程序优先级调度与信号量机制的运行效率比较分析

计算机操作系统课件习题解答ppt课件.ppt中包含了关于三个程序A、B、C的优先次序执行以及它们使用同一个设备进行I/O操作的情况。根据表格给出的数据，我们可以分析在单道程序环境和多道程序环境下，这三个程序的运行时间关系。 在单道程序环境下，程序A先进行I/O操作，然后进行计算；接着程序B进行I/O操作，再进行计算；最后程序C进行I/O操作，再进行计算。根据表格数据，可知程序A总共需要60ms进行I/O操作和40ms进行计算，程序B总共需要30ms进行I/O操作和40ms进行计算，程序C总共需要20ms进行I/O操作和40ms进行计算。因此，在单道程序环境下，这三个程序的总运行时间为30+60+20+40+40+40=230ms。 在多道程序环境下，假设内存中可以同时装入这三道程序，并且采用非抢占式运行方式。根据表格数据，程序A和B的I/O操作可以同时进行，因为它们不会互相影响；程序A和B的计算也可以同时进行。然后程序C的I/O操作和计算依次进行。因此，这三个程序的总运行时间为60+30+40=130ms。 通过比较单道程序环境和多道程序环境下这三个程序的总运行时间可知，在多道程序环境下，这三个程序的总运行时间更短，即130ms<230ms。这说明在多道程序环境下，各个程序之间可以并行执行，可以提高系统的运行效率和性能。 另外，第二章习题解答提到了使用信号量机制实现n个进程的互斥。通过设定互斥信号量sem的取值范围，可以实现n个进程之间的互斥访问临界区。当sem=1时，表示这n个进程都未进入临界区；当sem=0时，表示这n个进程中有一个进入了临界区；当sem=-1时，表示这n个进程中有一个进入了临界区，同时另一个进程在等待进入临界区；以此类推，直到sem=-(n-1)时，表示其中一个进程进入了临界区，其他进程都在等待中。 因此，通过合理设计信号量的取值范围和对临界区的访问规则，可以确保多个进程之间在关键区域的互斥访问，提高系统的并发性和安全性。信号量机制是操作系统中常用的同步和互斥手段，对于实现进程间通信和控制进程的并发执行具有重要意义。