現(xiàn)代操作系統(tǒng)第四版答案

1、現(xiàn)代操作系統(tǒng) 第二章 進(jìn)程與線程 習(xí)題1. 圖 2-2 中給出了三個進(jìn)程狀態(tài)，在理論上，三個狀態(tài)可以有六種轉(zhuǎn)換，每個 狀態(tài)兩個。但是，圖中只給出了四種轉(zhuǎn)換。有沒有可能發(fā)生其他兩種轉(zhuǎn)換中的 一個或兩個A:從阻塞到運(yùn)行的轉(zhuǎn)換是可以想象的。假設(shè)某個進(jìn)程在 I/O 上阻塞，而且 I/O 結(jié) 束，如果此時 CPU空閑，該進(jìn)程就可以從阻塞態(tài)直接轉(zhuǎn)到運(yùn)行態(tài)。而另外一種 轉(zhuǎn)換（從阻塞態(tài)到就緒態(tài)）是不可能的。一個就緒進(jìn)程是不可能做任何會產(chǎn)生 阻塞的 I/O 或者別的什么事情。只有運(yùn)行的進(jìn)程才能被阻塞。2. 假設(shè)要設(shè)計一種先進(jìn)的計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)， 它使用硬件而不是中斷來完成進(jìn)程切 換。 CPU需要哪些信息請描述用硬

2、件完成進(jìn)程切換的工作過程。A:應(yīng)該有一個寄存器包含當(dāng)前進(jìn)程表項(xiàng)的指針。當(dāng) I/O 結(jié)束時， CPU將把當(dāng)前的 機(jī)器狀態(tài)存入到當(dāng)前進(jìn)程表項(xiàng)中。然后，將轉(zhuǎn)到中斷設(shè)備的中斷向量，讀取另 一個過程表項(xiàng)的指針（服務(wù)例程），然后，就可以啟動這個進(jìn)程了。3. 當(dāng)代計算機(jī)中，為什么中斷處理程序至少有一部分是用匯編語言編寫的 A：通常，高級語言不允許訪問 CPU硬件，而這種訪問是必需的。例如，中斷處 理程序可能需要禁用和啟用某個特定設(shè)備的中斷服務(wù)，或者處理進(jìn)程堆棧區(qū)的 數(shù)據(jù)。另外，中斷服務(wù)例程需要盡快地執(zhí)行。 （補(bǔ)充）主要是出于效率方面的 考量。中斷處理程序需要在盡量短的時間內(nèi)完成所需的必要處理，盡量減少對 線

3、程/程序流造成的影響，因此大部分情況下用匯編直接編寫，跳過了通用編譯 過程中冗余的適配部分。4. 中斷或系統(tǒng)調(diào)用把控制轉(zhuǎn)給操作系統(tǒng)時， 為什么通常會用到與被中斷進(jìn)程的棧 分離的內(nèi)核棧A：內(nèi)核使用單獨(dú)的堆棧有若干的原因。其中兩個原因如下：首先，不希望操作系統(tǒng)崩潰，由于某些用戶程序不允許足夠的堆棧空間。 第二，如果內(nèi)核將數(shù) 據(jù)保留在用戶空間，然后從系統(tǒng)調(diào)用返回，那么惡意的用戶可能使用這些數(shù)據(jù) 找出某些關(guān)于其它進(jìn)程的信息。5. 一個計算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存有足夠的空間容納 5 個程序。這些程序有一半的時間處 于等待 I/O 的空閑狀態(tài)。請問 CPU時間浪費(fèi)的比例是多少A：5 =%6. 一個計算機(jī)的 RAM有

4、 4GB，其中操作系統(tǒng)占 512MB。所有進(jìn)程都占 256MB（為 了簡化計算）并且特征相同。要是 CPU利用率達(dá)到 99%，最大 I/O 等待是多少 A：內(nèi)存中最多可放 （4GB-512MB）/256MB=14 個進(jìn)程，設(shè)每個進(jìn)程的 I/O 等待占 總運(yùn)行時間的比例為 p，則 CPU利用率 =1-p1499%=p%7. 多個作業(yè)能夠并行運(yùn)行， 比它們順序執(zhí)行完成的要快。 假設(shè)有兩個作業(yè)同時開 始執(zhí)行，每個需要 20 分鐘的 CPU時間。如果順序執(zhí)行，那么最后一個作業(yè)需要 多長時間可以完成如果并行執(zhí)行又需要多長時間假設(shè)I/O 等待占 50%。A: 每個進(jìn)程的時間為 40min 。 順序執(zhí)行時，

5、最后一個作業(yè)需要 80min 才能完成。 并行執(zhí)行時， cpu 利用率為 1-pn = 75%, cpu計算時間為 40min，故總時間 t=40/75%=8. 考慮一個 6 級多道程序系統(tǒng)（內(nèi)存中可同時容納 6 個程序）。假設(shè)每個進(jìn)程的I/O 等待占 40%，那么 CPU利用率是多少A：利用率 =1-pn=1-6 = =%9. 假設(shè)要從互聯(lián)網(wǎng)上下載一個 2GB 大小的文件，文件內(nèi)容可以從一組鏡像服務(wù) 器獲得，每個服務(wù)器可以傳輸文件的一部分。假設(shè)每個傳輸請求給定起始字節(jié) 和結(jié)束字節(jié)。如何用多線程優(yōu)化下載時間A：客戶端進(jìn)程可以創(chuàng)建單獨(dú)的線程 ; 每個線程都可以從其中一個鏡像服務(wù)器獲 取文件的不同

6、部分。 這有助于減少停機(jī)時間。 當(dāng)然，所有線程都共享一個網(wǎng) 絡(luò)鏈接。 這個鏈接可以成為一個瓶頸，因?yàn)榫€程的數(shù)量變得非常大。10. 為什么圖 2-11a 的模式不適合用于在內(nèi)存使用高速緩存的文件服務(wù)器每個進(jìn) 程可以有自己的高速緩存嗎A：即使是有可能實(shí)現(xiàn)，也是很難保持文件系統(tǒng)的一致性。假設(shè)某個客戶進(jìn)程給 服務(wù)器進(jìn)程 1 發(fā)送請求要更新文件。 該進(jìn)程更新其內(nèi)存的 cache項(xiàng)。然后，另一 個客戶進(jìn)程給服務(wù)器進(jìn)程 2 發(fā)送請求讀取該文件。不幸的是，如果該文件還在 cache中，服務(wù)器進(jìn)程 2 對此毫不知情，將返回過時的數(shù)據(jù)。如果第一個進(jìn)程在 緩沖后將文件寫到磁盤中， 而服務(wù)器進(jìn)程 2 每次讀取時檢查磁

7、盤其緩存的備份 是否是最新的，系統(tǒng)還可以工作， 但是需要避免磁盤訪問的所有緩存系統(tǒng)。 （個 人認(rèn)為，高速緩存應(yīng)該每個進(jìn)程共享，因?yàn)椴皇敲總€進(jìn)程都需要頻繁讀寫數(shù)據(jù)， 如果每個進(jìn)程都分配 cache 會造成資源浪費(fèi)。）11. 當(dāng)一個多線程進(jìn)程創(chuàng)建子進(jìn)程時，如果子進(jìn)程復(fù)制父進(jìn)程的所有線程，就會 出現(xiàn)問題：假如夫進(jìn)程中有一個線程正在等待鍵盤輸入，現(xiàn)在就有兩個線程在 等待鍵盤輸入，父進(jìn)程和子進(jìn)程各有一個。這種問題在單線程進(jìn)程中也會發(fā)生 嗎A：不會。如果單線程進(jìn)程在鍵盤上阻塞，就不能創(chuàng)建子進(jìn)程。（而多線程進(jìn)程 在一個線程阻塞時可以運(yùn)行另一個線程，整個進(jìn)程不會因此被阻塞。）12. 在圖 2-8中，給出了一個

8、多線程 Web 服務(wù)器。如果讀取文件的惟一途徑是正 常的阻塞 read 系統(tǒng)調(diào)用，那么 Web 服務(wù)器應(yīng)該使用用戶級線程還是內(nèi)核級線程 為什么A：當(dāng)工作者線程從磁盤讀取 Web 頁時，它就會被阻塞。如果使用用戶級線程， 該動作將阻塞整個進(jìn)程，而破壞多線程的價值。這就是使用內(nèi)核線程的原因： 某些線程的阻塞不會影響到其他線程。13. 在本章中，我們介紹了多線程 Web 服務(wù)器，說明它比單線程服務(wù)器和有限狀 態(tài)機(jī)服務(wù)器更好的原因。存在單線程服務(wù)器更好一些的情形嗎請舉例。 A：在多線程 Web 服務(wù)器中，由 分派程序 從網(wǎng)絡(luò)中讀入工作請求，在檢查請求 后，分派線程挑選一個空轉(zhuǎn)的（即被阻塞的）工作線程，

9、提交該請求。在工作 線程被喚醒后，他檢查有關(guān)的請求是否在 Web 頁面高速緩存中，這個高速緩存 是所有線程否可以訪問的。如果沒有，該線程開始一個從磁盤調(diào)入頁面的 read 操作，并且阻塞知道該磁盤操作完成。在上述線程被阻塞在磁盤操作上時，分 派線程可能挑選另一個線程運(yùn)行，可以有效利用 CPU資源。而在單線程服務(wù)器 上，只能等第一個線程完成后，才能開始第二個線程。 也存在單線程服務(wù)器更 好的情形。如果服務(wù)器是完全 CPU綁定的，則不需要多線程。這只會增加不必 要的復(fù)雜性。假設(shè)某個百萬人口區(qū)域的電話查號系統(tǒng) （類似于 114），如果每個 （姓 名，電話號碼 ）記錄為 64 個字符，整個的數(shù)據(jù)庫則為

10、 64MB，這就很容易全部讀 入服務(wù)器內(nèi)存中以提供快速的查詢。14。既然計算機(jī)中只有一套寄存器，為什么在圖 2-12 中的寄存器集合是按每個 線程中列出而不是按每個進(jìn)程列出。A：當(dāng)一個線程停止時， 它在寄存器中有值。 它們必須被保存， 就像進(jìn)程停止時， 必須保存寄存器。多線程和多進(jìn)程沒有什么不同，所以每個線程需要自己的寄 存器保存區(qū)。15. 在沒有時鐘中斷的系統(tǒng)中， 一個線程放棄 CPU后可能再也不會獲得 CPU資源， 那么為什么線程還要通過調(diào)用 thread_yield 自愿放棄 CPU A：進(jìn)程中的線程合作。 它們彼此不敵對。 如果應(yīng)用程序需要阻塞以運(yùn)行得更好， 那么一個線程可以調(diào)用 th

11、read_yield 自愿放棄 CPU。畢竟， 同一個進(jìn)程中的線程 的全部代碼通常是一個程序員寫的。16. 線程可以被時鐘中斷搶占嗎如果可以，在什么情形下可以如果不可以，為什 么不可以A：用戶級線程不能被時鐘剝奪，除非整個進(jìn)程的時間片用完。內(nèi)核級線程可以 單獨(dú)地被剝奪。在后一種情況下，如果線程運(yùn)行過久，時鐘將中斷該當(dāng)前進(jìn)程， 因而當(dāng)前線程也被中斷。內(nèi)核可以自由地從同一個進(jìn)程中選取其他線程運(yùn)行。17. 請對使用單線程文件服務(wù)器和多線程文件服務(wù)器讀取文件進(jìn)行比較。假設(shè)所 需要的數(shù)據(jù)都在塊高速緩存中，獲得工作請求，分派工作，并處理其余必要工 作需要花費(fèi) 12ms。如果在時間過去 1/3 時，需要一個

12、磁盤操作， 額外花費(fèi) 75ms， 此時該線程進(jìn)入睡眠。單線程服務(wù)器每秒鐘可以處理多少個請求多線程服務(wù)器 呢A：在單線程情況下， cache 命中需要 12ms，cache未命中需要 87ms，其加權(quán)平 均為 2/3 12+1/387 = 37 ms，一秒鐘可以完成 1s/37ms = 27個. 在多線程情況 下，所有磁盤等待都是重疊的，因此每個請求耗時 12ms，一秒鐘可以完成 1s/12ms = 個（個人認(rèn)為這樣算不太準(zhǔn)確，因?yàn)樽詈蟮膸讉€線程如果 cache 未命 中的話，就需要 87ms，可能是完不成的，不過這個題意翻譯的不是很清楚，什 么叫做“時間過去 1/3 時”，估計原意應(yīng)該是”有

13、1/3 的時間需要額外的磁盤操 作“。這樣平均算下來也可以忽略 cache 未命中發(fā)生的分布情況。）18. 在用戶態(tài)實(shí)現(xiàn)線程的最大的優(yōu)點(diǎn)是什么最大的缺點(diǎn)是什么 A：最大的優(yōu)勢就是效率。不需要陷入內(nèi)核來切換線程。最大的缺點(diǎn)是，如果一 個線程阻塞，整個進(jìn)程都會阻塞。19. 在圖 2-15 中創(chuàng)建線程和線程打印消息是隨機(jī)交織在一起的。 有沒有方法可以 嚴(yán)格按照以下次序運(yùn)行：創(chuàng)建線程 1，線程 1打印消息，線程 1 結(jié)束，創(chuàng)建線程 2，線程 2 打印消息，線程 2 結(jié)束，以此類推；如果有，是什么方法，如果沒有 請解釋原因。A：是的，這是可以做到的。每次執(zhí)行 pthread-create 后，主程序可以

14、調(diào)用 pthread_join 等待剛剛創(chuàng)建的線程退出后再創(chuàng)建下一個線程。20. 在討論線程中的全局變量時，曾使用過程 create_global 將存儲分配給指向變 量的指針，而不是變量自身。這是必需的嗎還是直接使用變量自身也可行 A：將存儲分配給指針是確實(shí)必要的，因?yàn)槿肿兞康拇笮∈俏粗摹Ｋ赡苁?從字符到浮點(diǎn)數(shù)數(shù)組的任何類型。如果保存其值，就不得不把其大小傳遞給 create_global，這都沒有問題， 但是必須將其類型作為 set_global 的第二個參數(shù)， 那么 read_global 返回值的類型是不確定的。21. 考慮一個線程全部在用戶態(tài)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)，該運(yùn)行時系統(tǒng)每秒鐘獲得一

15、個時鐘 中斷。當(dāng)某個線程正在運(yùn)行時系統(tǒng)中執(zhí)行時發(fā)生一個時鐘中斷，此時會出現(xiàn)什 么問題你有什么解決該問題的建議嗎A：runtime 系統(tǒng)可以正好在這一時刻阻塞或者解除阻塞某個線程，并且忙于處 理調(diào)度隊列。此時并不適合于時鐘中斷處理程序開始檢查該隊列是否應(yīng)該進(jìn)行 線程切換，因?yàn)樗鼈兛赡芴幱诓灰恢碌臓顟B(tài)。解決方法可以是：當(dāng)進(jìn)入 runtime 系統(tǒng)后，設(shè)置一個標(biāo)志。時鐘處理程序?qū)⒖吹皆摌?biāo)志，并且設(shè)置其自己的標(biāo)志， 然后返回。 當(dāng) runtime 系統(tǒng)完成時， 它將檢測時鐘標(biāo)志， 看是否有時鐘中斷發(fā)生， 并且現(xiàn)在運(yùn)行時鐘處理程序。22. 假設(shè)一個操作系統(tǒng)中不存在類似于 select 的系統(tǒng)調(diào)用來提前了

16、解在從文件、 管道或設(shè)備中讀取時是否安全，不過該操作系統(tǒng)確實(shí)允許設(shè)置報警時鐘，以便 中斷阻塞的系統(tǒng)調(diào)用。在上述條件下，是否有可能在用戶態(tài)中實(shí)現(xiàn)一個線程包 請討論。A：這是可能的，不過效率很低。線程想要做一個系統(tǒng)調(diào)用，首先設(shè)定警報定時 器，然后才執(zhí)行調(diào)用。如果線程阻塞，定時器將控制歸還給線程包。當(dāng)然，大 多數(shù)調(diào)用是不阻塞的，而定時器必須被清除。每個可能被阻塞的系統(tǒng)調(diào)用都必 須作為 3 個系統(tǒng)調(diào)用來執(zhí)行。如果定時器過早失效，各種問題都可能發(fā)生。用 這種方法建立線程包并不好。23. 兩個進(jìn)程在一個共享內(nèi)存的多處理器（兩個 CPU）上運(yùn)行，當(dāng)他們要共享一 塊內(nèi)存時，圖 2-23 中使用 turn 變量

17、的忙等待解決方案還有效嗎 A：仍然有效，但也仍舊是忙等待。24. 在搶占式進(jìn)程調(diào)度的條件下， 圖 2-24 中互斥問題的 Peterson解法可行嗎如果 是非搶占式調(diào)度呢 A：對搶占式調(diào)度可行。事實(shí)上，這種解法就是為它設(shè)計的。而對于非搶占式調(diào) 度，可能會失敗?？紤]這種情況： turn 被初始化為 0，但進(jìn)程 1 先開始運(yùn)行了， 它就會一直循環(huán)，但不釋放 CPU，具有忙等待的缺點(diǎn)。節(jié)中所討論的優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題在用戶級線程中是否可能發(fā)生為什么 A：當(dāng)?shù)蛢?yōu)先級進(jìn)程位于其臨界區(qū)，而高優(yōu)先級進(jìn)程就緒并且被調(diào)度時，將發(fā)生 優(yōu)先級倒置問題。如果使用忙等待，高優(yōu)先級進(jìn)程將一直運(yùn)行。對于用戶級線 程，不可能發(fā)生低

18、優(yōu)先級線程突然被剝奪而允許高優(yōu)先級線程運(yùn)行，因?yàn)槭遣?可剝奪的。而內(nèi)核級線程，就會出現(xiàn)這個問題。節(jié)中描述了一種有高優(yōu)先級進(jìn)程 H 和低優(yōu)先級進(jìn)程 L的情況，導(dǎo)致了 H 陷入死 循環(huán)。若采用輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法而不是優(yōu)先級調(diào)度算法，還會發(fā)生這樣問題嗎請討 論。A：不會發(fā)生這樣的問題。在輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法下。 L 遲早會運(yùn)行，最終它將會離開 臨界區(qū)。關(guān)鍵是，在優(yōu)先級調(diào)度算法下， L 永遠(yuǎn)不會運(yùn)行；在輪轉(zhuǎn)循環(huán)下，它定 期得到一個正常的時間片，所以有機(jī)會離開其臨界區(qū)。27. 在使用線程的系統(tǒng)中，若使用用戶級線程，是每個線程一個棧還是每個進(jìn)程 一個棧如果使用內(nèi)核級線程呢請解釋。A：每個線程都是自己調(diào)用例程，因此它必須

19、有其自己的堆棧以保存局部變量、 返回地址等等。這一點(diǎn)用戶級線程和內(nèi)核級線程是一樣的。28. 在開發(fā)計算機(jī)時，通常首先用一個程序模擬執(zhí)行，一次運(yùn)行一條指令，多處 理器也嚴(yán)格按此模擬。在這種沒有同時事件發(fā)生的情形下，會出現(xiàn)競爭條件嗎 A：（競爭條件指多個線程或者進(jìn)程在讀寫一個共享數(shù)據(jù)時結(jié)果依賴于它們執(zhí)行 的相對時間的情形。 競爭條件發(fā)生在當(dāng)多個進(jìn)程或者線程在讀寫數(shù)據(jù)時，其最 終的的結(jié)果依賴于多個進(jìn)程的指令執(zhí)行順序。）是的。模擬計算機(jī)也可以是多 道程序設(shè)計的。例如，在進(jìn)程 A 運(yùn)行時，它讀取一些共享變量。然后發(fā)生了一 個模擬時鐘周期和進(jìn)程 B 運(yùn)行。它也讀取相同的變量，然后對變量進(jìn)行了加 1 操作。

20、當(dāng)進(jìn)程 A 運(yùn)行時，如果它也對變量進(jìn)行了加 1 操作，就發(fā)生了競爭條件。29. 將生產(chǎn)者 -消費(fèi)者問題擴(kuò)展成一個多生產(chǎn)者 -多消費(fèi)者的問題，生產(chǎn)（消費(fèi)） 者都寫（讀）一個共享的緩沖區(qū)，每個生產(chǎn)者和消費(fèi)者都在自己的線程中執(zhí)行。 圖 2-28 中使用信號量的解法在這個系統(tǒng)中還可行嗎 A：可行。在給定的某個時刻，只有一個生產(chǎn)者（消費(fèi)者）可以向（從）緩沖區(qū) 添加（取出）項(xiàng)目。30. 考慮對于兩個進(jìn)程 P0和 P1的互斥問題的解決方案。假設(shè)變量初始值為 0 P0的代碼如下： p1 的代碼是將上述代碼中的 0替換為 1。該方法是否能處理互斥問題中所有可 能的情形A：該解決方案滿足互斥，因?yàn)閮蓚€流程不可能同

21、時處于Critical Section。也就是說，當(dāng) turn 為 0時， P0可以執(zhí)行其臨界區(qū)，但 P1不能執(zhí)行。當(dāng) turn 為 1也 有相似的情況。但是，這假設(shè) P0必須先運(yùn)行。如果 P1 產(chǎn)生某些東西并將其放 入緩沖區(qū)，那么當(dāng) P0 可以進(jìn)入其臨界區(qū)時， 它會發(fā)現(xiàn)緩沖區(qū)為空并阻塞。 而且， 該解決方案需要嚴(yán)格交替兩個過程，這是不希望發(fā)生的。31. 一個可以屏蔽中斷的操作系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)信號量 A：執(zhí)行信號量操作，操作系統(tǒng)首先要禁用中斷。然后，它讀取信號量的值。如 果執(zhí)行 down 操作，而信號量等于 0，就將調(diào)用進(jìn)程放入與信號量有關(guān)的阻塞進(jìn) 程列表中。如果執(zhí)行 up 操作，必須檢測看是否有

22、任何進(jìn)程在信號量上被阻塞。 如果有一個或多個進(jìn)程被阻塞，從阻塞進(jìn)程的列表中移出一個，使之就緒。當(dāng) 所有這些操作都完成后，就可以開啟中斷了。 書中的原話是：操作系統(tǒng)只需在執(zhí)行以下操作時暫時屏蔽全部中斷：測試信號量、更新信號量 以及在需要時是某個進(jìn)程睡眠。:32.請說明如何僅通過二元信號量和普通機(jī)器指令實(shí)現(xiàn)計數(shù)信號量 （即可以保持 一個任意值的信號量）。 :A： 用兩個二值信號量和一個計數(shù)器 counter 實(shí)現(xiàn)一個計數(shù)信號量： M 用于互 斥，B 用于阻塞， counter 用于記錄 up 減去 down 的次數(shù)，再用一個鏈表來記錄 阻塞在這個計數(shù)信號量上的進(jìn)程。 down 的實(shí)現(xiàn)：進(jìn)程先對 M

23、 進(jìn)行 down 來獲 得 counter 、鏈表的獨(dú)占訪問權(quán)，并把 counter 減 1。如果 counter 大于等于 0， 直接對 M 進(jìn)行 up 即可；否則，記錄在鏈表再 up，然后對 B 進(jìn)行 down 從而阻 塞這個進(jìn)程。 up 的實(shí)現(xiàn)：進(jìn)程同樣先對 M 進(jìn)行 down ，counter 加 1，若 其大于 0，直接對 M 進(jìn)行 up 即可；否則 counter 小于等于 0，把鏈表中一個進(jìn) 程移出，然后對 B、M 依次 up 。33. 如果一個系統(tǒng)只有兩個進(jìn)程，可以使用一個屏障來同步這兩個進(jìn)程嗎為什么 A:如果程序操作按階段執(zhí)行，直到兩個進(jìn)程都完成當(dāng)前階段才能進(jìn)入下一階段， 這

24、時就應(yīng)該使用屏障。 （這個答案也有點(diǎn)奇怪，我認(rèn)為只要這兩個進(jìn)程不是生產(chǎn) 者-消費(fèi)者模式就可以使用屏障。）34. 如果線程在內(nèi)核態(tài)實(shí)現(xiàn)，可以使用內(nèi)核信號量對同一個進(jìn)程中的兩個線程進(jìn) 行同步嗎如果線程在用戶態(tài)實(shí)現(xiàn)呢假設(shè)在其他進(jìn)程中沒有線程必須訪問該信號 量。請解釋你的答案。A：對于內(nèi)核線程，線程可以在信號量上阻塞，而內(nèi)核可以運(yùn)行該進(jìn)程中的其它 線程。因而，使用信號量沒有問題。而對于用戶級線程，當(dāng)某個線程在信號量 上阻塞時，內(nèi)核將認(rèn)為整個進(jìn)程都被阻塞，而且不再執(zhí)行它。因此，在用戶態(tài) 線程的同步失敗。35. 管程內(nèi)的同步機(jī)制使用條件變量和兩個特殊操作 wait 和 signal。一種更通用 的同步形式

25、是只用一條原語 waituntil ，它以任意的布爾謂詞作為參數(shù)。例如 waituntil x 0 or y + z T(c) S Q 0;44. 有 5個待運(yùn)行作業(yè)， 估計它們的運(yùn)行時 N分別是 9, 6, 3, 5和X。采用哪種次 序運(yùn)行這些作業(yè)將得到最短的平均響應(yīng)時間(答案將依賴于X)A:最短作業(yè)優(yōu)先可以使得平均響應(yīng)時間最短。 0 X 3: X, 3, 5, 6, 9. 3 X 5: 3, X, 5, 6, 9. 5 X 6: 3, 5, X, 6, 9. 6 9: 3, 5,6, 9, X.45. 有 5 個批處理作業(yè) A 到 E，它們幾乎同時到達(dá)一個計算中心。估計它們的運(yùn) 行時間分別

26、為 10，6，2，4 和 8 分鐘。其優(yōu)先級(由外部設(shè)定)分別為 3，5，2， 1和4，其中 5為最高優(yōu)先級。對于下列每種調(diào)度算法，計算其平均進(jìn)程周轉(zhuǎn)時 間，可忽略進(jìn)程切換的開銷。(a) 輪轉(zhuǎn)法。(b) 優(yōu)先級調(diào)度。(c) 先來先服務(wù)(按照 10，6，2，4，8次序運(yùn)行 )。(d) 最短作業(yè)優(yōu)先。對(a)，假設(shè)系統(tǒng)具有多道程序處理能力，每個作業(yè)均公平共享CPU時間 ;對(b)到 (d) ，假設(shè)任一時刻只有一個作業(yè)運(yùn)行，直到結(jié)束。所有的作業(yè)都完全是CPU密集型作業(yè)。A:對于時間片輪轉(zhuǎn)，在頭 10分鐘里，每個作業(yè)獲得 1/5 的CPU時間。在第 10 分 鐘時， C結(jié)束。在接下來的 8分鐘里，每個

27、作業(yè)獲得 1/4 的 CPU時間，然后 D 完成，然后，在接下來的 6分鐘內(nèi)，余下的 3個作業(yè)各獲得 1/3 的CPU時間， 直到 B結(jié)束，以此類推。因此， 5 個作業(yè)的完成時間分別為是 10, 18, 24, 28和 30, 平均為 22 分鐘。對于優(yōu)先級調(diào)度， 5 最先運(yùn)行， 6 分鐘完成。其它作業(yè)分別 在第 14, 24, 26和 30分鐘完成，平均為分鐘。如果作業(yè)按 A-E的次序執(zhí)行，則 分別在第 10,16, 18, 22和 30 分鐘完成，因此，平均為分鐘。最后，最短作業(yè)優(yōu) 先調(diào)度的完成時間分別為第 2, 6, 12, 20和 30 分鐘，平均為 14分鐘。46. 運(yùn)行在 CTSS上的一個進(jìn)程需要 30 個時間片完成。該進(jìn)程必須被調(diào)入多少次， 包括第一次 (在該進(jìn)程運(yùn)行之前)A:CTSS兼( 容分時系統(tǒng))設(shè)立優(yōu)先級類：屬于最高優(yōu)先級類的進(jìn)程運(yùn)行一個時間