《操作系统》试题库-综合题

1、设有三个进程，它们的提交时间及运行时间如下表，若采用短进程优先调度策略，试给出进程串行运行时的调度次序及平均周转时间。

作业提交时间运行时间J1 0 4J2 2 8J3 3 5答：进程提交时间开始时间完成时间周转时间J1 0 0 4 4J2 2 9 17 15J3 3 4 9 6平均周转时间＝(4＋15＋6)/3＝25/3＝8.33各进程的调度次序： J1，J3，J22、设有三道作业，它们的提交时间及运行时间如下表，若采用短作业优先调度策略，试给出作业单道串行运行时的调度次序及平均周转时间。

(8分)作业提交时间(单位：基本时间单位) 运行时间(单位：基本时间单位)J1 J2 J3 023745作业提交时间开始时间完成时间周转时间J1 0 0 7 7J2 2 7 11 4J3 3 11 16 13平均周转时间＝(7＋9＋13)/3＝29/3＝9.67 (4分)各作业的调度次序：(3分)3、假定在单CPU条件下，有A，B，C，D四个作业依次到达（后面的作业依次比前一作业迟到一个时间单位）。

四个作业分别需要运行11，6，2和1个时间单位，如果系统采用FCFS的调度算法，请计算：（1）各作业的周转时间（2）系统此时的平均周转时间；（3）各作业的带权周转时间；（4）系统此时的平均带权周转时间；解答:作业作业到达时间运行时间完成时间周转时间带权周转时间A 0 11 11 11 1B 1 6 17 16 2.67C 2 2 19 17 8.5D 3 1 20 17 17平均周转时间T= 15.25平均带权周转时间 W= 7.294、假设在单处理机上有五个（1,2,3,4,5）进程争夺运行，其运行时间分别为10、1、2、1、5（秒），其优先级分别为4、1、3、5、2；在某时刻这五个进程按照1,2,3,4,5的顺序同时到达。

试回答：(1)给出这些进程分别使用轮转法（时间片为2秒）、非剥夺优先级调度法时的运行进度表。

(2)在上述各算法的调度下每个进程的周转时间和等待时间为多少？解答：(1)轮转法运行进度表：P1 P2 P3 p4 P5 P1 P5 P1 P5 P10 2 3 5 6 8 10 12 14 15 19非剥夺优先级调度法运行进度表：P4 P1 P3 P5 P20 1 11 13 18 193 2 5 34 1 6 55 5 15 6+2+2=10非剥夺优先级调度法周转时间和等待时间:作业优先级调度顺序运行时间（小时）周转时间(小时) 等待时间(小时)1 42 10 11 12 1 5 1 19 183 3 3 2 13 114 5 1 1 1 05 2 4 5 18 135、画出进程的五种状态变化图，并说明状态变化原因。

答：变化原因在图上说明。

6、某车站售票厅，任何时刻最多可容纳20名购票者进入，当售票厅中少于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PV（或wait和signal）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)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)。

(3)根据所定义的信号量，把应执行的PV（或wait和signal）操作填入下述括号中，以保证进程能够正确地并发执行。

Buy i(I=1，2，……){Do{进入售票厅；（）购票；（）退出；}while(1)}解答：(1)定义一信号量S，初始值为20。

(1分)意义：S>0 S的值表示可继续进入售票厅的人数(1分)S=0 表示售票厅中已有20名顾客(购票者) (1分)S<0 |S|的值为等待进入售票厅的人数(1分)(2) S的最大值为20 (1分)S的最小值为20－n (1分)(3) 上框为P(S) (1分)下框为V(S) (1分)注：信号量的符号可不同(如写成t)，但使用时应一致(即上述的s全应改成t)。

7、现为某临界资源设一把锁w，当w＝1时，表示关锁，w＝0时，表示锁已打开，试写出开锁和关锁的原语，并说明如何利用它们去控制对该临界资源的互斥访问？(7分)① 开锁原语unlock(w)如下：unlock(w)：w：＝0关锁原语lock(w)如下：Lock(w)：L: if w＝1 then go to L eelse w：＝1；(4分)② 可设临界段cs放在两者之间来实现互斥，即Lock(w)；cs；unlock(w) (3分)8、有两个用户进程A和B，在运行过程中都要使用系统中的一台打印机输出计算结果。

(1)试说明A、B两进程之间存在什么样的制约关系？(2)为保证这两个进程能正确地打印出各自的结果，请用信号量和P、V操作写出各自的有关申请、使用打印机的代码。

要求给出信号量的含义和初值。

解答：(1) A、B两进程之间存在互斥的制约关系。

因为打印机属于临界资源，必须一个进程使用完之后另一个进程才能使用。

(2分)（2）mutex：用于互斥的信号量，初值为1。

（2分）进程A 进程B... ...P(mutex) P(mutex)申请打印机申请打印机使用打印机使用打印机V(mutex) V(mutex)... ...9、进程process_A 进行计算后通过进程process_B输出，这两个并发进程的程序如下：int Count=0;process_A(){ do{ Count = Count + 10}while(1)}process_B(){ do{ print(Count)Count =0;}while(1)}请回答：(1) 指出这两个并发进程的临界区。

(2) 指出它们并发执行时可能出现的与时间有关的错误。

(3) 用信号量机制进行管理，写出它们能正确并发执行的程序。

解答：(1) 临界区为process_A()：Count = Count + 10，process_B()：print(Count) Count =0;（2）错误顺序（不是唯一的）① print(Count)② Count = Count + 10③ Count =0;（3）实现同步信号量：S1＝1(含义不清)，S2＝0；信号量：mutex＝1；int Count=0;process_A(){ do{ wait(S1)wait(mutex);Count = Count + 10Signal(mutex)Signal(S2)}while(1)}process_B(){ do{ wait(S2)wait(mutex);print(Count)Count =0;Signal(mutex)Signal(S1)}while(1)}10、有一个阅览室，共有100个座位，读者进入时必须先在一张登记表上登记，该表为每一座位列一表目，包括座号和读者姓名等，读者离开时要消掉登记的信息，试问：（？）（1）为描述读者的动作，应编写几个程序，设置几个进程？（2）试用PV操作描述读者进程之间的同步关系。

答：读者的动作有两个，一是填表进入阅览室，这时要考虑阅览室里是否有座位；一是读者阅读完毕，离开阅览室，这时的操作要考虑阅览室里是否有读者。

读者在阅览室读书时，由于没有引起资源的变动，不算动作变化。

算法的信号量有三个：seats——表示阅览室是否有座位（初值为100，代表阅览室的空座位数）；readers——表示阅览室里的读者数，初值为0；用于互斥的mutex，初值为1。

读者进入阅览室的动作描述getin：while(TRUE){P (seats); /*没有座位则离开*/P（mutex） /*进入临界区*/填写登记表;进入阅览室读书;V（mutex） /*离开临界区*/V（readers）}读者离开阅览室的动作描述getout：while(TRUE){P（readers） /*阅览室是否有人读书*/P（mutex） /*进入临界区*/消掉登记；离开阅览室；V（mutex） /*离开临界区*/V（seats） /*释放一个座位资源*/}11、假定进程A负责为用户作业分配打印机，进程B负责释放打印机，系统中设立一个打印机分配表如下，由各个进程共用。

试用P，V操作实现两进程对分配表的互斥操作。

解答: 设一个互斥信号量mutex，其初值为1。

P1（分配进程）和P2（释放进程）的临界区代码可按下述形式组成：P（mutex）； P（mutex）；分配打印机；释放打印机；（读写分配表）（读写分配表）V（mutex）； V（mutex）；12、设系统中只有一台打印机，有二个用户的程序在执行过程中都要使用打印机输出计算结果。

设每个用户程序对应一个进程。

问：这二个进程间有什么样的制约关系？试用P，V操作写出这二个进程使用打印机的算法。

解答: 因为打印机是一种临界资源，所以这二个进程只能互斥地使用这台打印机。

即一个用户的计算结果打印完后，另一个用户再打印，因此是互斥关系。

设两个进程分别为A和B，设一个互斥信号量mutex，其初值为1，其算法如下：A进程 B进程P（mutex）； P（mutex）；使用打印机；使用打印机；V（mutex）； V（mutex）；13、设P1，P2两进程共用一个缓冲区F，P1向F写入信息，P2则从F中读出信息。

问这两个进程间是什么样的制约关系？试用P，V操作写出这两个进程读写缓冲区的算法。

解答: A，B两进程间是同步关系，即A进程向Q写满信息后，B进程才能从Q中取走信息。

为此，设立两个信号量：empty：表示缓冲区Q为空（0为不空，1为空），初值为1，full：表示缓冲区Q为满（0为不满，1为满），初值为0。

算法如下：A进程： B进程：while(true){ while(true){P（empty）； P（full）；向Q写入信息；从Q中读出信息；V（full）； V（empty）；} }注：若信号量初值不同，算法有些不同。

如若empty和full的初值均为0，则A进程的算法中P(empty)语句应放在V(full)之后，即解法不惟一。

14、设A1，A2为两个并发进程，它们共享一临界资源，其临界区代码分别为CS1，CS2。

问这两个进程间是什么样的制约关系？试用P，V操作写出这两个进程共享临界资源的算法。

解答: 因为A，B两个进程是并发的，它们共享一个临界资源，所以两个进程间应互斥地进入临界区。

设立一个互斥信号量mutex，其初值为1。

具体算法如下：A进程： B进程：P（mutex）； P（mutex）；临界区代码Csa；临界区代码Csb；V（mutex）； V（mutex）；15、设有一台计算机，有一条I/O通道，接一台卡片输入机，卡片机把一叠卡片逐一输入到缓冲区Q1中，计算机从缓冲区Q1中取出数据再进行加工处理。