操作系統(tǒng)PV操作的作業(yè)參考答案

1、關(guān)于調(diào)度算法【例1】下表給出作業(yè)I, 2, 3的提交時(shí)間和運(yùn)行時(shí)間。采用先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法和短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算 法，試問(wèn)作業(yè)調(diào)度次序和平均周轉(zhuǎn)時(shí)間各為多少？（時(shí)間單位：小時(shí)，以十進(jìn)制進(jìn)行計(jì)算。）作業(yè)號(hào)提交時(shí)間運(yùn)行時(shí)間10.08.020.44.031.01.0分析解這樣的題關(guān)鍵是要根據(jù)系統(tǒng)采用的調(diào)度算法，弄清系統(tǒng)中各道作業(yè)隨時(shí)間的推進(jìn)情況。我們用一個(gè)作業(yè)執(zhí)行時(shí)間圖來(lái)形象地表示作業(yè)的執(zhí)行情況，幫助我們理解此題。采用先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法，是按照作業(yè)提交的先后次序挑選作業(yè)，先進(jìn)入的作業(yè)優(yōu)先被挑選。然后按照排隊(duì) 買(mǎi)票”的作業(yè)提童時(shí)問(wèn)客作業(yè)陸續(xù)需成時(shí)間辦法，依次選擇 作業(yè)。其 作業(yè)執(zhí) 行時(shí)間 圖如下：采用短作

2、業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法，作業(yè)調(diào)度時(shí)根據(jù)作業(yè)的運(yùn)行時(shí)間，優(yōu)先選擇計(jì)算時(shí)間短且資源能得滿(mǎn)足的作業(yè)。其作業(yè)執(zhí)行時(shí)間圖如下：作業(yè)提交肘間客倍業(yè)陸續(xù)舟成時(shí)間由于作業(yè)1，2, 3是依次到來(lái)的，所以當(dāng)開(kāi)始時(shí)系統(tǒng)中只有作業(yè)1,于是作業(yè)1先被選中。在8.0時(shí)刻，作業(yè)1運(yùn)行完成，這時(shí)系統(tǒng)中有兩道作業(yè)在等待調(diào) 度，作業(yè)2和作業(yè)3，按照短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法，作業(yè)3只要運(yùn)行1個(gè)時(shí)間單位，而作業(yè) 2要運(yùn)行4個(gè)時(shí)間單位，于是作業(yè)3被優(yōu)先選中，所以作業(yè) 3先運(yùn)行。待作業(yè)3運(yùn)行完畢，最后運(yùn)行作業(yè) 2。作業(yè)調(diào)度的 次序是1， 3， 2。另外，要記住以下公式:作業(yè)i的周轉(zhuǎn)時(shí)間T,=作業(yè)完成時(shí)間一作業(yè)提交時(shí)間系統(tǒng)中個(gè)作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間，其中T

3、i為作業(yè)i的周轉(zhuǎn)時(shí)間。解：采用先來(lái)先服務(wù)調(diào)度策略，則調(diào)度次序?yàn)镮、2、3。作業(yè)號(hào)提交時(shí)間運(yùn)行時(shí)間開(kāi)始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間10.08.00.08.08.020.44.08.012.011.631.01.012.013.012.0平均周轉(zhuǎn)時(shí)間 T =( 8 + 11.6 + 12) /3= 10.53采用短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度策略，則調(diào)度次序?yàn)镮、3、2。作業(yè)號(hào)提交時(shí)間運(yùn)行時(shí)間開(kāi)始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間10.08.00.08.08.031.01.08.09.08.020.44.09.013.012.6平均周轉(zhuǎn)時(shí)間 T =( 8 + 8+ 12.6) /3= 9.53思考題1請(qǐng)同學(xué)們判斷這句話(huà)：作業(yè)一旦被作業(yè)

4、調(diào)度程序選中，即占有了CPU o ()提示：需要清楚作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度的區(qū)別?！纠?】考慮下述頁(yè)面走向：1, 2, 3，4, 2，1, 5，6, 2，1, 2，3, 7，6，3, 2，1, 2，3, 6當(dāng)內(nèi)存塊數(shù)量分別為 3時(shí)，試問(wèn)FIFO、LRU、OPT這三種置換算法的缺頁(yè)次數(shù)各是多少答：缺頁(yè)定義為所有內(nèi)存塊最初都是空的，所以第一次用到的頁(yè)面都產(chǎn)生一次缺頁(yè)。當(dāng)內(nèi)存塊數(shù)量為3時(shí):發(fā)生缺頁(yè)中斷的次數(shù)為16在FIFO算法中，先進(jìn)入內(nèi)存的頁(yè)面被先換出。當(dāng)頁(yè)6要調(diào)入時(shí)，內(nèi)存的狀態(tài)為前調(diào)入的頁(yè)面，分別為 5、1、2、4,可見(jiàn)4為最先進(jìn)入內(nèi)存的，本次應(yīng)換出，然后把頁(yè)4、1、5，考查頁(yè)6之6調(diào)入內(nèi)存。發(fā)生缺

5、頁(yè)中斷的次數(shù)為15在LRU算法中，最近最少使用的頁(yè)面被先換出。當(dāng)頁(yè) 6要調(diào)入時(shí)，內(nèi)存的狀態(tài)為 之前調(diào)入的頁(yè)面，分別為 5、1、2，可見(jiàn)2為最近一段時(shí)間內(nèi)使用最少的，本次應(yīng)換出， 內(nèi)存。5、2、1，考查頁(yè)6然后把頁(yè)6調(diào)入CFT發(fā)生缺頁(yè)中斷的次數(shù)為11。在OPT算法中，在最遠(yuǎn)的將來(lái)才被訪(fǎng)問(wèn)的頁(yè)面被先換出。當(dāng)頁(yè)6要調(diào)入時(shí),內(nèi)存的狀態(tài)為 1、2、5,考查頁(yè)6后面要調(diào)入的頁(yè)面，分別為 2、1、2、，可見(jiàn)5為最近一段時(shí)間內(nèi)使用最少的，本次應(yīng)換出, 然后把頁(yè)6調(diào)入內(nèi)存?！纠?】在一個(gè)單道的程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，有 3個(gè)作業(yè)J1、J2、J3,它們到達(dá)輸入井的時(shí)間分別為8: 50、9: 00、9: 30,它們需要執(zhí)行

6、的時(shí)間分別為1.5小時(shí)、0.4小時(shí)、1小時(shí)。系統(tǒng)在10： 00按響應(yīng)比高者優(yōu)先算法對(duì)它們進(jìn)行調(diào)度，請(qǐng)回答：(1) 作業(yè)被選中執(zhí)行的次序是什么？(2) 三個(gè)作業(yè)被選中時(shí)的響應(yīng)比分別是多少？分析 響應(yīng)比=作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間/作業(yè)運(yùn)行時(shí)間+作業(yè)等待時(shí)間/作業(yè)運(yùn)行時(shí)間系統(tǒng)在10: 00,計(jì)算作業(yè)的響應(yīng)比：以J1為例，它的作業(yè)計(jì)算時(shí)間是1.5小時(shí)，即90分鐘；J1從8: 50到達(dá)輸入井，在10: 00時(shí)刻，J1的等待時(shí)間為70分鐘，因此作業(yè) J1的響應(yīng)比為：1 + 70分鐘/90分鐘=1.77同理，J2: 1 + 60分鐘/24分鐘=3.5 J3: 1 + 30分鐘/60分鐘=1.5因此按照響應(yīng)比高者優(yōu)先算法

7、，優(yōu)先調(diào)度J2。在10: 24，J2完成。這時(shí)計(jì)算 J1、J3的響應(yīng)比：J1: 1+( 70 + 24)分鐘 /90 分鐘=2.04 J3: 1+( 30 + 24)分鐘 /60 分鐘=1.9按照響應(yīng)比高者優(yōu)先算法，優(yōu)先調(diào)度J1。在11: 54，J1完成，系統(tǒng)調(diào)度J3, J3的響應(yīng)比為1+( 30+24+ 90)分鐘/60分鐘=3.4因此，作業(yè)被選中執(zhí)行的次序是J2、J1、J3o三個(gè)作業(yè)被選中時(shí)的響應(yīng)比分別是：J1，2.04; J2，3.5; J3，3.4o解：(1) 作業(yè)被選中執(zhí)行的次序是J2、J1、J3o(2) 三個(gè)作業(yè)被選中時(shí)的響應(yīng)比分別是：J1, 1.04; J2，2.5; J3，2.

8、4o思考題2某作業(yè)的提交時(shí)間為10: 30,需要運(yùn)行的時(shí)間為1小時(shí)，假設(shè)11: 00開(kāi)始調(diào)度，它的響應(yīng)比是【例4】設(shè)有進(jìn)程A、B、C、D依次進(jìn)入就緒隊(duì)列（相隔一個(gè)時(shí)間單位），它們的優(yōu)先級(jí)（優(yōu)先數(shù)大的優(yōu)先級(jí)較高）如下表所示:進(jìn)程CPU時(shí)間優(yōu)先數(shù)A203B151C84D103試問(wèn)采用 先來(lái)先服務(wù)”、靜態(tài)優(yōu)先數(shù)法”調(diào)度算法（注：優(yōu)先數(shù)大的優(yōu)先級(jí)高），選中進(jìn)程的執(zhí)行次序。解：采用先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法，按照進(jìn)程進(jìn)入就緒隊(duì)列的先后次序占有CPU，其執(zhí)行次序是A-B-C-D。采用靜態(tài)優(yōu)先數(shù)法，進(jìn)程 A最先就緒，在0時(shí)刻先占有CPU運(yùn)行，隨后1時(shí)刻進(jìn)程B進(jìn)入就緒隊(duì)列，2 時(shí)刻進(jìn)程C進(jìn)入就緒隊(duì)列，3時(shí)刻進(jìn)程D進(jìn)入

9、就緒隊(duì)列。由于采用靜態(tài)優(yōu)先數(shù)法，不容許隨時(shí)間的推移改 變進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)，所以當(dāng)進(jìn)程 A運(yùn)行結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)的就緒隊(duì)列中有B、C、D三個(gè)進(jìn)程，而進(jìn)程 C優(yōu)先級(jí)最高，于是選中C;這樣分析下去，進(jìn)程的執(zhí)行次序是A-C-D-B。思考題3時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法是為了（）。A多個(gè)終端都能得到系統(tǒng)的及時(shí)響應(yīng)B 先來(lái)先服務(wù)C 優(yōu)先級(jí)高的進(jìn)程先使用 CPU D 緊急事件優(yōu)先處理參考解答思考題1:錯(cuò)誤。作業(yè)被作業(yè)調(diào)度程序選中，說(shuō)明作業(yè)處于運(yùn)行狀態(tài)，即該作業(yè)進(jìn)入內(nèi)存并以進(jìn)程的形式存在于系統(tǒng)中，但屬于該作業(yè)的進(jìn)程可能處于運(yùn)行、就緒和等待狀態(tài)，只有處于運(yùn)行狀態(tài)的進(jìn)程才能占有 處理機(jī)，而其余兩種狀態(tài)的進(jìn)程并不占有處理機(jī)。作業(yè)調(diào)度和

10、進(jìn)程調(diào)度的區(qū)別：一個(gè)作業(yè)從進(jìn)入系統(tǒng)到最后完成，一般至少要經(jīng)歷兩級(jí)調(diào)度：作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度。作業(yè)調(diào)度是宏觀(guān)上的高級(jí)調(diào)度，它的主要功能是根據(jù)一定的算法，從輸入井中選中若干個(gè)作業(yè)，分配必要的資源，如主存、外設(shè)等，為它們建立初始狀態(tài)為就緒的作業(yè)進(jìn)程。進(jìn)程調(diào)度是微觀(guān)上的低級(jí)調(diào)度，它的主要功能是根據(jù)一定的算法將CPU分派給就緒隊(duì)列中的一個(gè)進(jìn)程。般的操作系統(tǒng)都必須有進(jìn)程調(diào)度。可見(jiàn)在多道系統(tǒng)中，作業(yè)調(diào)度與進(jìn)程調(diào)度是相互配合來(lái)實(shí)現(xiàn)多道作業(yè)的并行執(zhí)行的。兩者的關(guān)系可用下圖 表示。思考題2： 1.5 (注：作業(yè)等待 0.5小時(shí)，運(yùn)行1小時(shí)，響應(yīng)比=1 + 0.5/1=1.5)思考題3: A【例5】考慮一個(gè)由8個(gè)頁(yè)面

11、，每頁(yè)有1024個(gè)字節(jié)組成的邏輯空間，把它裝入到有32個(gè)物理塊的存儲(chǔ)器中，問(wèn)：(1) 邏輯地址需要多少二進(jìn)制位表示？(2) 物理地址需要多少二進(jìn)制位表示？分析在分頁(yè)存儲(chǔ)管理中，邏輯地址結(jié)構(gòu)如下圖所示。它由兩個(gè)部分組成：前一部分表示該地址所在頁(yè)面的頁(yè)號(hào)p ;后一部分表示頁(yè)內(nèi)地址(頁(yè)內(nèi)位移) d。頁(yè)號(hào)的地址位數(shù)決定了頁(yè)的多少， 假設(shè)頁(yè)號(hào)有20位，則地址空間中最多可容納的頁(yè)面數(shù)為 220,即1MB個(gè)頁(yè)面。 頁(yè)內(nèi)地址位數(shù)確定了每頁(yè)的大小，若頁(yè)內(nèi)地址為12位，則每頁(yè)大小為212, 即 2KB。同理，物理地址中塊號(hào)的地址位數(shù)決定了塊的數(shù)量。由于頁(yè)式存儲(chǔ)管理內(nèi)存空間塊的大小與頁(yè)面大小相同，所以物理地址中塊內(nèi)

12、地址與邏輯地址中的頁(yè)內(nèi)地址位數(shù)相同。解 因?yàn)轫?yè)面數(shù)為8=23,故需要3位二進(jìn)制數(shù)表示。每頁(yè)有 1024個(gè)字節(jié)，1024=210，于是頁(yè)內(nèi)地址需要10 位二進(jìn)制數(shù)表示。32個(gè)物理塊，需要5位二進(jìn)制數(shù)表示(32=25)。(1 )頁(yè)的邏輯地址由頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址組成，所以需要3+10=13位二進(jìn)制數(shù)表示。5+10=15位二進(jìn)制數(shù)表示。(2)頁(yè)的物理地址由塊號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址的拼接，所以需要1024字節(jié)，試將邏輯【例6】若在一分頁(yè)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，某作業(yè)的頁(yè)表如下所示。已知頁(yè)面大小為 地址1011，2148，4000，5012轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的物理地址"000B?"'>頁(yè)號(hào)塊號(hào)<

13、0<1<2<3<2<3<1<6分析頁(yè)式存儲(chǔ)管理的地址結(jié)構(gòu)是一維的，即邏輯地址(或物理地址)只用一個(gè)數(shù)值即可表示。若給定邏輯地址A，頁(yè)面的大小為L(zhǎng),則頁(yè)號(hào)p和頁(yè)內(nèi)地址d可按照下式求得：p=int A/L d=A mod L其中，int是取整函數(shù)(取數(shù)值的整數(shù)部分)，mod是取余函數(shù)(取數(shù)值的余數(shù)部分)。頁(yè)表的作用是實(shí)現(xiàn)從頁(yè)號(hào)到物理塊號(hào)的地址映射。以邏輯地址的頁(yè)號(hào)檢索頁(yè)表，得到該頁(yè)的物理塊號(hào)；同 時(shí)將頁(yè)內(nèi)地址d直接送入物理地址寄存器的塊內(nèi)地址字段中。這樣物理塊號(hào)和塊內(nèi)地址拼接成了實(shí)際訪(fǎng)問(wèn) 內(nèi)存的地址，從而完成了從邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換。所以物理地址的計(jì)算

14、公式為：物理地址=塊的大小(即頁(yè)的大小 L)塊號(hào)f+頁(yè)內(nèi)地址d解：本題中，為了描述方便，設(shè)頁(yè)號(hào)為 p，頁(yè)內(nèi)位移為d,則:(1) 對(duì)于邏輯地址 1011，p= int (1011/1024)= 0，d = 1011 mod 1024 = 1011。查頁(yè)表第 0 頁(yè)在第 2 塊, 所以物理地址為1024'2 + 1011= 3059。(2)對(duì)于邏輯地址2148，p = int ( 2148/1024)= 2,d= 2148 mod 1024= 100。查頁(yè)表第 2頁(yè)在第1塊，所以物理地址為 1024 + 100= 1124(3)對(duì)于邏輯地址4000，p = int ( 4000/1024)

15、= 3,d= 4000 mod 1024= 928。查頁(yè)表第 3頁(yè)在第6塊，所以物理地址為 1024' 6+ 928 = 7072。(4)對(duì)于邏輯地址 5012, p = int ( 5012/1024)= 4, d= 5012 mod 1024= 916。因頁(yè)號(hào)超過(guò)頁(yè)表長(zhǎng)度，該邏輯地址非法?！纠?】某虛擬存儲(chǔ)器的用戶(hù)編程空間共32個(gè)頁(yè)面，每頁(yè)為1KB，內(nèi)存為16KB。假定某時(shí)刻一用戶(hù)頁(yè)表中已調(diào)入內(nèi)存的頁(yè)面的頁(yè)號(hào)和物理塊號(hào)的對(duì)照表如下:頁(yè)號(hào)物理塊號(hào)10則邏輯地址0A5C（ H）所對(duì)應(yīng)的物理地址是什么?分析 在分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式中，邏輯地址結(jié)構(gòu)為:頁(yè)內(nèi)地址巾如果給定的邏輯地址是 A，頁(yè)面大

16、小為L(zhǎng),則頁(yè)號(hào)p和頁(yè)內(nèi)地址d可按下式求得：p=intA/L d=Amod L 其中，int表示取結(jié)果的整數(shù)部分，mod表示取結(jié)果的余數(shù)部分。頁(yè)號(hào)的位數(shù)表示地址空間中最多可容納的頁(yè)面?zhèn)€數(shù)，頁(yè)內(nèi)地址位數(shù)表示第頁(yè)的大小，頁(yè)表的作用是實(shí)現(xiàn)從頁(yè)號(hào)到物理塊號(hào)的 地址映射。在頁(yè)式存儲(chǔ)管理中，邏輯空間頁(yè)的大小與主存地址空間中塊的大小相同。一般：物理地址與頁(yè)號(hào)、塊號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址之間存在如下關(guān)系物理地址=塊的大?。?yè)的大小 L）*塊號(hào)+頁(yè)內(nèi)地址d解：頁(yè)式存儲(chǔ)管理的邏輯地址分為兩部分：頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址。由已知條件 用戶(hù)編程空間共32個(gè)頁(yè)面”可知頁(yè)號(hào)部分占5位；由 每頁(yè)為1KB，1K=210,可知內(nèi)頁(yè)地址 占10位。由內(nèi)

17、存為16KB，可知有16塊，塊號(hào)為4位。邏輯地址0A5C（H）所對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制表示形式是：000 1010 0101 1100，根據(jù)上面的分析，下劃線(xiàn)部分為頁(yè)內(nèi)地址，編碼“000 10”為頁(yè)號(hào)，表示該邏輯地址對(duì)應(yīng)的頁(yè)號(hào)為2。查頁(yè)表，得到物理塊號(hào)是4（十進(jìn)制），即物理塊地址為： 01 00，拼接塊內(nèi)地址 10 0101 1100,得01 0010 0101 1100，即125C（ H）。邏輯地址0A5C （ H）所對(duì)應(yīng)的物理地址是 125C（ H）【例8】某段表內(nèi)容如下:段號(hào)段首地址段長(zhǎng)度0120K40K1760K30K2480K20K3370K20K一邏輯地址為(2, 154)的實(shí)際物理地址為多

18、少?答：邏輯地址(2 ,154)表示段號(hào)為2,即段首地址為480K ,154為單元號(hào)，則實(shí)際物理地址為480K+154?！纠?】下表給岀了某系統(tǒng)中的空閑分區(qū)表，系統(tǒng)采用可變式分區(qū)存儲(chǔ)管理策略?，F(xiàn)有以下作業(yè)序列：96K、20K、200K。若采用首次適應(yīng)算法和最佳適應(yīng)算法來(lái)處理這些作業(yè)序列，試問(wèn)哪一種算法可以滿(mǎn)足該作業(yè)的請(qǐng)求，為什么？分區(qū)號(hào)大小起始地址132K100K210K150K35K200K4218K220K596K530K100KL50K解：空閑分區(qū)表如右圖所示，(1) 首次適應(yīng)算法：96K的作業(yè)達(dá)到4區(qū)占用96K，剩余122K，20K的作業(yè)到達(dá)1區(qū)，占用20K，剩余12K，200K作業(yè)到

19、達(dá)后無(wú) 足夠空間可用。(2) 最佳適應(yīng)算法：96K作業(yè)進(jìn)入后到5區(qū)占用，20K作業(yè)進(jìn)入 后到達(dá)1區(qū)占用，200K作業(yè)進(jìn)入后到達(dá)4區(qū)。顯然，最佳適應(yīng)算法能滿(mǎn)足要求。關(guān)于PV操作在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中，PV操作是進(jìn)程管理中的難點(diǎn) 首先應(yīng)弄清 PV 操作的含義 ：PV 操作由 P 操作原語(yǔ)和 V 操作原語(yǔ)組成(原語(yǔ)是不可中斷的過(guò)程) ，對(duì)信號(hào) 量進(jìn)行操作，具體定義如下：P (S):將信號(hào)量 S的值減1，即S=S-1;如果S30，則該進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行；否則該進(jìn)程置為等待狀態(tài)，排入等待隊(duì)列。V( S):將信號(hào)量 S的值加1,即S=S+1；如果S>0,則該進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行；否則釋放隊(duì)列中第一個(gè)等待信號(hào)量的進(jìn)程。

20、V操作的意義：我們用信號(hào)量及 PV操作來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的同步和互斥。PV操作屬于進(jìn)程的低級(jí)通信。什么是信號(hào)量？信號(hào)量(semaphore)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為一個(gè)值和一個(gè)指針，指針指向等待該信號(hào)量的下一個(gè)進(jìn) 程。信號(hào)量的值與相應(yīng)資源的使用情況有關(guān)。當(dāng)它的值大于 0 時(shí)，表示當(dāng)前可用資源的數(shù)量；當(dāng)它的值小 于0時(shí)，其絕對(duì)值表示等待使用該資源的進(jìn)程個(gè)數(shù)。注意，信號(hào)量的值僅能由PV操作來(lái)改變。一般來(lái)說(shuō)，信號(hào)量S3)時(shí)，S表示可用資源的數(shù)量。執(zhí)行一次P操作意味著請(qǐng)求分配一個(gè)單位資源，因此S的值減1;當(dāng)S<0時(shí)，表示已經(jīng)沒(méi)有可用資源，請(qǐng)求者必須等待別的進(jìn)程釋放該類(lèi)資源，它才能運(yùn)行下去。而執(zhí)行一個(gè)V操作意味著釋放

21、一個(gè)單位資源，因此S的值加1 ;若S如，表示有某些進(jìn)程正在等待該資源，因此要喚醒一個(gè)等待狀態(tài)的進(jìn)程，使之運(yùn)行下去。利用信號(hào)量和 PV 操作實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥的一般模型是:進(jìn)程R進(jìn)程P?進(jìn)程PnP(S)； P( S)； P(S)；臨界區(qū)； 臨界區(qū)； 臨界區(qū)；V(S)； V( S)； V(S)；其中信號(hào)量s用于互斥，初值為1。使用PV操作實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥時(shí)應(yīng)該注意的是:(1)每個(gè)程序中用戶(hù)實(shí)現(xiàn)互斥的 P、V操作必須成對(duì)出現(xiàn)，先做 P操作，進(jìn)臨界區(qū)，后做 V操作，出臨界 區(qū)。若有多個(gè)分支，要認(rèn)真檢查其成對(duì)性。（2）P、V 操作應(yīng)分別緊靠臨界區(qū)的頭尾部，臨界區(qū)的代碼應(yīng)盡可能短，不能有死循環(huán)。（ 3 ）互斥信號(hào)量

22、的初值一般為 1。利用信號(hào)量和 PV 操作實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步PV 操作是典型的同步機(jī)制之一。用一個(gè)信號(hào)量與一個(gè)消息聯(lián)系起來(lái)，當(dāng)信號(hào)量的值為0 時(shí)，表示期望的消息尚未產(chǎn)生；當(dāng)信號(hào)量的值非 0時(shí)，表示期望的消息已經(jīng)存在。用PV操作實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步時(shí)，調(diào)用 P操作測(cè)試消息是否到達(dá)，調(diào)用 V 操作發(fā)送消息。使用PV操作實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步時(shí)應(yīng)該注意的是：（1）分析進(jìn)程間的制約關(guān)系， 確定信號(hào)量種類(lèi)。 在保持進(jìn)程間有正確的同步關(guān)系情況下， 哪個(gè)進(jìn)程先執(zhí)行， 哪些進(jìn)程后執(zhí)行，彼此間通過(guò)什么資源（信號(hào)量）進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而明確要設(shè)置哪些信號(hào)量。（2） 信號(hào)量的初值與相應(yīng)資源的數(shù)量有關(guān)，也與P、V操作在程序代碼中出現(xiàn)的位置有關(guān)。（

23、3）同一信號(hào)量的 P、 V 操作要成對(duì)出現(xiàn)，但它們分別在不同的進(jìn)程代碼中?！纠?10】生產(chǎn)者 -消費(fèi)者問(wèn)題在多道程序環(huán)境下，進(jìn)程同步是一個(gè)十分重要又令人感興趣的問(wèn)題，而生產(chǎn)者-消費(fèi)者問(wèn)題是其中一個(gè)有代表性的進(jìn)程同步問(wèn)題。下面我們給出了各種情況下的生產(chǎn)者-消費(fèi)者問(wèn)題，深入地分析和透徹地理解這個(gè)例子，對(duì)于全面解決操作系統(tǒng)內(nèi)的同步、互斥問(wèn)題將有很大幫助。（ 1）一個(gè)生產(chǎn)者，一個(gè)消費(fèi)者，公用一個(gè)緩沖區(qū)。定義兩個(gè)同步信號(hào)量：empty表示緩沖區(qū)是否為空，初值為1。full 表示緩沖區(qū)中是否為滿(mǎn)，初值為 0生產(chǎn)者進(jìn)程消費(fèi)者進(jìn)程while(TRUE)while(True)生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品 ;P(full);P(

24、empty);從 Buffer 取出一個(gè)產(chǎn)品 ;產(chǎn)品送往 Buffer;V(empty);V(full);消費(fèi)該產(chǎn)品 ;（2）一個(gè)生產(chǎn)者，一個(gè)消費(fèi)者，公用n 個(gè)環(huán)形緩沖區(qū)。定義兩個(gè)同步信號(hào)量：empty 表示緩沖區(qū)是否為空，初值為n。full 表示緩沖區(qū)中是否為滿(mǎn)，初值為0。設(shè)緩沖區(qū)的編號(hào)為1n-1，定義兩個(gè)指針in和out，分別是生產(chǎn)者進(jìn)程和消費(fèi)者進(jìn)程使用的指針，指向下 一個(gè)可用的緩沖區(qū)。生產(chǎn)者進(jìn)程消費(fèi)者進(jìn)程while(TRUE)while(TRUE)生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品 ;P(full);P(empty);從buffer （ out）中取出產(chǎn)品；產(chǎn)品送往 buffer（in）；out=(out+1

25、)mod n ；in=(in+1)mod n ；V(empty);V(full);消費(fèi)該產(chǎn)品 ;3）一組生產(chǎn)者，一組消費(fèi)者，公用 n 個(gè)環(huán)形緩沖區(qū)在這個(gè)問(wèn)題中，不僅生產(chǎn)者與消費(fèi)者之間要同步，而且各個(gè)生產(chǎn)者之間、各個(gè)消費(fèi)者之間還必須互斥 地訪(fǎng)問(wèn)緩沖區(qū) 定義四個(gè)信號(hào)量：empty 表示緩沖區(qū)是否為空，初值為n。full 表示緩沖區(qū)中是否為滿(mǎn)，初值為0。mutex1 生產(chǎn)者之間的互斥信號(hào)量，初值為1。mutex2 消費(fèi)者之間的互斥信號(hào)量，初值為1。設(shè)緩沖區(qū)的編號(hào)為1n-1，定義兩個(gè)指針in和out，分別是生產(chǎn)者進(jìn)程和消費(fèi)者進(jìn)程使用的指針，指向下 一個(gè)可用的緩沖區(qū)。生產(chǎn)者進(jìn)程消費(fèi)者進(jìn)程while(TR

26、UE)while(TRUE)生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品 ;P(full);P(empty);P(mutex2)；P(mutex1)；從buffer ( out)中取出產(chǎn)品；產(chǎn)品送往 buffer( in)；out=(out+1)mod n ；in=(in+1)mod n ；V( mutex2) ；V(mutex1);V(empty);V(full);消費(fèi)該產(chǎn)品 ;需要注意的是無(wú)論在生產(chǎn)者進(jìn)程中還是在消費(fèi)者進(jìn)程中，兩個(gè) P 操作的次序不能顛倒。應(yīng)先執(zhí)行同步信號(hào)量的 P 操作，然后再執(zhí)行互斥信號(hào)量的 P 操作，否則可能造成進(jìn)程死鎖?！纠?11】 桌上有一空盤(pán)，允許存放一只水果。爸爸可向盤(pán)中放蘋(píng)果，也可向盤(pán)中放桔

27、子，兒子專(zhuān)等吃 盤(pán)中的桔子，女兒專(zhuān)等吃盤(pán)中的蘋(píng)果。規(guī)定當(dāng)盤(pán)空時(shí)一次只能放一只水果供吃者取用，請(qǐng)用P、V 原語(yǔ)實(shí)現(xiàn)爸爸、兒子、女兒三個(gè)并發(fā)進(jìn)程的同步。分析 在本題中，爸爸、兒子、女兒共用一個(gè)盤(pán)子，盤(pán)中一次只能放一個(gè)水果。當(dāng)盤(pán)子為空時(shí)，爸爸可 將一個(gè)水果放入果盤(pán)中。若放入果盤(pán)中的是桔子，則允許兒子吃，女兒必須等待；若放入果盤(pán)中的是蘋(píng)果， 則允許女兒吃，兒子必須等待。本題實(shí)際上是生產(chǎn)者-消費(fèi)者問(wèn)題的一種變形。這里，生產(chǎn)者放入緩沖區(qū)的產(chǎn)品有兩類(lèi)，消費(fèi)者也有兩類(lèi)，每類(lèi)消費(fèi)者只消費(fèi)其中固定的一類(lèi)產(chǎn)品。解：在本題中，應(yīng)設(shè)置三個(gè)信號(hào)量S、So、Sa,信號(hào)量S表示盤(pán)子是否為空，其初值為I;信號(hào)量So表示盤(pán)中是否有桔子，其初值為0;信號(hào)量Sa表示盤(pán)中是否有蘋(píng)果，其初值為0。同步描述如下：int S= 1;int Sa= 0;int So = 0;main()cobeginfather(); /* 父親進(jìn)程 */son(); /* 兒子進(jìn)程 */daughter(); /* 女兒進(jìn)程 */coendfather()whiIe(1)P(S);將水果放入盤(pán)中 ;V(So);if (放入的是桔子) else V(Sa);son()while(1)P(So);從盤(pán)中取出桔子 ;V(S);吃桔子 ;daughter()while(1)P(Sa);從盤(pán)中取出蘋(píng)果V(s)；吃蘋(píng)果；思考題：四個(gè)進(jìn)程A、B、C、