操作系统课后题答案第二版（操作系统课后作业答案第二章）

第二章进程和线程作业答案

1, 2, 4, 6, 7, 10, 11, 12, 14, 21

在操作系统中为什么要引入进程概念？它与程序的差别

和关系是怎样的？

答：由于多道程序的并发执行时共享系统资源，共同决定这些资源的状态，因（1）这个算法不对。进程A, B共用一个缓冲区，同步

2-28所示。

进程A

进程B

图2-27进程A、B的算法框图

临界区代码CSa

V（ S1）

P（S2）

P（ S1）

临界区代码CSb

V（ S2）

信号量S1，S2的初值为0

图2-28两个并发进程临界区的算法框图

关系。如果 A先运行，且信息数量足够多，则缓冲区 Q中的信息会被后来的冲掉，造成信息丢失，进程 B不能从Q

中读出完整的信息。

改正：

进程A，B同步使用一个缓冲区，设立两个信号量：

empty :缓冲区Q为空，初值为1 ；

full :缓冲区Q为满，初值为0；

算法框图如下图所示

进程A

进程B

进程A

P（ empty）向Q写入信息

V（ full :

进程B

P（ full :

从Q读出信息

V （ empty）

P（ mutex）

临界区代码CSa

V （ mutex）

P（ mutex）

临界区代码CSb

V（ mutex）

图2-28的算法框图

改正后

图2-27的算法框图改正后

（2）这个算法不对。进程A，B并发的，它们共享一个临界资源，二者应互斥地使用该临界资源，在进入临界区时不存在A先B后的时序关系，而是哪个进程先到一步就先进入

自己的临界区改正：A,B两个进程应互斥地进入临界区。为此，设立一个

互斥信号量mutex，初值为1，算法框图如上所示。

，有两条 I/O通道，分别接一台卡片输入机和一台打印机。卡片机把一叠卡片逐一输入到缓冲区

B1中，加工处理后再搬到缓冲区 B2中，并在打印机上打印

结果，问：

系统要设几个进程来完成这个任务？各自的工作是什么

这些进程间有什么样的相互制约关系？

用P, V操作写出这些进程的同步算法。

答：这是一个典型的生产者，消费者问题

1）系统可设三个进程完成任务，第一个进程 R,从卡片输入

机中读入数据，并且把数据放入缓冲区 B1中，第二个进程C 从B1缓冲区中取数据，加工处理后放入缓冲区 B2中。第三

个进程P将缓冲区B2的容取出，在打印机上打印出来

2）这三个进程之间是同步关系

R进程受C进程影响，B1放满信息后R进程要等待，等到 C 进程将其中的信息全部取走，才能继续读入信息； C进程受

R进程和P进程的约束，B1息放满后C进程才可从中取出它们，且B2被取空后C进程才可将加工结果送入其中； P进程

受C进程的约束，B2息放满后P进程才可从中取出它们，进

行打印。

3）三个进程之间必须协调工作，需设置四个信号量：

Biempty：缓冲区 B1空，初值为1 ；

Bifull :缓冲区B1满，初值为0；

B2empty:缓冲区 B2空，初值为1 ;

B2full :缓冲区B2满，初值为0;

进程R

while (TRUE {

P(B1empty)；

从卡片机中读入数据

进程C

while ( TRUE {

P( Bifull )；

将B1中的数据取出计算

进程P

while ( TRUE {

P( B2full );

将缓冲区B2容

写入缓冲区B1;

V( B1full )；

}

在打印机中输出；

V(B2empty);

}

V( B1empty);

P( B2empty);

计算结果送入B2中;

V(B2full);

}

14•假定一个阅览室最多可容纳 100个人，读者进入和离开

阅览室时都必须在阅览室门口的一登记表上做标识 (进入时

登记，离开时去掉登记项)，而且每次只允许一人登记或去掉登记。问：

①应编写几个程序完成此项工作？程序的主要动作是什么，应设置几个进程？进程与程序间的对应关系如何?

②用P，V操作写出这些进程的同步通信关系。

①完成此项工作可编写一个或两个程序(函数)，每个读者对应一个进程。每个读者的动作包括：

进入阅览室前查表登记，这时要考虑阅览室里是否有座

位；

进入阅览室，阅读