操作系统经典习题+解释

●假定一个阅览室最多可容纳100人，读者进入和离开阅览室时都必须在阅览室门口的

一个登记表上进行登记，而且每次只允许一人进行登记操作，请用记录型信号量机制实现上述问题的同步。

定义信号量sum,mutex，初值分别为100，1。（3分）则第i个读者的活动描述为：procedure P i(i=1,2,3……)

begin

wait(sum);

wait(mutex);

登记；

signal(mutex);

进入阅览室；

阅读;

wait(mutex);

登记；

signal(mutex);

离开阅览室；

signal(sum);

end

●请用信号量解决以下的“过独木桥”问题：同一方向的行人可连续过桥，当某一方向

有人过桥时，另一方向的行人必须等待；当某一方向无人过桥时，另一方向的行人可以过桥。

将独木桥的两个方向分别标记为A和B；并用整形变量countA和countB分别表示A、B 方向上已在独木桥上的行人数，初值为0；再设置三个初值都1的互斥信号量：SA用来实现对countA的互斥访问，SB用来实现对countB的互斥访问，mutex用来实现两个方向的行人对独木桥的互斥使用。则具体描述如下：

Var SA,SB,mutex:semaphore:=1,1,1;

CountA,countB:integer:=0,0:

begin

parbegin

process A: begin

wait(SA);

if(countA=0) then wait(mutex);

countA:=countA+1;

signal(SA);

过独木桥；

wait(SA);

countA:=countA-1;

if (countA=0) then signal(mutex);

signa(SA);

end

process B: begin

wait(SB);

if(countB=0) then wait(mutex);

countB:=countB+1;

signal(SB);

过独木桥；

wait(SB);

countB:=countB-1;

if (countB=0) then signal(mutex);

signa(SB);

end

parend

end

设公共汽车上，司机和售票员的活动分别是：

司机的活动：启动车辆；正常行车；到站停车；

售票员的活动：关车门；售票；开车门；

请用记录型信号量机制实现上述问题的同步。

Var s1,s2:semaphore:=0,0;/*s1表示是否允许司机启动汽车，s2表示是否允许售票员开门*/

begin

parbegin

driver: begin

repeat

wait(s1);

启动车辆；

正常行车；

到站停车；

signal(s2);

until false;

end

busman: begin

repeat

关车门；

signal(s1);

售票；

wait(s2);

开车门；

上下乘客；

until false;

end

parend

end

有三个进程PA、PB和PC合作解决文件打印问题：PA将文件记录从磁盘读入主存的缓冲区1，每执行一次读一个记录；PB将缓冲区1的内容复制到缓冲区2，每执行一次复制一个记录；PC将缓冲区2的内容打印出来，每执行一次打印一个记录。缓冲区的大小等于一个记录大小。解释P、V操作的含义，并用P、V操作来保证文件的正确打印。（1）P、V操作是两条原语，定义如下：

P操作：P操作记为P(S)，其中S为一信号量，它执行时主要完成下述动作：

S=S-1

若S>=0，则进程继续运行。

若S<0，则该进程被阻塞，并将它插入该信号量的等待队列中。

V操作：V操作记为V(S)，其中S为一信号量，它执行时主要完成下述动作：

S=S+1

若S>0，则进程继续运行。

若S<=0，则从信号量的等待队列中移出队首进程。使其变为就绪状态。

（2）描述如下：

Var empty1,empty2,full1,full2:semaphore:=1,1,0,0;

begin

parbegin

process1: begin

repeat

从磁盘读一个记录；

P(empty1);

将记录存入缓冲区1；

V(full1);

until false;

end

process 2: begin

repeat

P(full1);

从缓冲区1取出纪录；

V(empty1);

P(empty2);

将记录存入缓冲区2；

V(full2);

until false;

end

process 3: begin

repeat

P(full2);

从缓冲区2取出纪录； V(empty2); 打印记录； until false;

end

parend

● 假如一个程序的段表如下，其中存在位为1表示段在内存，对于下面指令，在执行时

会产生什么样的结果。

R

40

5000

4

R 80800013E 200300012R 30100011W 10050000存取控制段长内存始址存在位段号

(1)STORE R1,[0,70] (2)STORE R1,[1,20]

(3)LOAD R1,[3,50] (4)LOAD R1,[3,100] (5)JMP [2,150]

(1)由于第0段的存在位为0，表示该段未装入内存，因此产生缺段中断。

(2)从段表第1项可看到，指令中逻辑地址合法，段也已经在内存，但存取控制字段不符，故产生保护性中断信号。

(3)逻辑地址合法，存取方式合法，形成物理地址8050后，执行指定操作。 (4)逻辑地址中段内地址超长，产生越界中断信号。

(5)逻辑地址及访问方式合法，形成物理地址3150，指令执行后，将条转到内存单元3150处继续执行。

● 现有一请求分页的虚拟存储器 , 内存最多容纳 4 个页面 , 对于下面的引用串：

1,2,3,4,5,3,4,1,6,7,8,7,8,9,7,8,9,5,4,5,4,2

分别采用 FIFO, LRU, OPT 页面替换算法 , 各将产生多少次缺页中断 ?

3. FIFO:

1

2

3

4

5

3

4

1

6

7

8

7

8

9

7

8

9

5

4

5

4

2