计算机操作系统模拟测试题综合应用部分解析

1、综合应用题：关于 PV操作：1、桌上有一空盘，允许存放一只水果，爸爸可向盘中放苹果，也可向盘中放桔子，儿子专 等吃盘中的桔子，女儿专等吃盘中的苹果。规定当盘空时一次只能放一只水果供吃者取用。2、从读卡机上读进 N 张卡片，复制并打印。要求复制的信息、打印的卡片与原卡片的信息 完全一致。假设这一工作由 3个进程 get ，copy和put 来完成，它们用了两个缓冲区 buffer1 和 buffer2 ，缓冲区只能容纳一张卡片的信息。其中，进程 get 的功能是依次将每张卡片上 的信息从读卡机上读进 buffer1 ；进程 copy 的功能是把 buffer1 中的信息复制到 buffer2 ；

2、 进程 put 的功能是取出 buffer2 中的信息并从打印机上输出。试用 P，V操作描述 3 个进程间可并发运行的关系图 （或程序），要求说明信号量的作用 及信号量的初值，尽可能提高并发性。练习：某招待所有 100 个床位，住宿者入住要先登记（在登记表上填写姓名和床位号） 。离 去时要注销登记 （在登记表上删去姓名和床位号） 。请给出住宿登记及注销过程的算法描述。有一阅览室， 读者进入时必须先在一张登记表上登记。 该表中每个表项代表阅览室中的 一个座位。读者离开时要消掉其登记信息。阅览室共有 50 个座位。登记表每次仅允许一位 读者进行登记或注销。读者登记时， 发现登记表满，他在阅览室外等

3、待，直至有空位再登记 进入。试用 Wait 、 Signal 操作描述读者行为。关于死锁即银行家算法，安全算法问题（P110）3、设系统中有三类资源 R1、 R2、 R3和 R4，又设系统中有 5个进程 P1， P2， P3， P4和 P5. 在 T0 时刻系统状态如下：资源进程最大需求量R1 R2 R3 R4已分配资源量R1 R2 R3 R4剩余资源量R1R2 R3 R41 3P243313111P3101324132P433313220P554631131系统是否处于安全状态？若是，则给出进程安全序列。 若P2提出申请 1112 ，系统能否分配给他？ 系统满足 P

4、2要求后，系统是否立即进入死锁？4、（设有 3 个进程 P、Q、R，它们共享 10 个同类资源， P、Q、R 进程的资源最大需求量依 次为 4、 7和 8。现假定它们对资源的请示序列如下表所示：进程运行顺序及申请资源情况步骤进程申请资源数1P22Q43R24Q25R26P2为了避免死锁， 系统分配资源时采用银行家算法。 如果申请资源得不到满足， 进程就转入阻 塞态。 根据上述信息，试描述各步骤结束时， 申请资源的进程是得到满足， 还是转入阻塞状 态，为什么？（起始状态：各进程均不拥有资源，无进程处于阻塞态） 关于进程调度算法问题：5. 假设系统有 5 个进程，他们的到达时间和服务时间如表， 忽

5、略 I/O 及其他开销采用 FCFS、 SPF（抢、非抢）、 RR（抢、非抢，时间片为 1）、 HRRN（抢、非抢）、 FB（抢、非抢 i 的 时间片为 2i-1 ）调度算法 ，计算各进程的完成时间，周转时间，带权周转时间，平均周转 时间，平均带权周转时间。进程名到达时间服务时间A03B26C44D65E82练习有五个批处理的作业（ A、B、C、D和 E）几乎同时到达一个计算中心，估计的运行时 间分别为 2min 、 4min 、 6min 、 8min 、 10min ，它们的优先数分别为 1、 2、3、 4、 5（1 为最 低优先级）。对下面的每种调度算法，分别计算作业的平均周转时间。（1

6、）最高优先级优先（ 2）时间片轮转（时间片为 2min）（3）FCFS （作业到达的顺序为 C,D,B,E,A ） （4）短作业优先关于页面置换算法问题：6、在一个请求分页系统中，加入一个作业的页面走向为4、3、2、1、 4、3、5、4、3、2、1、5，目前他还没有任何页面装入内存，当分配给该作业的物理块数分别为3、 4 时，请分别计算采用 OPT、LRU、FIFO 页面淘汰算法时访问过程中的缺页次数和缺页率关于移臂调度问题：7、假设磁盘有 200 个磁道，磁盘请求队列中是一些随机请求，他们按照到达的次序分别处于 55、58、39、18、90、160、150、38、184号磁道上，当前磁头在

7、80 号磁道上，并向磁道号增加的方向上移动。 请给出按 FCFS、SSTF、SCAN、CSCAN算法进行磁盘调度时满足请求 的次序，画出移臂调度图。关于地址变换问题：8、某计算机系统主存采用请求分页管理技术，主存容量为1MB，被划分为 256 块，每块大小为 4KB。假设某个作业共有 5 个页面，其中 0，1，2 三个页面已分别装入到主存 4，9，11 三个物理块中，另外两个页面没有装入主存。该作业的页面变换表（PMT）如下表所示。表中的状态为 0 表示页面已经装入到内存中，为 1 表示没有装入内存。页号块号状态04019021103141问题： 若给定一个逻辑地址为 9016 ，其物理地址是

8、多少？画出地址变换图。 若给定一个逻辑地址为 12388 ，其物理地址是多少？地址变换过程中会出现什么问题？出现问题应如何解决？9、 某计算机系统主存采用分页管理技术，页面大小为2KB，某作业的页表如下所示。页号块号07132532问题： 若给定一个逻辑地址， 页号为 3 ，页内地址为 714，求其物理地址是多少？画出地址变换 图。 若给定一个逻辑地址为 10256 ，其物理地址是多少？地址变换过程中会出现什么问题？高低4 类， 假定各类进程之间采用优先级调度， 每类进程内部采用时间 P2，P3，P4，P5，P6，P7，P8进程的调度过程。其他：10、图中将一组进程分为片轮转调度。请简述 P1

9、，答：11、某系统的进程状态转换如下图所示，请问：1)引起各种状态转换的的典型事件。2)当一个进程的状态变化会引起另一个进程的状态变换，说明下列因果变迁是否可能发生，其原因是什么？ 1) 3 1 2)3 2 3)答案： 综合应用题：1、int S=1; /S 表示盘子是否为空； int Sa=0; /Sa 表示盘中是否有苹果； int Sb=0; /Sb 表示盘中是否有桔子； 父亲 while(TRUE)Wait(S); 将水果放入盘中 ; if ( 放入的是桔子 )Signal(Sb);ElseSignal(Sa);儿子 while(TRUE)Wait(Sb);从盘中取出桔子；Signal(

10、S);吃桔子 ;女儿 while(TRUE)Wait(Sa);从盘中取出苹果；Signal(S);吃苹果 ;父亲 -母亲-儿子 -女儿一个苹果或桔子 信号量： s=1(空盘);s1=0(苹果);s2=0(桔子 ); 爸爸： while(true) wait(s); 放苹果 ; signal(s1); 妈妈： while(true) wait(s); 放桔子 ; signal(s2); 儿子： while(true) wait(s2); 取桔子 ; signal(s); 女儿： while(true) wait(s1); 取苹果 ; signal(s); 父亲 -母亲 - 儿子 -女儿两个苹果或

11、桔子 信号量： s=2(可用);s1=0(苹果);s2=0(桔子 );mutex=1; 爸爸： wait(s); wait(mutex); 放苹果 ; signal(s1); signal(mutex); 妈妈： wait(s); wait(mutex); 放桔子 ; signal(s2); signal(mutex); 儿子： wait(s2); wait(mutex); 取桔子 ; signal(s); signal(mutex); 女儿： wait(s1); wait(mutex); 取苹果 ; signal(s); signal(mutex);2、设互斥信号量 S1,S2 初值为 1，

12、分别用于对 buffer1 和 buffer2 的互斥访问；同步信号 量 Sn1,Sn2 初值为 1，分别表示 buffer1 和 buffer2 初始状态为空闲， 可以放一张卡片信息； 同步信号量 Sm1,Sm2初值为 0，分别表示 buffer1 和 buffer2 中的信息还没有(或已被取用 了)。用 P， V操作完成这 3 个并发进程间能正确运行的程序如下： BEGINS1,S2,Sn1,Sn2,Sm1,Sm2:semaphore;S1=S2=1;Sn1=Sn2=1;Sm1=Sm2=0;CobeginProcess produce getBeginL1: 从读卡机读进一张卡片信息；P(

13、Sn1);P(S1);将信息放入 buffer1;V(Sm1);V(S1);Goto L1EndProcess produce copyBeginL2: P(Sm1);P( S1)；从 buffer1 复制信息；V( Sn1);V(S1);P(Sn2);P(S2);将复制的信息放入 buffer2;V(Sm2);V(S2);Goto L2EndProcess produce putBeginL3: P(Sm2);P(S2);从 buffer2 取信息；V(Sn2);V(S2);把信息从打印机输出；Goto L3EndCoend;END满足满足满足进入阻塞队列 进入阻塞队列 满足3、过程略 经验

14、证该系统处于安全状态，安全的序列是 p4,p5,p3,p2,p14、步骤 1、P 申请 2步骤 2、 Q申请 2步骤 3、R 申请 2步骤 4、 Q申请 2步骤 5、R 申请 2步骤 6、P 申请 2 5、略，见第三章作业6、 OPT：最佳置换算法，页数 3页面走向4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5缺页 以后最长不用2 1 1 1 5 4 43 32 123 3 3 4 3 3 5以后马上可能用4 4 4 4 3 4 4 3 5 5 5缺页 7 次，缺页率为 7/12OPT：最佳置换算法，页数 4页面走向4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5缺页 以后最长不用1 1 1 5

15、 4 43 432 1232 2 2 2 2 53 3 3 4 3 3 2 5以后马上可能用4 4 4 4 3 4 4 3 2 5 5 5缺页 6 次，缺页率为 6/12LRU：3：缺页 10 次，缺页率 10/124：缺页 8 次，缺页率 8/12FIFO：3：缺页 9 次，缺页率 9/124：缺页 10 次，缺页率 10/128、在请求分页的存储管理系统中，系统是通过查页表来进行地址转换的。对于本题中采用 的页面大小为 4KB，即页内相对地址为 12 位。首先从虚拟地址中分离出页号和页内地址。 824。查页表知道 2 号页对应的物理块号为 内地址后其真正的物理地址为： 45880 。901

16、6/4096 2，所以页号为 2，页内地址为11，即物理地址为： 11*4096 45056 ，再加上页页页页页页页页 页页页页 页页页页页页 页页页页 页页 页页页页页首先从虚拟地址中分离出页号和页内地址。 12388/4096 3，所以页号为 3，页内地址 为 100 。查页表知道 3 号页对应的物理块号，发现其物理块号不在内存，此时可能发生缺页 中断， 从磁盘把对应的页号装入到内存物理块。 假设此时物理内存还有足够的空闲块， 则不需要淘汰已经装入的页面。设找到的空闲块号为为： 7*4096 10028772。7，则逻辑地址 12385 所对应的的物理地址9、在分页的存储管理系统中，页面大小是2Kb 系统是通过查页表来进行地址转换的。虚拟地址页号为 3，页内地址为 714。查页表知道 3 号页对应的物理块号为 2，即物理地 址为： 2*2048 4096，再加上页内地址后其真正的物理地址为：4810。首先从虚拟地址中分离出页号和页内地址。 10256/2048 5，所以页号为 5，页内地址 为 16 。查页表知道 5 号页没有，所以此时发生越界中断。10、答: 各类类进程之间采用优先级调度，而同类进程内部采用时间片轮转调度。先进行优先级 4 的进程调度， P1，P2，P3 按时间片进行轮转