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1、【考研计算机专业课】武汉大学操作系统PPT课件 各章习题解答 3（9）2n增加1MB内存，可装入9个用户进程，n9个进程同时I/O的概率为：0.89=0.13n则CPU利用率=1-0.13=87%n所以提高的利用率是28%第1章 3（10）n2个作业并发执行的工作情况如下图所示CPUABABA打印打印CPUCPU打印打印B输入输入等待等待CPUCPU时间时间0 50 100 150 200 250 300输入输入B打印打印AA第1章 3（10）n CPU有空闲等待，在100150之间。因为A在打印，B在输入。n B有等待CPU的情况，从0到50，180到200 在等待。第1章 3（11）n单道
2、运行时，nCPU利用率为：（18+27）/（60+90）=30%nPb、Pa并发执行时，n没有系统开销时的CPU利用率是50%，说明执行时间一共是（18+27）*2=90n系统开销为15时的CPU利用率为：（18+27+15）/（15+90）=57%第2章 3（7）n在该公式的求值过程中，有些运算分量的执行是可以并行进行的。n为了描述方便起见，我们设置了一些中间变量保存中间结果，并给每个语句命名，如下所示。第2章 3（7）续1n其求值过程如下图所示。开始S1：X1=A*AS2：X2=3*BS3：X3=5*AS4：X4=X1X2S5：X5=BX3S6：X6=X4/X5结束第2章 3（7）续2n其
3、求值过程的前趋图如下图所示。S1S2S3S4S5S6第2章 3（9）n产生每一种变化的具体原因如下表所示。变化变化原因原因（1）时间片用完时间片用完（2）因等待数据资源而阻塞因等待数据资源而阻塞（3）因等待因等待I/O而阻塞而阻塞（4）因获得数据资源被唤醒因获得数据资源被唤醒（5）因因I/O完成被唤醒完成被唤醒第3章 3(5)n本题中使用一个信号量m用于互斥过河。n同步算法描述如下：P（m）；过河；V（m）；第3章 3(5)2n若允许同向的多辆车通行n本题中使用三个信号量：nmutexl、mutexr用于互斥访问共享变量countl及countr，初值均为1。nwait用于申请过桥，初值也为1
4、。n同步算法描述如下：第3章 3(5)3semaphore mutexl=1；semaphore mutexr=1；semaphore wait=1；int countl=0；Int countr=0；main()cobegin passl()；passr()；coend第3章 3(5)4passl()P（wait）；P（mutexl）；countl+；if（countl=1）P（mutexr）；V（mutexl）；V（wait）；过河；P（mutexl）；countl-；if（countl=0）V（mutexr）；V（mutexl）；第3章 3(5)5passr()P（wait）；P（mut
5、exr）；countr+；if（countr=1）P（mutexl）；V（mutexr）；V（wait）；过河；P（mutexr）；countr-；if（countr=0）V（mutexl）；V（mutexr）；第3章 3(6)n本题中使用3个信号量：nload表示可以上桥人数，初值为2nsouth表示桥南段互斥，初值为1nnorth表示桥北段互斥，初值为1n同步算法描述如下：第3章 3(6)2semaphore load=2；Semaphore south=1；semaphore north=1；main()cobegin ptonorth（）；ptosouth（）；coend 第3章 3(
6、6)3ptonorth()P（load）；P（south）；过南侧；进桥中央；V（south）；P（north）；过北侧；V（north）；V（load）；第3章 3(6)4ptosouth()P（load）；P（north）；过北侧；进桥中央；V（north）；P（south）；过南侧；V（south）；V（load）；n本题中使用4个信号量：nS1表示是否可以开始点菜，初值为1nS2表示是否可以开始做菜，初值为0nS3表示是否可以开始打包，初值为0nS4表示是否可以提交食品，初值为0n同步算法描述如下：第3章 3(9)第3章 3(9)2semaphore S1=1；semaphore S2
7、=0；semaphore S3=0；semaphore S4=0；main()cobegin LB（）；CS（）；DBG（）；CNY（）；coend第3章 3(9)3LB()while(true)顾客到达；p(S1)；接受顾客点菜；v(S2)；第3章 3(9)4CS()while(true)p(S2)；准备顾客的饭菜；v(S3)；第3章 3(9)5DBG()while(true)p(S3)；打包顾客的饭菜；v(S4)；第3章 3(9)6CNY()while(true)p(S4)；收款并提交食品；v(S1)；第3章 3(10)n在汽车行驶过程中，司机活动与售票员活动之间的同步关系为：n售票员关车
8、门后，向司机发开车信号，n司机接到开车信号后启动车辆，在汽车正常行驶过程中售票员售票，n到站时司机停车，售票员在车停后开车门让乘客上下车。第3章 3(10)2n在本题中，应设置两个信号量：s1、s2，ns1表示是否允许司机启动汽车，其初值为0；ns2表示是否允许售票员开门，其初值为0。n用P、V原语描述如下：第3章 3(10)3semaphore s1=0;semaphore s2=0;main()cobegindriver();busman();coend第3章 3(10)4driver()while(true)p(s1);启动车辆;正常行车;到站停车;v(s2);第3章 3(10)5bus
9、man()while(true)关车门;v(s1);售票;p(s2);开车门;上下乘客;第3章 3(11)1n在本题中，应设置三个信号量n信号量Scage表示笼子是否为空，其初值为1n信号量Spig表示笼中是否有猪，其初值为0n信号量Stiger表示笼中是否有老虎，其初值为0n同步描述如下：第3章 3(11)2semaphore Scage1；semaphore Stiger0；semaphore Spig0；main()cobegin hunter()；peasant()；hotel()；zoo（）；coend 第3章 3(11)3hunter()while(true)p(Scage)；将老
10、虎放入笼中；v(Stiger)；第3章 3(11)4peasant()while(true)p(Scage)；将猪放入笼中；v(Spig)；第3章 3(11)5hotel()while(true)p(Spig)；从笼中取出猪；v(Scage)；第3章 3(11)6zoo()while(true)p(Stiger)；从笼中取出老虎；v(Scage)；第4章3（8）题n3个作业并发执行的工作情况如下图所示Job2CPUJob3Job2Job1Job3Job1Job3Job1I2CPUI1CPU等待等待I2Job2CPUI1CPU等待等待I2Job3等待等待CPUI1CPU等待等待CPUI1时间时间
11、(ms)0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110I2Job1Job2Job1I1Job2Job1Job3Job3第4章3（8）2n由图中可以看出：nJob1从投入到运行完成需要110msnJob2从投入到运行完成需要90msnJob3从投入到运行完成需要110ms第4章3（8）3nCPU在时间段60ms至70ms，80ms至90ms，100ms至110ms期间空闲，所以CPU的利用率为：(11030)/110=72.7。第4章3（8）4n设 备 I1在 时 间 段 20ms至 40ms，90ms至100ms期间空闲，所以设备I1的利用率为：(11030)/110
12、=72.7；n设备I2在时间段30ms至50ms期间空闲，所以设备I2的利用率为：(11020)/110=81.8。第4章3（10）n由题设可知，当前时刻系统中有三个进程，P4尚未到达 资源情况进程Max Allocation Need Available P1702545 40 P2604020 P3604515 P4第4章3（10）2nP4到达，最大需求60，目前请求25，则此时的系统资源情况如下：资源情况进程Max Allocation Need Available P1702545 40 P2604020 P3604515 P460060第4章3（10）3n若P4请求25个资源，系统按
13、银行家算法进行检查：nRequestP4(25)NeedP4(60)nRequestP4(25)Available(40)n系统先假定可为P4分配资源，并修改有关数据，如下所示。第4章3（10）4n为P4分配资源后的情况如下：资源情况进程Max Allocation Need Available P1702545 15 P2604020 P3604515 P4602535第4章3（10）5n再利用安全性算法检查此时系统是否安全，可得如下所示的安全性分析。第4章3（10）6NeedP1：45 NeedP2：20 NeedP3：15 NeedP4：35 AllocP1：25 AllocP2：40
14、AllocP3：45 AllocP4：25P3 P1 P2 P4 true true true true Finish 60 45 15 15P3 15025 35 125 P4 12540 20 85P2 8525 45 60P1Work+Alloc Alloc Need Work资源情况进程第4章3（10）7n可以找到安全序列P3、P1、P2、P4，故可以将资源分配给进程P4。第4章3（10）8n若P4请求35个资源，系统按银行家算法进行检查：nRequestP4(35)NeedP4(60)nRequestP4(35)Available(40)n系统先假定可为P4分配资源，并修改有关数据，
15、如下所示。第4章3（10）9n为P4分配资源后的情况如下：资源情况进程Max Allocation Need Available P1702545 5 P2604020 P3604515 P4603525可以看出，系统空闲资源已不能满足任何进程的需要，试分配作废，让进程P4等待。第4章3（12）n解：设max（i）表示第i个进程的最大资源需求量，nneed（i）表示第i个进程还需要的资源量，nalloc（i）表示第i个进程已分配的资源量。n由题设条件可知：第4章3（12）2nmax（1）max（n）=（need（1）need（n）（alloc（1）+alloc（n）(1+m)/2+1 即nm+
16、2第8章 题3（10）n文件系统组织方案根目录JABYEFDjcjdyfjajbCEjeydyaDA第8章 题3（10）另解第8章 题3（10）另解2第8章 题3（11）n因为1569512333n所以要访问字节的逻辑记录号为3，对应的物理磁盘块号为80。n故应访问第80号磁盘块。第8章 题3（13）n磁盘转速为27ms/转，每磁道存放9个记录，因此读出1个记录的时间是：27/93msn（1）读出并处理A后，磁头已转到B的中间，因此必须再转将近一圈才能读B。处理9个记录的总时间为：n9272245ms盘块123456789记录ABCDEFGHI第8章 题3（13）续n（2）不妨设记录A放在第1个盘块中，为了能顺序读到记录B，应将它放到第3个盘块中，即应将记录按如下表所示的方式存放。n这样处理一个记录并将磁头移到下一个记录的时间是：3216msn所以，处理9个记录的总时间为：68553ms盘块123456789记录AFBGCHDIE