中大计算机课程实践考核（二）操作系统答案

【操作系统实践考核详解】 在计算机科学领域，操作系统是核心组件之一，它负责管理和协调计算机硬件和软件资源。这里我们分析两个关于操作系统的实践考核题目，它们涵盖了调度算法和并发进程同步的基本概念。 **题目1：周期性任务调度** 在本题中，我们需要考虑周期性任务的调度策略，特别是频率单调调度算法。此算法根据任务的周期频率设定优先级，周期越长的任务优先级越低。频率单调调度算法的关键条件是任务的执行时间不能超过其周期。对于三个任务P1, P2, P3，如果它们的执行时间与周期之比满足频率单调调度的条件，即C1/T1 <= C2/T2 <= C3/T3，那么这些任务可以使用该算法进行调度。在给定的数据中，我们可以计算这些比率，并验证它们是否满足条件。在这个例子中，比率分别是20/100, 40/150和100/350，这些比率均小于等于1，所以可以使用频率单调调度算法。 **题目2：多道程序设计系统中的作业调度** 这个问题涉及了内存管理和I/O设备的分配策略。作业调度策略采用了先来先服务（FCFS），即按照作业进入输入井的时间顺序进行选择。在可变分区的内存管理方式下，主存被划分为不固定大小的区域，作业根据需求量分配空间，且不允许在内存中移动作业。此外，设备如磁带机和打印机通过静态分配方式分配。 给定的作业序列中，需要计算每个作业的装入主存时间、开始执行时间、执行结束时间和周转时间。周转时间是从作业提交到作业完成的时间间隔。根据FCFS策略，作业1首先运行，然后是作业3，接着是作业4，作业2在作业3完成后才开始，最后是作业5。计算得到的最大周转时间和平均周转时间分别是55分钟和39分钟。 **题目3：缓冲区池同步** 这个问题探讨的是进程间的同步，具体是写进程（Writer）和读进程（Reader）对共享资源——循环缓冲区池的访问。写进程将整数写入缓冲区，而读进程则读取并打印这些整数。关键在于避免数据竞争，确保读进程不会在缓冲区为空时尝试读取，而写进程也不会在缓冲区已满时继续写入。这可以通过信号量（PV操作）实现。每个缓冲区可以看作一个资源，初始化时所有缓冲区都是可用的（SW=n），读写计数器初始化为0（SR=0）。写进程在写入前检查缓冲区是否已满，而读进程在读取前检查缓冲区是否为空。通过PV操作，我们可以确保进程间的正确同步。 这些实践考核题目涵盖了操作系统中的基本概念，如调度算法、内存管理和并发进程同步。理解并掌握这些知识点对于学习操作系统至关重要。在实际操作中，需要灵活应用理论知识解决实际问题，以保证系统的高效和正确运行。