簡(jiǎn)介這是一份由陳敏、許雪林、湯龍梅主編的《操作系統(tǒng)原理及應(yīng)用》課程課后習(xí)題參考解答面向正在學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)原理、準(zhǔn)備期末復(fù)習(xí)或考研基礎(chǔ)鞏固的讀者。壓縮包內(nèi)僅有1個(gè)docx文檔大小約65KB內(nèi)容集中、便于按章節(jié)閱讀和打印。目前已有1112人學(xué)習(xí)下載。解答覆蓋第1章概述等核心章節(jié)包括操作系統(tǒng)的功能、基本分類、多道程序設(shè)計(jì)需解決的問(wèn)題、分時(shí)系統(tǒng)與實(shí)時(shí)系統(tǒng)的差別以及Windows與Linux在系統(tǒng)構(gòu)成、設(shè)計(jì)理念、安全性、硬件支持、易用性等方面的對(duì)比也對(duì)用戶程序在操作系統(tǒng)內(nèi)的處理過(guò)程進(jìn)行了梳理。其中對(duì)操作系統(tǒng)分類比較、分時(shí)與實(shí)時(shí)系統(tǒng)差異等高頻考點(diǎn)整理得較為系統(tǒng)配有清晰答題要點(diǎn)便于讀者自測(cè)概念理解、補(bǔ)全知識(shí)盲點(diǎn)并掌握常見簡(jiǎn)答與論述題的答題邏輯提升操作系統(tǒng)課程復(fù)習(xí)效率。1. 課后答案怎么用一份能直接對(duì)著刷的操作系統(tǒng)原理題解操作系統(tǒng)原理這門課最坑的往往不是概念本身而是那些看起來(lái)會(huì)、一上手就錯(cuò)的手算題進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換繞幾圈就懵PV 操作信號(hào)量初值設(shè)錯(cuò)全盤皆輸銀行家算法判斷到一半不確定系統(tǒng)到底安不安全。這份《操作系統(tǒng)原理及應(yīng)用》陳敏、許雪林、湯龍梅主編配套的課后習(xí)題參考解答把第 1 章概述、第 2 章進(jìn)程控制、第 3 章處理機(jī)調(diào)度的問(wèn)答題和計(jì)算題全部給了完整答案包括十幾道 PV 操作協(xié)調(diào)題、資源分配死鎖推導(dǎo)以及 FCFS、SJF、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)、非搶占式優(yōu)先權(quán)四張調(diào)度算法計(jì)算表。它最適合三類人期末要逐題核對(duì)答案的本科生、做專升本或考研 408 基礎(chǔ)輪復(fù)習(xí)的人、想快速找回操作系統(tǒng)核心考點(diǎn)的一線開發(fā)者。這份資源不是拿來(lái)背的而是要把計(jì)算題真正自己重推一遍——它的價(jià)值在于把最容易扣分的計(jì)算過(guò)程完整列出來(lái)了。2. 進(jìn)程與線程為什么先引入進(jìn)程再引入線程以及 PCB/TCB 那些必考點(diǎn)2.1 概述章先墊底功能、分類、系統(tǒng)調(diào)用三件事概述這一章全是概念題真正需要花時(shí)間的是三件事。第一操作系統(tǒng)的功能按處理器管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理、文件管理、用戶接口這個(gè)骨架來(lái)記答題時(shí)再往里填控制程序執(zhí)行、改善人機(jī)界面、合理組織計(jì)算機(jī)工作流程這些修飾語(yǔ)既完整又不丟分。第二分類要能對(duì)上場(chǎng)景批處理系統(tǒng)看吞吐量、分時(shí)系統(tǒng)看交互性和及時(shí)性、實(shí)時(shí)系統(tǒng)看截止時(shí)間和可靠性、嵌入式系統(tǒng)看資源約束網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)看節(jié)點(diǎn)關(guān)系。第三系統(tǒng)調(diào)用與一般過(guò)程調(diào)用的三個(gè)區(qū)別——運(yùn)行狀態(tài)不同用戶態(tài)調(diào)用、系統(tǒng)態(tài)被調(diào)用、進(jìn)入方式不同必須通過(guò)訪管中斷/陷入指令、代碼層次不同用戶級(jí)程序與系統(tǒng)級(jí)程序。這三個(gè)區(qū)別是簡(jiǎn)答題里出現(xiàn)頻率最高的考點(diǎn)背的時(shí)候按狀態(tài)、方式、層次三個(gè)維度走比逐句背原文穩(wěn)得多。2.2 為什么先有進(jìn)程靜態(tài)程序描述不了動(dòng)態(tài)執(zhí)行多道程序在執(zhí)行時(shí)需要共享系統(tǒng)資源各程序之間因此出現(xiàn)相互制約程序的執(zhí)行表現(xiàn)出間斷性特征。這些特征都發(fā)生在執(zhí)行過(guò)程中是動(dòng)態(tài)的而傳統(tǒng)程序只是一組指令的集合是一個(gè)靜態(tài)概念你看不出它何時(shí)執(zhí)行、何時(shí)停頓也看不出它與其他執(zhí)行程序的關(guān)系。所以需要引入進(jìn)程來(lái)描述這種動(dòng)態(tài)執(zhí)行過(guò)程進(jìn)程是可并發(fā)執(zhí)行的程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上的運(yùn)行過(guò)程?？荚噯?wèn)進(jìn)程與程序的根本區(qū)別標(biāo)準(zhǔn)答法就是四個(gè)字動(dòng)態(tài)與靜態(tài)。程序是永久的、可長(zhǎng)期保存的軟件資料進(jìn)程是有生命期的、在執(zhí)行過(guò)程中產(chǎn)生和消亡的。2.3 進(jìn)程三態(tài)與轉(zhuǎn)換事件選擇題最容易挖的坑進(jìn)程最基本的狀態(tài)是運(yùn)行、就緒、阻塞三種新建和消亡屬于輔助狀態(tài)題目問(wèn)最基本狀態(tài)時(shí)不要多寫。狀態(tài)轉(zhuǎn)換的事件要記成一張表當(dāng)前狀態(tài)觸發(fā)事件目標(biāo)狀態(tài)運(yùn)行時(shí)間片用完就緒運(yùn)行申請(qǐng) I/O 或等待某事件阻塞阻塞I/O 完成或事件發(fā)生就緒就緒被調(diào)度程序選中運(yùn)行這里最容易踩的坑是阻塞能不能直接到運(yùn)行——不能必須先進(jìn)入就緒隊(duì)列再被調(diào)度選中。另一個(gè)高頻選擇題是一個(gè)進(jìn)程執(zhí)行完畢時(shí)、時(shí)間片用完時(shí)、申請(qǐng) I/O 被阻塞時(shí)分別對(duì)應(yīng)什么轉(zhuǎn)換按表格對(duì)號(hào)入座即可。2.4 PCB 與 TCB一個(gè)是唯一標(biāo)志一個(gè)是管理依據(jù)進(jìn)程控制塊 PCB 是進(jìn)程在內(nèi)存中存在的唯一標(biāo)志是操作系統(tǒng)對(duì)進(jìn)程進(jìn)行控制、管理和調(diào)度的依據(jù)在進(jìn)程創(chuàng)建時(shí)產(chǎn)生、消亡時(shí)刪除。線程控制塊 TCB 的概念類似主體換成線程用來(lái)記錄系統(tǒng)中所有線程的信息、唯一標(biāo)識(shí)線程的存在。不要死記 PCB 的字段列表而是要理解標(biāo)志 管理依據(jù)這兩層含義。大題里問(wèn)操作系統(tǒng)靠什么知道一個(gè)進(jìn)程存在答案就是 PCB問(wèn)進(jìn)程在內(nèi)存中的唯一標(biāo)志是什么答案還是 PCB。課后習(xí)題里反復(fù)出現(xiàn)這個(gè)概念說(shuō)明它確實(shí)是整章的基石。2.5 線程的出現(xiàn)把資源分配和調(diào)度兩件事拆開進(jìn)程作為資源分配的基本單位沒(méi)問(wèn)題但進(jìn)程的創(chuàng)建、切換、撤銷開銷太大限制了并發(fā)度的提高。引入線程之后進(jìn)程仍是資源分配的最小單位線程變成調(diào)度的最小單位線程不單獨(dú)占用系統(tǒng)資源但可以共享所屬進(jìn)程的全部資源。進(jìn)程與線程的對(duì)比是必考辨析題對(duì)比維度進(jìn)程線程調(diào)度擁有資源的基本單位調(diào)度和分配的基本單位并發(fā)性進(jìn)程之間可并發(fā)同一進(jìn)程內(nèi)多個(gè)線程也可并發(fā)資源獨(dú)立擁有地址空間和資源不擁有系統(tǒng)資源可訪問(wèn)所屬進(jìn)程資源系統(tǒng)開銷創(chuàng)建撤銷開銷大、切換慢開銷小、切換快健壯性一個(gè)進(jìn)程崩潰在保護(hù)模式下不影響其他進(jìn)程一個(gè)線程死掉等于整個(gè)進(jìn)程死掉另外一句容易被考到的話多線程程序在多處理機(jī)環(huán)境下能發(fā)揮最大性能這也是對(duì)稱多處理機(jī)系統(tǒng)普遍采用線程技術(shù)的原因。3. PV 操作與同步互斥信號(hào)量初值、排隊(duì)順序和四道經(jīng)典題解3.1 臨界資源與臨界區(qū)先分清概念再動(dòng)手寫代碼臨界資源是指每次僅允許一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)的資源。屬于臨界資源的硬件有打印機(jī)、磁帶機(jī)軟件有消息緩沖隊(duì)列、變量、數(shù)組、緩沖區(qū)等。每個(gè)進(jìn)程中訪問(wèn)臨界資源的那段代碼稱為臨界區(qū)。經(jīng)典做法是進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)之前先檢查資源是否正被訪問(wèn)——未被訪問(wèn)則進(jìn)入并設(shè)置正被訪問(wèn)標(biāo)志正被訪問(wèn)則本進(jìn)程不能進(jìn)入。注意同步與互斥的差異互斥只要求不能同時(shí)進(jìn)入臨界區(qū)不規(guī)定先后次序同步則必須嚴(yán)格按照先后次序執(zhí)行?；コ獾母鱾€(gè)進(jìn)程單獨(dú)執(zhí)行都能得到正確結(jié)果只是交叉執(zhí)行時(shí)可能出問(wèn)題同步的各個(gè)進(jìn)程單獨(dú)執(zhí)行完不成任務(wù)必須相互配合。3.2 信號(hào)量與 PV 原語(yǔ)S 的三種取值代表三種狀態(tài)信號(hào)量是荷蘭數(shù)學(xué)家 Dijkstra 在 1965 年提出的概念本質(zhì)是一個(gè)整型變量表示系統(tǒng)中某一類可用資源的數(shù)量。S 0 表示資源可用數(shù)目S 0 表示資源已無(wú)可用、也沒(méi)有進(jìn)程在等待S 0 表示資源已無(wú)可用且 S 的絕對(duì)值個(gè)進(jìn)程正在等待使用資源。公用信號(hào)量是一組互斥關(guān)系的進(jìn)程間共享的信號(hào)量私用信號(hào)量是僅供具有同步關(guān)系的并發(fā)進(jìn)程各自使用的信號(hào)量。PV 操作必須做成不可分割的原語(yǔ)因?yàn)?PV 操作涉及系統(tǒng)資源分配如果允許并發(fā)執(zhí)行可能發(fā)生資源分配混亂導(dǎo)致操作系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤。做題時(shí)記住 P 是申請(qǐng)/等待V 是釋放/通知。3.3 閱覽室與水果盤先找互斥資源再找同步關(guān)系閱覽室那道題的關(guān)鍵是登入表和登出表各只有一張所以它們是臨界資源需要各自用互斥信號(hào)量保護(hù)。注意標(biāo)準(zhǔn)答案沒(méi)有單獨(dú)為 100 個(gè)座位設(shè)信號(hào)量座位約束隱含在登入表登記這個(gè)動(dòng)作里。// 登入表、登出表各一張分別互斥 semaphore intable 1; // 登入表空閑初值1表示無(wú)人使用 semaphore outtable 1; // 登出表空閑初值1表示無(wú)人使用 // 讀者進(jìn)入閱覽室 P(intable); // 申請(qǐng)使用登入表 登記; // 臨界區(qū)寫入登記信息 V(intable); // 釋放登入表 進(jìn)入閱覽室; 閱讀; // 讀者離開閱覽室 P(outtable); // 申請(qǐng)使用登出表 簽退; // 臨界區(qū)登記退出時(shí)間 V(outtable); // 釋放登出表 離開;邏輯說(shuō)明這里的兩個(gè)信號(hào)量各管一張表初值 1 表示當(dāng)前沒(méi)有人使用P 操作占用、V 操作釋放。讀者進(jìn)入和離開是兩個(gè)獨(dú)立操作段互不嵌套所以不需要第三個(gè)信號(hào)量。如果你擔(dān)心座位約束可以在進(jìn)入時(shí)加一個(gè) seat 100 的信號(hào)量做 P(seat)離開時(shí) V(seat)但標(biāo)準(zhǔn)答案這樣寫更簡(jiǎn)潔考試時(shí)按題目要求來(lái)。水果盤那道題是同步關(guān)系最經(jīng)典的入門題。果盤一次只能放一個(gè)水果所以 mutex 管互斥爸爸和女兒是同步關(guān)系媽媽和兒子是同步關(guān)系分別用 apple 和 orange 兩個(gè)信號(hào)量通知。semaphore mutex 1; // 果盤互斥初值1表示果盤空閑 semaphore apple 0; // 盤中沒(méi)有蘋果初值0 semaphore orange 0; // 盤中沒(méi)有橙子初值0 // 爸爸放蘋果 P(mutex); // 占用果盤 放一個(gè)蘋果; V(apple); // 通知女兒盤里有蘋果了 // 媽媽放橙子 P(mutex); // 占用果盤 放一只橙子; V(orange); // 通知兒子盤里有橙子了 // 女兒取蘋果 P(apple); // 等爸爸通知 取蘋果; 吃蘋果; V(mutex); // 釋放果盤 // 兒子取橙子 P(orange); // 等媽媽通知 取橙子; 吃橙子; V(mutex); // 釋放果盤邏輯說(shuō)明apple 和 orange 初值為 0表示事件還沒(méi)發(fā)生放水果的人 V 是發(fā)通知取水果的人 P 是等通知。這里有一個(gè)容易寫反的細(xì)節(jié)誰(shuí)最后使用臨界資源誰(shuí)負(fù)責(zé) V(mutex)。女兒和兒子取完水果后必須釋放果盤否則爸爸或媽媽下一次 P(mutex) 會(huì)永遠(yuǎn)阻塞。3.4 單緩沖區(qū)三進(jìn)程注意信號(hào)量命名的坑A 輸入、B 加工、C 輸出三個(gè)并發(fā)進(jìn)程共用一個(gè)緩沖區(qū)緩沖區(qū)是互斥資源同時(shí) A 與 B、B 與 C 之間有同步關(guān)系。標(biāo)準(zhǔn)答案給了三個(gè)信號(hào)量但命名有迷惑性semaphore empty 1; // 緩沖區(qū)無(wú)數(shù)據(jù)A 可以輸入 semaphore input 0; // 數(shù)據(jù)已輸入B 可以加工 semaphore output 0; // 數(shù)據(jù)已加工C 可以輸出 // A 進(jìn)程輸入 P(empty); // 等緩沖區(qū)空 輸入數(shù)據(jù); V(input); // 通知 B可以加工了 // B 進(jìn)程加工 P(input); // 等 A 輸入完 加工數(shù)據(jù); V(output); // 通知 C可以輸出了 // C 進(jìn)程輸出 P(output); // 等 B 加工完 輸出數(shù)據(jù); V(empty); // 通知 A緩沖區(qū)又空了邏輯說(shuō)明empty 是緩沖區(qū)空位信號(hào)量input 是已輸入信號(hào)量output 是已加工信號(hào)量。注意 output 在這里的語(yǔ)義是可供輸出的數(shù)據(jù)存在初值 0 表示還沒(méi)有加工完的數(shù)據(jù)不是能不能輸出的控制開關(guān)。我實(shí)際做題時(shí)會(huì)把它改名為 processed語(yǔ)義更直白避免把自己繞進(jìn)去。參數(shù)上記住一個(gè)規(guī)律生產(chǎn)者方向的信號(hào)量初值為 0等待事件緩沖區(qū)空位信號(hào)量初值為緩沖區(qū)大小互斥信號(hào)量初值為 1。3.5 兩道并發(fā)算值題結(jié)果可變的根源是與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤第 2 章計(jì)算題里有兩道并發(fā)進(jìn)程算變量值的題。一道是兩個(gè)優(yōu)先級(jí)相同的進(jìn)程 P1、P2 用信號(hào)量 S1、S2 規(guī)定執(zhí)行順序x、y、z 的最終值是 x10、y9、z15考點(diǎn)是信號(hào)量把關(guān)鍵語(yǔ)句的執(zhí)行順序鎖死了所以結(jié)果確定。另一道是 k 初值為 5P1 先執(zhí)行兩個(gè)循環(huán)再與 P2 并發(fā)執(zhí)行可能的打印結(jié)果是 23、46、47 三組。同樣的輸入、同樣的代碼輸出卻不唯一根因是兩個(gè)進(jìn)程都對(duì)共享變量 x 做了修改出現(xiàn)了與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤。解決辦法是嚴(yán)格規(guī)定并限制執(zhí)行順序保證可再現(xiàn)性。這類題在考試?yán)飳儆诳粗?jiǎn)單、算起來(lái)全是坑的類型建議按先列信號(hào)量限定關(guān)系、再枚舉執(zhí)行順序、最后算變量值三步走。4. 死鎖與銀行家算法必要條件、資源數(shù)推導(dǎo)和安全性三步判斷4.1 死鎖四必要條件互斥、不可剝奪、部分分配、環(huán)路死鎖是指系統(tǒng)中存在兩個(gè)或兩個(gè)以上進(jìn)程它們中的每個(gè)都占用了某種資源又在等待其他進(jìn)程所占用的資源導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)限期僵持。如果沒(méi)有外力作用這些進(jìn)程將永遠(yuǎn)等待下去。產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件缺一不可互斥資源一次只能被一個(gè)進(jìn)程使用、不可剝奪進(jìn)程占用的資源在使用完之前不能被搶走、部分分配進(jìn)程可以每次只申請(qǐng)所需資源的一部分、環(huán)路各并發(fā)進(jìn)程對(duì)資源的占用和請(qǐng)求形成一個(gè)環(huán)。注意部分分配這個(gè)條件經(jīng)常被忽略它恰恰是系統(tǒng)能在循環(huán)等待中卡住的根因——如果進(jìn)程必須一次性申請(qǐng)全部資源環(huán)路等待根本形不成。4.2 不死鎖資源數(shù)推導(dǎo)m ≥ (x-1) * n 1 的來(lái)路課后題里有一組資源數(shù)推導(dǎo)題核心思路是反證法考慮最壞情況n 個(gè)進(jìn)程每個(gè)都拿到了 x-1 個(gè)資源誰(shuí)都沒(méi)法執(zhí)行完畢。此時(shí)如果系統(tǒng)中還有 1 個(gè)空閑資源就能保證至少有一個(gè)進(jìn)程補(bǔ)足 x 個(gè)資源執(zhí)行完畢執(zhí)行完釋放它占用的 x 個(gè)資源打破僵局。所以系統(tǒng)不產(chǎn)生死鎖的資源數(shù)關(guān)系是m ≥ (x - 1) * n 1套用這個(gè)公式3 個(gè)進(jìn)程共享 4 個(gè)資源、每個(gè)進(jìn)程最多需要 2 個(gè)資源時(shí)m ≥ (2-1)*31 4系統(tǒng)滿足條件不會(huì)死鎖。15 個(gè)進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng) 50 個(gè)同類資源、每個(gè)進(jìn)程最多用 3 個(gè)時(shí)滿足不死的資源下限是 (3-1)*151 31系統(tǒng)有 50 個(gè)資源當(dāng)然不會(huì)死鎖。8 臺(tái)刻錄機(jī)、N 個(gè)進(jìn)程每個(gè)最多申請(qǐng) 3 臺(tái)時(shí)要求 2N1 ≤ 8推出 N ≤ 3也就是最多 3 個(gè)進(jìn)程時(shí)系統(tǒng)沒(méi)有死鎖危險(xiǎn)。這類題考試時(shí)先寫公式再代入說(shuō)明最后給結(jié)論三步就能拿滿。4.3 銀行家算法先試探分配再找安全序列銀行家算法的核心不是剩余資源夠不夠而是分配后系統(tǒng)是否仍處于安全狀態(tài)。以 5 個(gè)進(jìn)程、A/B/C 三類資源數(shù)量分別為 10、5、9 的題為例。T0 時(shí)刻判斷系統(tǒng)安全性檢查剩余資源能否滿足某個(gè)進(jìn)程的最大需求能滿足就讓該進(jìn)程執(zhí)行完畢并釋放資源反復(fù)循環(huán)。答案給的是剩余資源可以保證 P2 和 P4 執(zhí)行完畢所以系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。P2 請(qǐng)求 (1,0,2) 時(shí)試探分配后剩余資源仍能保證 P2 跑完系統(tǒng)仍安全所以實(shí)施分配。P5 請(qǐng)求 (3,3,0) 時(shí)如果滿足請(qǐng)求剩余資源變成 (0,0,2) 級(jí)別無(wú)法保證任一進(jìn)程執(zhí)行完畢系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)拒絕。P1 請(qǐng)求 (0,2,0) 同理滿足后剩余資源無(wú)法保證任何進(jìn)程完成拒絕。做題格式固定為三步需求是否小于等于剩余、試探分配、循環(huán)找能完成的進(jìn)程并回收資源。找不到安全序列就回答不能分配。4.4 調(diào)度算法手算FCFS/SJF/時(shí)間片輪轉(zhuǎn)/非搶占優(yōu)先級(jí)處理機(jī)調(diào)度計(jì)算題的核心指標(biāo)是周轉(zhuǎn)時(shí)間完成時(shí)刻減提交時(shí)刻和帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間除以執(zhí)行時(shí)間一組作業(yè)算完后求平均。以課后題 J1~J5 為例執(zhí)行時(shí)間分別是 11、2、1、4、2優(yōu)先權(quán)分別是 2、1、3、1、4在時(shí)刻 0 按順序進(jìn)入單 CPU 系統(tǒng)。FCFS 先來(lái)先服務(wù)就是按到達(dá)順序執(zhí)行調(diào)度順序 J1→J2→J3→J4→J5作業(yè)執(zhí)行時(shí)間開始結(jié)束周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間J111011111J221113136.5J3113141414J441418184.5J5218202010平均周轉(zhuǎn)時(shí)間 15.2平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間 7.2。SJF 短作業(yè)優(yōu)先按執(zhí)行時(shí)間從短到長(zhǎng)J3(1) 先跑然后是 J2(2)、J5(2)、J4(4)、J1(11)作業(yè)執(zhí)行時(shí)間開始結(jié)束周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間J310111J221331.5J523552.5J445992.25J111920201.82平均周轉(zhuǎn)時(shí)間 7.6平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間 1.81。時(shí)間片輪轉(zhuǎn)按時(shí)間片 2ms 推進(jìn)調(diào)度順序 J1→J2→J3→J4→J5→J1→J4→J1→J1→J1作業(yè)執(zhí)行時(shí)間結(jié)束時(shí)刻周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間J11120201.82J22442J31555J4413133.25J52994.5平均周轉(zhuǎn)時(shí)間 10.2平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間 3.31。非搶占式優(yōu)先權(quán)按數(shù)值越大越優(yōu)先J2 和 J4 優(yōu)先級(jí)都是 1按到達(dá)順序 J2 先執(zhí)行調(diào)度順序 J2→J4→J1→J3→J5作業(yè)執(zhí)行時(shí)間開始結(jié)束周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間J220221J442661.5J111617171.55J3117181818J5218202010平均周轉(zhuǎn)時(shí)間 12.6平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間 6.41。手算時(shí)最容易錯(cuò)的是時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的第二輪開始時(shí)刻后面避坑章會(huì)專門講。5. 避坑與常見問(wèn)題信號(hào)量初值、死鎖判斷、調(diào)度輪次里的典型翻車5.1 互斥信號(hào)量初值設(shè)成 0一上來(lái)就死鎖現(xiàn)象照著生產(chǎn)者消費(fèi)者模型寫代碼把 mutex 初值寫成 0程序一運(yùn)行第一個(gè)進(jìn)程就在 P(mutex) 處永遠(yuǎn)阻塞。原因互斥信號(hào)量表示臨界資源是否空閑初值必須是 1或者資源可用數(shù)寫成 0 等于告訴系統(tǒng)資源已經(jīng)被占用第一個(gè)申請(qǐng)者把自己擋住了。解決寫代碼前先給每個(gè)信號(hào)量加注釋說(shuō)明含義互斥鎖初值統(tǒng)一設(shè)為 1同步信號(hào)量初值設(shè)為 0代表事件未發(fā)生。檢查方法凡是看到初值 0的互斥信號(hào)量基本可以判定是翻車現(xiàn)場(chǎng)。5.2 銀行家算法只查剩余夠不夠漏了安全性檢查現(xiàn)象判斷 P2 請(qǐng)求 (1,0,2) 時(shí)發(fā)現(xiàn)剩余資源夠直接回答可以分配但沒(méi)驗(yàn)證分配后系統(tǒng)是否還有安全序列。原因銀行家算法的分配條件是滿足請(qǐng)求后系統(tǒng)仍處于安全狀態(tài)剩余資源夠只是必要條件不是充分條件。解決嚴(yán)格走三步——先判斷 Request ≤ Available再試探分配最后循環(huán)找能完成并釋放資源的進(jìn)程找不到安全序列就拒絕。我一般會(huì)在草稿紙上把試探分配后的 Available 寫出來(lái)再逐個(gè)核對(duì)進(jìn)程 Need避免口頭判斷出錯(cuò)。5.3 時(shí)間片輪轉(zhuǎn)第二輪開始時(shí)間算錯(cuò)整列數(shù)據(jù)全錯(cuò)現(xiàn)象算 J4 第二輪開始時(shí)間時(shí)寫成 9 甚至 12導(dǎo)致后續(xù)所有周轉(zhuǎn)時(shí)間、平均值全部錯(cuò)誤。原因時(shí)間片輪轉(zhuǎn)是循環(huán)隊(duì)列每個(gè)進(jìn)程用完一個(gè)時(shí)間片排到隊(duì)尾不能把第一輪每個(gè)進(jìn)程的結(jié)束時(shí)刻當(dāng)成第二輪的開始時(shí)刻。解決畫時(shí)間軸每個(gè)時(shí)間片的結(jié)束時(shí)刻等于開始時(shí)刻加時(shí)間片長(zhǎng)度進(jìn)程完成后移出隊(duì)列未完成排到隊(duì)尾。自查方法最后一個(gè)進(jìn)程的結(jié)束時(shí)刻應(yīng)該等于總執(zhí)行時(shí)間之和本組作業(yè) 11214220ms如果對(duì)不上一定哪里算錯(cuò)了。5.4 PV 操作里 V 的順序?qū)懛催M(jìn)程永遠(yuǎn)等不到現(xiàn)象女兒取完蘋果后先 V(apple) 再 V(mutex)下一次爸爸或媽媽 P(mutex) 時(shí)發(fā)現(xiàn)果盤被占或者兒子 P(orange) 后拿不到果盤。原因同步信號(hào)量的 V 是發(fā)通知互斥信號(hào)量的 V 是釋放臨界資源順序反了會(huì)導(dǎo)致通知發(fā)出了但資源沒(méi)釋放后續(xù)進(jìn)程卡在互斥信號(hào)量上。解決記住口訣——誰(shuí)最后使用臨界資源誰(shuí)負(fù)責(zé) V(mutex)生產(chǎn)者在生成資源后發(fā)同步信號(hào)消費(fèi)者在消費(fèi)完成后釋放互斥信號(hào)。按下先 P 同步、后 V 互斥的順序檢查每條路徑。5.5 概念題只背答案不背邏輯Windows 與 Linux 十個(gè)維度記不全現(xiàn)象默寫Windows 與 Linux 的區(qū)別時(shí)寫完開源/閉源、軟件生態(tài)、設(shè)計(jì)哲學(xué)就卡住文件名擴(kuò)展、可執(zhí)行權(quán)限、重新引導(dǎo)這幾個(gè)點(diǎn)總漏。原因這道題的答案有九到十個(gè)維度逐句背誦很容易中途斷檔。解決按維度記憶——開源構(gòu)成、軟件兼容、內(nèi)核哲學(xué)、系統(tǒng)更新、安全性、設(shè)計(jì)定位、重新引導(dǎo)、文件名擴(kuò)展、硬件支持、易用性答題時(shí)先列這十維再逐條填內(nèi)容。實(shí)際操作是先把答案里的每個(gè)答改寫成考點(diǎn) 一句話結(jié)論復(fù)習(xí)時(shí)只看提示詞能說(shuō)出來(lái)就算過(guò)。6. 把這份答案變成自己的復(fù)習(xí)腳本三遍刷題法與公式速查6.1 第一遍遮答案第二遍刷錯(cuò)題第三遍只過(guò)考前一天這份答案的正確打開方式不是通讀而是當(dāng)成自測(cè)腳本。第一遍把每道計(jì)算題遮住答案自己寫概念題在紙上口述要點(diǎn)寫不完整的標(biāo)星號(hào)這個(gè)過(guò)程會(huì)暴露大量看著會(huì)、寫不出的盲區(qū)。第二遍只刷標(biāo)星號(hào)的題重點(diǎn)不是記住結(jié)論而是把解題步驟拆開重推一遍比如 PV 操作題重新畫信號(hào)量關(guān)系、調(diào)度題重新排時(shí)間軸。第三遍放在考前最后一天只過(guò)一遍錯(cuò)題和下面那張公式表不再碰新題。6.2 一張表記住最容易丟分的四個(gè)結(jié)論考點(diǎn)結(jié)論使用前提死鎖不產(chǎn)生條件m ≥ (x-1) * n 1n 個(gè)進(jìn)程共享 m 個(gè)同類資源每個(gè)最多申請(qǐng) x 個(gè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間(完成時(shí)間 - 提交時(shí)間) 之和 / 作業(yè)數(shù)調(diào)度算法計(jì)算題通用平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間 / 執(zhí)行時(shí)間再取平均同上信號(hào)量初值互斥為 1同步為 0資源計(jì)數(shù)為資源數(shù)寫 PV 操作前先列信號(hào)量含義怎樣驗(yàn)證自己真會(huì)了把每道計(jì)算題的答案蓋住在稿紙上完整推一遍再與參考解答逐行對(duì)比。如果過(guò)程完全一致說(shuō)明這題過(guò)關(guān)如果只有結(jié)論對(duì)、過(guò)程跳步考試時(shí)大概率被扣過(guò)程分。我自己當(dāng)年期末考 PV 操作大題吃過(guò)虧平時(shí)只看答案覺(jué)得每一步都能看懂結(jié)果考場(chǎng)上信號(hào)量初值寫錯(cuò)、V 操作順序顛倒一道 15 分大題只拿了 4 分。從那以后每次考前我都強(qiáng)制自己把答案里每道計(jì)算題當(dāng)作新題重推一遍推到步驟和參考解答一致才放過(guò)。這份課后習(xí)題參考解答也一樣你拿它刷題、核對(duì)、避坑但最后留在腦子里的應(yīng)該是你親手推過(guò)的過(guò)程而不是印在紙上的結(jié)論。希望幫到你。本文還有配套的精品資源點(diǎn)擊獲取