操作系统习题-Berstein条件

操作系统习题-Berstein条件##

1.程序的顺序执行和并发执行有什么异同之处？
2.什么是Bernstein条件？
(1)对于下面的语句：
$S1：a = 5 - x$
$S2：b = a * x$
$S3：c = 4 * x$
$S4：d = b + c$
$S5：e = d + 3$
画出前趋图
(2)说明S2和S3是可以并发执行的，而S3和S4是不能并发执行的。

1.顺序执行与并发执行的异同之处：
(1)顺序执行要求一个程序开始执行必须要等到前一个程序已执行完成，具有顺序性；而并发执行若干个程序可以同时在系统中执行，时间上具有重叠性，因此不具有顺序性。
(2)顺序执行的程序一旦开始执行，它的计算结果不受外界因素影响，具有封闭性；而并发执行程序之间资源共享，因此不具有封闭性。
(3)顺序执行其程序的运行的结果与与时间无关，即给定相同的输入，一定会得到相同的输出，具有可再现性；而并发执行由于存在资源共享，失去结果可再现性。
(4)顺序执行与并发执行在单CPU环境下每个时刻都只能有一个程序被执行
2.Berstein条件的解释：
若两个程序p1、p2满足如下条件：
$R(p1)∩W(p2)∪R(p2)∩W(p1)∪W(p1)∩W(p2)=Ø$
（$R(read)$:读的集合、$W(write)$写的集合）
那么他们便能并发执行，且具有可再现性。
(1)首先解释一下前驱图的定义，如下几点：
- Precedence graph (前趋图) is a Directed Acyclic Graph(有向无环图, DAG).
- Node(结点)：代表一个执行单元（如一条语句、一个程序段或进程）
- Edge(边, directed edge(有向边))：The precedence relation (前趋关系)“→”
→={(Pi,Pj)| Pi必须在Pj开始执行前执行完}
接下来是根据此题画出的前驱图：

(2)

• S2 与 S3：
  $\because R(S2)={a,x};W(S2)={b};R(S3)={x} ;W(S3)={c}$
  根据Berstein条件：
  $R(S2)∩W(S3)∪R(S3)∩W(S2)∪W(S2)∩W(S3)=Ø$
  $\therefore$S2与S3可以并发执行
• S3与S4：
  $\because R(S3)={x} ;W(S3)={c}；R(S4)={b,c} ;W(S4)={e}$
  根据Berstein条件：
  $R(S3)∩W(S4)∪R(S4)∩W(S3)∪W(S3)∩W(S4)={c}≠Ø$
  $\therefore$S3与S4不可以并发执行