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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 P n n 个进程同时等待 I/O 时, CPU 为空闲,利用率为 1-P n
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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。