1、word2 .進程A1 , A2，Anl通過m個緩沖區向進程 B1 , B2，.，Bn2不斷地發送消息， 發送和接收工作遵循如下規如此：1每個發送進程一次發送一個信息，寫入一個緩沖區，緩沖區大小與消息長度一樣；2對每一個消息，B1，B2，.，Bn2都需各接收一次，讀入各自的數據區內；3m個緩沖區都滿時，發送進程等待，沒有可讀的消息時，接收進程等待。試用P、V操作組織正確的發送和接收操作。解答：這是一個變形的生產和消費問題。每個緩沖區只需寫一次，但需讀n2次。可以把一組緩沖區看做n2組緩沖區，這樣，每個生產者需要同時寫n2個緩沖區組中相應的 n2個緩沖區，而每一個消費者只需讀它自己對應的那組緩沖

2、區中的單元。生產者須在n2個緩沖區都為空閑是方可寫入，這時，就可以用n2組信息量avail,free丨來實現這一流程，具體流程如下：BEGINin teger mutex,avail n2,full n2;in teger I;mutex : =1;for I :=1 to n2 dobeginavail I := m;full I := 0;en d;procedure sen dMin tegerI ;beginfor I :=1 to n2 do beginP( avail I);end ;P (metux);將消息放入緩沖區；for I :=1 to n2 do begin V(ful

3、l I);end ;V (metux) end ;procedure receive(M,I) beginP (fulll);P (metux);從緩沖區中取消息V (avail I);V (mutex); end ;Cobegi nAi:begi nsend M endBi;begi nReceive(M,i);en d;Coe nd;en d;3設系統中僅有一類數量為M的獨占型資源，系統中有N個進程競爭該類資源，其中各進程對該類資源的最大需求數為W，當M, N , W分別取如下值時，試判斷哪些情況會發生死鎖，為什么？（1）M=2，N=2，W=1（2）M=3，N=2W=2（3）M=3，N=2

4、，W=3（4）M=5N=3W=2（5）M=6N=3W=3解答：（1） 不會發生死鎖。因為系統中只有兩個進程，每個進程的最大需求量為1， 且系統中資源總數為 2，系統能夠滿足兩個進程的最大資源需求量，故不會發生死鎖。（2）不會發生死鎖。因為系統中有兩個進程， 每個進程的最大資源需求量為 2, 且系統中資源總數為 3，無論如何分配，兩個進程中必有一個進程可以獲得兩個資源，該進程將順利完成，從而可以將分配給它的資源歸還給系統，使另一個進程也 能順利執行完成，故不會發生死鎖。（3）可能發生死鎖。因為系統中有兩個進程， 每個進程的最大資源需求量為 3, 且系統中資源總量為 3，假設系統先將全部資源分配給

5、其中一個過程，如此該進程將順利完成，從而可將分配給它的資源歸還給系統，使另一進程也能順利完成，以 這種方式分配資源時不會發生死鎖；假設系統將兩個資源分配給一個過程，而剩余 的一個資源分配給另一個進程，如此系統中沒有空閑資源，而每個進程都需要等待 資源，此時發生死鎖。（4） 不會發生死鎖。因為系統中有3個過程，每個進程的最大資源需求量為 2, 且系統中資源總量為 5,無論如何分配，3個進程中必有一個進程可以獲得 2個資 源，該進程將順利完成，從而可以將分配給它的資源歸還給系統，使其他進程也能 順利執行完成，故不會發生死鎖（5）可能會發生死鎖。因為系統中有3個進程，每個進程的最大資源需求量為 3,

6、且系統中資源總數為 6 ，假設系統先將3個資源分配給其中一個過程，如此該 進程將順利完成，從而可將分配給它的資源歸還給系統，使其他進程也能順利完成，以這種方式分配資源時不會發生死鎖；假設系統給每個進程分配兩個資源，如此系 統中沒有空間資源，而每個進程都需要等待一個資源，此時發生死鎖。4.設某作業占有7個頁面，如果在主存中只允許裝入4個工作頁面即工作集為 4，作業運行時，實際訪問頁面的順序是1 , 2,3,6, 4, 7, 3,2,1,4,7, 5,6,5,2,1。試用FIFO與LRU頁面調度算法，列出各自的頁面淘汰順序和缺頁中斷次數，以與最后留 駐主存4頁的順序假設開始的 4個頁面已裝入主存。

7、解答：對FIF O算法 ：頁面淘汰順序為1 ,2,3,6,4,7;缺頁中斷6次；最后留駐主存4頁的順序為：2,1,5,6。對LRU 的算法；頁面淘汰順序為1 ,2,6,4,7,3,2,1,4,7缺頁中斷10次；最后留駐主存4頁的概率：6,5,2,1注：假定前面四頁1,2,3,6已在主存5在某請求分頁管理系統中，一個作業共5頁，作業執行時依次訪問如下頁面： 1,4,3,1,2,5,1,4,2,1,4,5假設分配給該作業的主存塊數為3,分別采用FI FO,LRU頁面置換算法，試求出缺頁中斷的次數與缺頁率。解答：1采用FIFO頁面置換算法，缺頁中斷的次數為9,缺頁率 9/12 = 75%2采用LRU

8、頁面置換短法缺頁中斷的次數為8,缺頁率8/12 = 67%6設內存中有三道 程序A , B , C,它們按A/B/C的優先次序執行，它們的計算和 I/O操 作的時間如表所1-1示單位；MS表1-13道程序的操作時間程操 0"序 作ABC計算204010I/O302030計算101020假設3道程序使用一樣設備進展I/O操作，即程序以串行方式使用設備，試畫出單道運行和多道運行的時間關系圖調度程序執行時間忽略不計在兩種情況下，完成這三道程序各要花多少時間？解答：假設采用單道方式運行三道程序，如此運行次序為 A , B, C,即程序A先執行20MS的計算，再完成 30MS的I/O操作。最后

9、在進展10MS的計算。接下來程序 B先執行40MS 的計算，再完成20MS的I/O操作。最后在進展10MS的計算。然后程序 C先執行10MS的 計算，再完成30MS的I/O操作。最后在進展20MS的計算。至此，三到程序全部運行完畢， 其程序運行的時間關系如圖1-1 所示總的運行時間為20+30+ 10+ 40+ 20+ 10+ 10+ 30+ 20=190msI/O計算0 205060100120130 140170190假設采用都道方式運行三道程序，因系統按照A，B，C的優先次序執行，如此在運行過程中，無論使用 CPU還是I/O設備，A的優先級最高，B的優先級次之，C的優先級最 低,即程序A

10、先執行20MS的計算，再完成30MS的I/O操作與此同時，程序B進展30MS 的計算，最后在進展10MS的計算此時程序B等待，因還繼續10MS計算：接下來程 序 B先執行10MS的計算，再完成20MS的I/O操作與此同時，程序 C進展10MS的計算， 然后等待I/O的設備，最后在進展10MS的計算此時程序 C執行I/O操作10MS。然后 程序C先執行20MS的I/O操作，最后在進展20MS的計算。至此，三到程序全部運行完畢， 其程序運行的時間關系如圖1-2 所示 總的運行時間為20+30+ 10+ 10+ 20+ 10+ 10+ 20+ 30=140msABABC-*BCij;1時間ftI/O

11、計算CABms0 2050607080 901001201407.在某某大學和某某大學的之間有一條彎曲的小路，其中從 S到T 一段路每次只允許一 輛自行車通過，但中間有一個小的安全島 M同時允許兩輛自行車停留，可供兩輛自行車 在以從兩端進入小路情況下錯車使用， 如如下圖所示，試設計一個算法， 使來往的自行車輛 均靠順利通過。解答：對于這一類問題，關鍵在于正確分析所需控制的對象、工作流程以與控制關系。在這一問題中，根據從 S到T路段的特點，可以把它分為 3個小段：從S到K，駛進安全島M, 從L到T。路段S到K與L到T,只允許一輛自行車通過即一個進程使用，而安全島M允許兩輛自行車通過即兩個進程使用

12、。對它們分別用 3個信號量來管理。再注意到同時最多只能由一個方向的一輛自行車通過，因此每個方向的自行車還要用一個信號量來控制。用bikeT_to_N和bikeN _to_T分別表示從某某大學到南開大學和從南開大學到某某大學 兩個方向的自行車。控制流程如下：BeginIn teger: N _to_T, T_to_N,L,M,K;N _to_T:=1; T_to_N:=1;L:=1;M:=2;K:=1;Procedure bikeT_to_N()BeginP(T_to_N);P(L);Go through T to L;P(M)；Go into M ；V(L);P(K);Go through K

13、 to S;V(M);V(K);V(T_to_N);En d;Procedure bikeN_to_T()BeginP(N_to_T);P(K);Go through S to K;P(M)；Go into M ；V(K);P(L);Go through L to T;V(M);V(L);V(N_to_T);En d;End;&例：在銀行家算法中，假設出現表2-4所示的資源分配情況，試問：1. 該狀態是否安全？2. 如果進程P2提出請求Request2(1,2,2,2)后，系統能否將資源分配給它。表2-4資源分配表進資<源 情況程Allocati onNeedAvailableA

14、BCDABCDA B CDP000320012P110001750P2135423561 6 2 2P303320652P400140656解答:1利用銀行家算法對此時刻的資源分配情況進展分析，可得表2-5所示的安全性分析情況。表2-5安全性檢查表資、源情趕 '、況 程WorkNeedAllocati onWork+AllocationFi nishA B C DA B C DABC DA B C DP016 2 20 0 12003 21654true true true true trueP316540652033 21986P4198 61750001419910P1199100

15、65610 0 029910P22991023 56135 43121414從以上情況分析可以看出，此時存在一個安全序列p0,p3,p4,p1,p2,故該狀態是安全的。2P2提出請求Request2(1,2,2,2)。按銀行家算法進展檢查：Request2(1,2,2,2)<=need(2,3,5,6)Request2(1,2,2,2)<=available(1,6,2,2)試分配并修改相應數據結構，資源分配情況如表2-6所示。表2-6 P2申請資源后的資源分配表進資源 情 、況 程Allocati onNeedAvailableABCDABCDA B CDP000320012P1

16、10001750P2135411340400P303320652P400140656再利用安全性檢查算法檢查系統是否安全，可用資源available(0,4,0,0)已不能滿足任何進程的需要，此時系統不能將資源分配給P2。9有橋如圖2-7所示。北南車流如箭頭所示，橋上不允許兩車交會，但允許同方向多輛車依次通行即橋上可以有多個同方向的車。用P、V操作實現交通管理以防止橋上阻塞。解答：由于橋上不允許兩車相會，故橋應該互斥訪問，而同一方向上允許多輛車一次通過，即臨界區允許多個實例訪問。 用同一信號量來互斥訪問臨界區。由于不能允許某一方向的車完全“控制橋，應保證最多某一方向上連續通過一定數量的車后，必

17、須讓另一方向的車通過，可以通過3個信號量來控制。具體程序如下：BeginIn teger:mutex,avail n, abails;Mutes:=O;avial n:=m;avails:=m;Cobegi nSouth: beg inP(avails); P(mutex);過橋；V(mutex);V(avails);End;North: begi nP(avail n);P(mutex);過橋；V(mutex);V(avail n);End;Coe nd;En d;10.設系統中有三類資源A、B和C,又設系統中有 5個進程P1, P2, P3, P4和P5在T0時刻系統狀態如下:8 / 22

18、word最大需求量已分配資源量剩余資源量ABCABCABCP1 8641212 1 1P2 433311P3 1013413P4 333322P5 546113(1)系統是否處于安全狀態？如是，如此給出進程安全序列(2)如果進程P5申請1個資源類A、個資源類B和1個資源類C,能否實施分配？為什么?答案：1最大需求量已分配資源量剩余資源量尚需要量ABCABCAB CAB CP1 864121 21 1743P2 433311122P3 1013413600P4 333322011P5 546113433W厶大H.右|、千安全序列為：P4, P2, P1,P3, P5安全狀態，2P5申請1,1,

19、1最大需求量已分配資源量剩余資源量尚需要量ABCABCAB CAB CP1 864121 10 0743P2 433311122P3 1013413600P4 333322011P5 546224322不能實施分配，因為分配后找不到安全序列，系統將處于不安全狀態31.有三個進程PA, PB和PC合作解決文件打印問題：PA將文件記錄從磁盤讀入主存的緩沖區1，每執行一次讀一個記錄；PB將緩沖區1的內容復制到緩沖區 2,每執行一次復制一個記錄；PC將緩沖區2的內容打印出來，每執行一次打印一個記錄。緩沖區的大小等 于一個記錄大小。請用 P, V操作來保證文件的正確打印。解答：在此題中，進程 PA, P

20、B和PC之間的關系為：PA與PB共用一個單緩沖區，而 PB又 與PC共用一個單緩沖區，其合作方式可用圖2-10表示，當緩沖區1為空時，進程PA可將一個記錄讀入其中；假設緩沖區1中有一個數據且緩沖區 2為空，如此進程 PB可將記錄從緩沖區1復制到緩沖區2中；假設緩沖區2中有數據，如此進程PC可以打印記錄， 在其他條件下，相應進程必須等待。事實上，這是一個生產者一消費者的問題PA 圖2-10 進程間的合作方式 為遵循這一同步規如此。緩應設置四個信口 曰.號量 PC 一empty緩沖區pt2 , full1 , full2，信號量empty1從磁盤讀入打印復制9 / 22word與empty2分別表

21、示緩沖區1與緩沖區2是否為空，其初值為1;信號量fulll , full2分別表示緩沖區1與緩沖區2是否有記錄可供處理，其初值為0。其同步描述如下：int empty1=1 ；int empty2=1 ；int full1=0;int full2=0;mai n ()cobegi nPA()；PB();PC();coendPA()while( 1 ) 從磁盤讀一個記錄；P (empty1;將記錄存入緩沖區1 ；V(full1);PB()while(1)P(full1；從緩沖區1中取出記錄；V(empty1);P (empty2);將記錄存入緩沖區2 ；V(full2);PC()while(1)

22、P(full2);從緩沖區2中取出記錄；V(empty2);打印記錄；20 / 22此題也是一個 典型生產者一消費者的問題，其中的難點在于 一個消費者。PB既是一個生產者又是11 有一個虛擬存儲系統，每個進程在內存占有 3頁數據區、1頁程序區剛開始時數據區為空有以下訪頁序列1、5、4、1、2、3、2、1、5、4、2、4、6、5、1試給出如下情形下的缺頁次數：(1) 系統采用先進先出(FIFO)淘汰算法(2) 系統采用最近最少使用(LRU)淘汰算法12.有個一虛擬存儲系統，每個進程在內存占有 3頁數據區， 以下訪頁序列：2、3、4、5、3、4、1、2、3、5、1、4、2、4、5、 試給出如下情形

23、下的缺頁次數：(1) 系統采用先進先出(FIFO)淘汰算法(2) 系統采用最近最少使用(LRU)淘汰算法剛開始時數據區為空有1、 3、 2、 1、 3用PV操作解決讀者寫者問題的正確程序如下：begin S, Sr: Semaphore; rc: integer;S:=1; Sr:=1; rc:=0;cobegin PROCESS Reader i ( i=1,2)begin P(Sr)rc:=rc+1;if rc=1 then P(S);V(Sr);read file;P(Sr);rc:=rc-1if rc=0 the nV(S);V(Sr);end ;PROCESS Writer j (j

24、=1,2)begin P(S);Write file;V(S)en d;coend ;en d;3請回答：1信號量Sr的作用；2程序中什么語句用于讀寫互斥，寫寫互斥； 假設規定僅允許 5個進程同時讀怎樣修改程序?答：1Sr用于讀者計數rc的互斥信號量;2if rc=1 then P S中的PS用于讀寫互斥，寫者進程中的P S用于寫寫互斥,讀寫互斥。3程序中增加一個信號量 S5,初值為5, P S5語句加在讀者進程 PSr之前，V S5語句加在讀者進程第 2個V Sr之后。2.考慮一個由8個頁面、每頁有1024個字節組成的邏輯空間，把它裝入到有32個物理塊的存儲器中，問：(1) 邏輯地址需要多少

25、二進制位表示？(2) 物理地址需要多少二進制位表示？因為頁面數為8 = 23,故需要3位二進制數表示。每頁有 1024個字節，1024= 210, 于是頁內地址需要 10位二進制數表示。32個物理塊，需要5位二進制數表示(32 = 25)(1) 頁的邏輯地址由頁號和頁內地址組成，所以需要3+10=13位二進制數表示。(2) 頁的物理地址由塊號和頁內地址的拼接，所以需要5+10=15位二進制數表示。1.某虛擬存儲器的用戶編程空間共32個 頁面，每頁為1KB，內存為16KB。假定某 時刻一用戶頁表中已調入內存的頁面的頁 號和物理塊號的對照表如下：頁號物理塊 號0511024 J37計算邏輯地址0A

26、5C(H)所對應的物理 地址要求寫出分析過程。1解：頁式存儲管理的邏輯地址分為兩局部：頁號和頁內地址。 由條件用戶編程空間共32個頁面"，可知頁號局部占5位；由每 頁為1KB : 1K=210,可知內頁地址占10位。由 內存為16KB : 可知有16塊，塊號為4位。邏輯地址0A5C H丨所對應的二進制表示形式是:000 1010 0101 1100,根據上面的分析，下劃線局部為頁內地址，編碼“00010為頁號，表示該邏輯地 址對應的頁號為2。查頁表，得到物理塊號是 4十 進制，即物理塊地址為：01 00,拼接塊內地址100101 1100,得 01 0010 0101 1100,即

27、125C H。2.假設一個磁盤有 200個磁道，編號從0199。當前磁頭正在143道上服務，并且剛剛完成了 125道的請求。如果尋道請求隊列的順序是:86, 147, 91, 177, 94, 150, 102, 175, 130問：為完成上述請求，使用最短尋道時間優先磁盤調度算法SSTF時，磁頭移動的總量是多少？要求寫出分析過程采用最短尋道時間優先磁盤調度算法SSTF，進展調度的情況為：從143道開始下一磁道移動磁道數147415031302010228948913865175891772磁頭移動總量為162。設某文件的物理存儲方式米用方式，該文件由5個邏輯記錄組成，每個邏輯記錄的大小與磁盤

28、塊大小相等，均為 512字節，并依次存放在50、121、75、80、63號磁盤塊上。10分文件的第1569邏輯字節的信息存放在哪一個磁盤塊上？要訪問第1569邏輯字節的信息，需要訪問多少個磁盤塊？假設該文件的FCB在內存因為：1569=512X 3+33所以要訪問字節的邏輯記錄號為 3,對應的物理磁盤塊號為80。 故應訪問第80號磁盤塊。由于采用方式，所以要訪問第 3個邏輯記錄的信息，必須訪問邏 輯記錄第0、1、2后，才能訪問第3個邏輯記錄，所以要訪問第1569 邏輯字節的信息，需要訪問4個磁盤塊。37.當磁頭處于100號磁道時，有9個進程先后提出讀寫請求涉與 的柱面號為 63、57、34、8

29、8、91、103、76、18 和 128。要求：（1）寫出按最短尋找時間優先算法 SSTF時的調度次序；（2）計算按SSTF調度算法時的平均尋道數。答：（1）調度次序：100 103 9188 76 63 57 3418 1282總移過的道數為：3+12+3+12+13+6+23+16+110=198平均尋道數為：198/9=22（道）34.哲學家就餐問題是一個經典的進程同步問題，該問題中描述有5個哲學家，他們的生活方式是交替地進展思考和進餐。哲學家們共用 一X圓桌，分別坐在周圍的椅子上。在圓桌上有5只碗和5支筷子，平時哲學家們進展思考，饑餓時便試圖取用其左、右兩邊的筷子，只 有在他拿到兩支筷

30、子時才能進餐。進餐完畢，放下筷子繼續思考。為了解決哲學家就餐問題，可以用一個信號量表示一支筷子，由 這5個信號量構成信號量數組：semaphore stick5;所有信號量初值為 1,第1個哲學家的活動算法可以推述如下：semaphore stick5=1,1,1,1,1;mai n() cobeg inPhilosopehr(O);Philosopehr(1);Philosopehr(2);Philosopehr(3);Philosopehr(4);Coend;Philosopehr(i nt I)While(true)思考；P(stickI);P(stick(l+1)%5);進餐；v(st

31、ickI;v(stick(I+1)%5);試問上述算法是否會發生死鎖？為什么？假設會發生死鎖，請給 出一個不會發生死鎖的哲學家就餐算法。34.答案上述算法可能發生死鎖。例如，5個哲學家幾乎同時饑餓而各自 拿起左邊的筷子時，使得5支筷子信號量均為0,當他們試圖去拿右 邊筷子時，都將因無筷子拿而無限期地等待下去。對于上述算法的死鎖問題有多種解決方法， 這里給出兩種解決方 案。方案一：用額外的信號量 mutex（初值為1）來控制對臨界資源的 使用。算法如下：Semaphore mutex=1;Philosopehr(i nt I)While(true)思考；P(mutex);P(stickl);P(

32、stick(l+1)%5);進餐；v(stickI;v(stick(I+1)%5);改良的算法實質上是對資源申請過程進展限制， 即要求一次申請 完所有的資源，也就是在申請兩個資源的過程中不被其他進程打斷。 且在系統滿足該進程要求之前別的進程無法申請資源，因而也就可以防止死鎖。方案二：對申請資源筷子的進程哲學家進展限制，要求 至多允許4個哲學家同時進餐，以保證至少有一個哲學家能夠拿到兩 支筷子進餐，最后總會進餐完畢并釋放他占有的兩支筷子， 以使其他 哲學家可以進餐。算法如下：Semaphore s=4; /用于控制同時進餐的人數Philosopehr(i nt I)While(true)思考；P

33、(s);P(stickl);P(stick(l+1)%5);進餐；v(stickI;v(stick(I+1)%5);v(s);16. 在一個系統中采用分頁存儲管理，頁的大小為 4KB，允許用戶 進程的存儲映像最大為16頁，物理內存共有512內存塊，試問：虛 擬地址存放器和內存地址存放器的長度各是多少位？答：1頁的大小為4KB=212B,頁面數為16=24，所以虛擬地址 存放器需要12+4=16位。2頁的大小為4KB=212B,物理塊數為512=29，所以內存地址存放器需要12+9=21位。17. 考慮一個由8個頁面、每頁1024字節組成的存儲空間，把它映 射到容量為32個物理塊的存儲器中，試問

34、邏輯地址和物理地址分別 是多少位？為什么？答：因為每頁大小為1024字節，故頁內地址需要10個二進制 位描述；作業的邏輯地址有8頁，頁號需要3個二進制位。由此可知, 物理地址共需要15位。word因為每個物理塊與頁大小一樣，即大小為 1024字節，故塊內地 址需要10個二進制位描述；內存空間容量為32塊，塊號需要個二進 制位。由此可知，物理地址共需要 15位。18. 假定某頁式存儲器管理系統中，主存為 128KB，分為32塊，塊 號為0、1、2、3、.、31;某作業有5塊，其頁號為0、1、2、3、 4,被分別裝入主存的3、& 4、6、9塊中。有一邏輯地址為3,70。 試求出相應的物理地址其中方括號中的第一個元素為頁號， 第二個 元素為頁內地址，按十進制計算，并畫圖說明地址變換過程。答：由可得，塊大小為 128KB/32=4KB,因為塊與頁面大小一樣， 因此每頁大小為4KB。再由題目可知，第3頁被裝入到主存第6塊中，故邏輯地址3,70 對應的物理地址為：4KB*6+70=24646。其地址變換過程如如下圖：頁號3頁內地址70頁號塊號0119. 在某段式存儲管理系統中，有一作業共 4段，段號分別