习题课（ 1 ）

习题课（1） 进程管理及调度

复习 • 进程概念、描述及状态 • 进程的同步与互斥及应用 • 管程机制 • 进程通信 • 进程调度算法 • 进程死锁 • 线程

1 计算 • 有一台计算机，具有1M内存，操作系统占用200KB,每个用户进程各占200KB。如果用户进程等待I/O的时间为80%，若增加1MB内存，则CPU的利用率提高多少？

分析计算 • 设每个进程等待I/O的百分比为P,则n个进程同时等待I/O的概率是Pn • n个进程同时等待I/O时，CPU为空闲，利用率为1-Pn • 本题，除去操作系统，可容纳4个用户进程，每个用户等待外设时间为80%： • CPU利用率=1-（80%）4=0.59 • 若增加1MB内存，系统可同时运行9个进程 • CPU利用率=1-（80%）9=0.87 • CPU利用率提高=87/59=1.47 • 即：提高47%

2 计算题 • 下面的C程序,若以进程离开循环时来标识进程，试画出该程序产生进程的家族树，并简要分析？ #include<stdio.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h> main() {int i,pid; for(i=1;i<4;i++) if (pid=fork()) break; }

分析解答 • fork()每次执行时，父进程pid>0,跳出循环 • 子进程pid=0,成为下一轮循环的父进程

1 2 3 4 扩展 • main() {int i,pid; for(i=1;i<4;i++) if (pid=fork()<=0) break; }

3 进程的同步与互斥 • 桌上有一只空盘子，允许存放一只水果。爸爸可向盘中放苹果和桔子，儿子专等吃盘中的苹果，女儿专等吃盘中的桔子。规定当盘空时一次只能放一只水果供吃着使用。请用P、V原语实现爸爸、儿子、女儿3个并发进程的同步

分析解答 • 设置3个信号量 Int S=1;//盘子是否为空 Int Sa=0;// 盘子是否有苹果 Int S0=0;// 盘子是否有桔子 Main() { Father(); Son(); Danghter(); }

Father() { While(1) { P(S); 水果放入盘中； If(放入的是桔子) V(S0); Else V(Sa); } Danghter() { While(1) { P(Sa); 从盘中取出苹果； V(S); 吃苹果； } } Son() { While(1) { P(S0); 从盘中取出桔子； V(S); 吃桔子； } }

4 死锁 • 一台计算机有8台磁带机，他们由n个进程竞争使用，每个进程可用3台磁带机，请问n为多少时，系统没有死锁危险? 说明原因 • 解答： • N=1,2,3是不会死锁

例4.2 • 假设一计算机系统有R1设备3台和R2设备4台，他们被P1，P2，P3，P4进程所共享且已知这四个进程均以如下顺序使用两类资源。 ->申请R1->申请R2->申请R1->释放R1->释放R2->释放R1-> （1）系统运行过程中是否有产生死锁的可能？为什么？（2）如果有可能的话，请举出一种情况，并画出表示死锁状态的进程-资源图。

P1 P2 R1 R2 P3 P4 解答 (1)4个进程需要使用的资源数为：R1设备各2台，R2设备各1台资源总数不够，系统运行过程中有可能死锁 (2)3个进程都执行完第1步（申请R1），开始执行第2步（申请R2），另一个资源因没有R1资源而被阻塞。 3个进程都执行完第2步（申请R2）后，系统仅剩一个R2资源。这时3个进程都申请R1（第3步），因此，全部阻塞。

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