操作系统试题库
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200353. 某车站售票厅，任何时刻最多可容纳20名购票者进入，当售票少于20名购票者时，则厅外的购票者可立即进入，否则需在外面等待。若把一个购票者看作一个进程，请回答下列问题：
（1）用P、V操作管理这些并发进程时，应怎样定义信号量？写出信号量的初值以及信号量各种取值的含义。
（2）根据所定义的信号量，把应执行的P、V操作填入下述程序中，以保证进程能够正确地并发执行。
Cobegin PROCESS Pi(i=1,2,…)
Begin
进入售票厅；
购票；
退出；
End;
Coend
(3)若欲购票者最多为n个人，写出信号量可能的变化范围（最大值和最小值）。
此题答案为：售票厅问题解答如下：
（1）定义一信号量S，初始值为20。
S>0 S的值表示可继续进入售票厅的人数；
S=0 表示售票厅中已有20名购票者；
S<0 |S|的值为等待进入售票厅中的人数。
（2）上框为P(S)，下框为V(S)。
（3）S的最大值为20，S的最小值为20－N，N为某一时刻需要进入售票厅的最多人数。
此题难度等级为：A
200354. 已经系统中有四个缓冲池M0，M1，M2，M3。其容量分别为3、2、3、2，现各缓冲区分别存在0、1、0、2个数据。现同时有四个进程P0、P1、P2、P3分别在各缓冲区间不断地移动数据（见图3.5）。例如，P0进程从M0向M1移动数据。试用信号量及其P、V（或signal，wait）操作及类Pasic/C语言描述各进程之间的同步关系，并给出各信号量的含义和初值。
此题答案为：缓冲池各问题解答如下：
（1）互斥信号量和初值
M(0)=1，M(1)=1，M(2)=1，M(3)=1，
（2）同步信号量
Full(i)表示buffer(i)是否有数据；
初值为full(0)=0，full(1)=1，full(2)=0，full(3)=2； Empty(i)表示buffer(i)是否有空间；
初值为empty(0)=3，empty(1)=1，empty(2)=3，empty(3)=0
（3）进程i的程序
Process Proc(i)
{ p(full(i));
p(empty(i+1) mod 5);
p(m(i));
move;
v(m(i));
v(m(full(i+1) mod 5));
v(empty (i));
}
此题难度等级为：A
200356. 设有两个优先级相同的进程P1和P2如下，信号量S1和S2的初值均为0。试问P1、P2并发执行结束后，x=?,y=?,z=?
Y:=1;
Y:=y+2;
V(S1);
Z:=y+1;
P(S2);
Y:=z+y;
＜进程P2＞
X:=1;
X:=x+1;
P(S1);
X:=x+y;
V(S2);
Z:=x+z; 此题答案为：答：因为P1和P2是两个并发进程，所以进程调度程序调度P1 和P2的顺序是不确定的。
这里不妨假设P1先执行。进程P1执行到语句P(S2)时，S2＝－1，进程P1阻塞。此时y=3,z=4。当进程调度程序调度到进程P2时，由于进程P1已执行了V(S1)，进程P2在执行P(S1)时并未阻塞而继续执行，当执行到 V(S2)时，将P1唤醒，然后执行最后一个语句z:=x+z，此时x=5,z=9。当进程P1再次被调度时，继续执行P1的最后一个语句，此时y=12，最终结果是：x=5,y=12,z=9。
如果当P2进程执行到 V(S2)时，将P1唤醒，然后P2进程被中断，此时x=5,y=3,z=4。P1进程开始执行然后执行最后一个语句y:=z+y，此时x=5,y=3,z=7。然后P2进程被调度，执行z:=x+z，此时x=5,y=3,z=12。
如果P2先执行，则执行结果与上面相同。
此题难度等级为：D
200362. 在批处理系统、分时系统和实时系统中，各采用哪几个进程（作业）调度算法？
此题答案为：答：（1）批处理系统中的作业调度算法有：先来先服务算法（FCFS）、短作业优先算法（SJF）、优先级调度算法（HPF）和高响应比优先算法（RF）。批处理系统的进程调度算法有：先进先出算法（FIFO）、短进程优先算法（SPF）、优先级调度算法（HPF）和高响应比优先算法（RF）。
（2）分时系统中只设有进程调度（不设作业调度），其进程调度算法只有轮转法（RR）一种。
（3）实时系统中只设有进程（不设作业调度），其进程调度算法调度有：轮转法、优先级调度算法。前者适用于时间要求不严格的实时系统；后者用于时间要求严格的实时系统。后者又可细分为：非抢占式优先级调度、抢占式优先级调度、基于时钟中断的抢占式优先级调度。
注意，一个纯粹的实时系统是针对特定应用领域设计的专用系统。作业提交的数量不会超过系统规定的多道程序的道数，因而可全部进入内存。若将实时系统与批处理系统结合的话，就可以让作业量超过多道程序道数，使优先级低的作业呆在外存的后备队列上。
此题难度等级为：A
200372. 假设系统中有5个进程，它们的到达时间和服务时间见下表1，忽略I/O以及其他开销时间，若按先来先服务（FCFS）、非抢占的短作业优先和抢占的短作业优先三种调度算法进行CPU调度，请给出各个进程的完成时间、周转时间、带权周转时间、平均周转时间和平均带权周转时间，完成表2。
表1 进程到达和需要服务时间
进程 到达时间 服务时间
A 0 3
B 2 6
C 4 4
D 6 5
E 8 2
表2 进程的完成时间和周转时间
进程 A B C D E 平均 FCFS 完成时间
周转时间
带权周转时间
SPF(非抢占) 完成时间
周转时间
带权周转时间
SPF(抢占) 完成时间
周转时间
带权周转时间
此题答案为： 表2 进程的完成时间和周转时间
进程 A B C D E 平均
FCFS 完成时间 3 9 13 18 20
周转时间 3 7 9 12 12 8.6
带权周转时间 1.00 1.17 2.25 2.40 6.00 2.56
SPF(非抢占) 完成时间 3 9 15 20 11
周转时间 3 7 11 14 3 7.6
带权周转时间 1.00 1.17 1.75 2.80 1.50 1.84
SPF(抢占) 完成时间 3 15 8 20 10
周转时间 3 13 4 14 2 7.2
带权周转时间 1.00 2.16 1.00 2.80 1.00 1.59
此题难度等级为：A
200377. 一个逻辑空间最多可有64个页，每页1KB字节。若把它映射到由32个物理块组成的存储器。问：（1）有效的逻辑地址由多少位？（2）有效的物理地址由多少位？
此题答案为：答：一个逻辑空间有64个页，每页1KB字节。若把它映射到由32个物理块组成的存储嚣。64＝26，则：
（1）逻辑地址有16位。
（2）物理地址有15位。
说明：解此题的关键是要知道在分页管理中，"页"和"块"是一样大小的，这样才知道物理存储器是32KB。
此题难度等级为：B
200380. 在某分页系统中，测得CPU和磁盘的利用率如下，试指出每种情况下的问题和措施。 （1）CPU的利用率为15%，磁盘利用率为95%。
（2）CPU的利用率为88%，磁盘利用率为3%。
（3）CPU的利用率为13%，磁盘利用率为5%。
此题答案为：答：在某分页虚存系统中，在题中的CPU和磁盘的利用率的情况下，出现的问题和应采取的措施如下：
（1）可能已出现了抖动现象，应减少系统的进程数。
（2）系统比较正常，可考虑适当增加进程数以提高资源利用率。
（3）CPU和磁盘的利用率都较低，必须增加并发进程数。
此题难度等级为：A
200381. 对访问串：1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5，指出在驻留集大小分别为3，4时，使用FIFO和LRU替换算法的缺页次数。结果说明了什么？
此题答案为：答：首先采用FIFO，当m=3时，缺页次数＝9，当m=4时，缺页次数＝10。
采用LRU算法，当m=3时，缺页次数＝10；当m=4时，缺页次数＝8。
结果说明：FIFO有Belady奇异现象，即不满足驻留集增大，缺页次数一定减小的规律；另外在m=3时，LRU的缺页次数比FIFO要多，所以LRU算法并不总优于FIFO，还要看当前访问串的特点。
此题难度等级为：C
200389. 一个分页存储器的页表存放在内存。
（1）若内存的存取周期为0.6ms，则CPU从内存取一条指令（或一个操作数）需多少时间？
（2）若使用快表且快表的命中率为75%，则内存的平均存取周期为多少？
此题答案为：答：一个分页存储器的页表存放在内存
（1）因为页表放在内存，故取一条指令（或一个操作数）须访问两次内存，所以需0.6ms×2=1.2ms的时间。
