V(mutex2);//归还缓冲区B1 V(full2);//B2中有一个产品 } else{ P(empty1);//同上 P(mutex1); 向B1放入数据 V(mutex1); P(full1); } } } P2(){ while(true){ P(full1); //看看B1是否有产品 P(mutex1);//占用缓冲区 取数 V(mutex1);//归还缓冲区 V(empty1);//B1中没有产品了 P2加工 P(empty2);//看看B2是否有位置 P(mutex2); 放数 V(mutex2); V(full2);//产生产品 } } P3(){ P(full2);//看看B2是否有产品 P(mutex2);//占用缓冲区 取数 V(mutex2);//归还缓冲区 P3加工 V(empty2); } 

5. 某系统采用双缓冲区技术来管理对设备D的输出,如图8.21所示。在运行过程时,某进程P将其计算结果输出到设备D的步骤是:先将结果输出到buf1,若buf1满,则将结果输出到buf2.如果缓冲区全满,则等待。设备D输出的步骤是:先将结果输出到buf1是否有数据,若有,则将buf1的内容输出;接下来判断buf2中是否有数据,若有,则将buf2中的数据输出。以上进程P和设备D的动作循环进行,直到进程P的计算结束。

(1).现假设buf1和buf2都只有1个记录数据的空间,试用信号量P,V操作描述进程P和设备D的同步过程。

(2).假设进程P计算结果的速度是x,设备D输出结果的速度是y,试计算此双缓冲系统输出结果的速度,并将其与采用单缓冲(去掉图中的一个buf,且图中的输出设备与进程无任何形式的本地缓存)的系统的输出结果进行对比。

画太丑了 不想花时间画画了QAQ

(1).问题一根据前面类似的思路。

讯享网 int empty1=1, empty2=1, full1=0, full2=0; //其中empty1=1表示buf1有位置, full1=0表示buf1没有数据, 2同理 int mutex1=1, mutex2=1; //mutex=1, mutex2=1表示每个缓冲区只有一个资源可使用,并且现在均处于未使用的状态 

 将所有的变量考虑清楚之后:

int main(){ int empty1=1, empty2=1, full1=0, full2=0; int mutex1=1, mutex2=1; cobegin P();D(); coend return 0; } P(){ while(true){ if(empty1 >= 1) { ... P(empty1);//buf1是否有位置 P(mutex1); 向buf1放入数据 V(mutex1);//结束放置 V(full1);//buf1现有数据 ... } else if(empty2 >= 1) { ... P(empty2);//buf2是否有位置 P(mutex2); 向buf2放入数据 V(mutex2); V(full2);//buf2现有数据 ... } } } D(){ while(true){ if(full1 >= 1) { ... P(empty1);//判断buf1是否有数据 P(mutex1); 取出buf1数据 V(mutex1); P(full1); ... } else { ... P(empty2); P(mutex2); 取出buf2数据 V(mutex2); P(full2;) ... } } }

(2).

某文件占10个磁盘块,现将该文件磁盘块一一读入内存,并送用户区分析。设一个缓冲区大小和磁盘块一样大,从磁盘读入到缓冲区的时间为100us,从缓冲区读入用户区域要50uscpu对数据分析需要50us分别计算在单缓冲区和双缓冲区的情况下,读入并分析该文件的时间。

这题有疑惑的原因:

(1).在缓冲区已满的情况下,不能再往缓冲区写数据。

(2).将数据从磁盘读入到缓冲区的操作是串行的。

1

7-32.某页式存储管理系统实现时,结合简化的段式管理,虚拟地址长度为24位,其中23-22两位表示段类型:01、10、11分别代表代码段、数据段、栈段,00非法;主存块和页面大小为2K。现有一进程P,代码段分别占用4个主存块0xA, 0x8, 0x5, 0xF, 数据段分别占用3个主存块0xB, 0x7, 0xD, 栈段分别占用两个主存块0x1, 0x6,回答以下问题:

(1). 该页式存储管理系统中,进程的代码段空间以及整个虚拟地址空间最大是多少?

(2).画出进程P主存中段表、页表结构,其中段表包含段的起始虚拟地址,页表指针。

(3).计算出进程P中逻辑地址8006ADH的物理地址,给出计算过程。

危险⚠️:有人说我这题的答案全是错的,但是我也不知道怎么写,请各位看官自主鉴别真假。

(1).代码段空间:2^{22},整个虚拟地址空间2^{^{24}}

(2).

(3).

8006ADH

(1000 0000 0000 0110 1010 1101)

从23 22 ...                             ...1 0位

其中23,22代表段类别,10即数据段

其中21-11位代表页号(2K=2^{10} 共10位) 页号为0 即页框为0xB

10-0位代表页内偏移 6AD代表页内偏移

故表示的物理地址为:页框号(0xB)*页面大小(2K=1000 0000 0000=800H)+页内偏移=13*800H+6ADH=110ADH

使用公式

段号=8006ADH/段长

物理地址=页框号*页长+页内偏移

                                  

小讯
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