操作系统应用题2(解答)

1. 设有一台计算机，有两条I/O 通道，分别接一台卡片输入机和一台打印机。卡片机把一叠卡片逐一输入到缓冲区B1中，加工处理后在搬到缓冲区B2中，并在打印机上印出，问： ①系统要设几个进程来完成这个任务？各自的工作是什么？ ②这些进程间有什么样的相互制约关系？ ③用P 、V 操作写出这些进程的同步算法。

解：

①系统可设三个进程来完成这个任务：R 进程负责从卡片输入机上读入卡片信息，输入到缓冲区B1中；C 进程负责从缓冲区B1中取出信息，进行加工处理，之后将结果送到缓冲区B2中；P 进程负责从缓冲区B2中取出信息，并在打印机上印出。

②R 进程受C 进程影响，B1放满信息后R 进程要等待——等C 进程将其中信息全部取走，才能继续读入信息；C 进程受R 进程和P 进程的约束：B1中信息放满后C 进程才可从中取出它们，且B2被取空后C 进程才可将加工结果送入其中；P 进程受C 进程的约束：B2中信息放满后P 进程才可从中取出它们,进行打印。 ③信号量含义及初值：

B1full —— 缓冲区B1满，初值为0；（B1full ＝1表示B1满） B1empty ——缓冲区B1空，初值为1；（B1empty ＝1表示B1空） B2full —— 缓冲区B2满，初值为0；（B2full ＝1表示B21满） B2empty ——缓冲区B2空，初值为1；（B2empty ＝1表示B2空）

R 进程 C 进程 P 进程

2、现有一个作业，在段式存储管理的系统中已为其主存分配，建立的段表内容如下：

计算逻辑地址（2，15），（0，60），（3，18）的绝对地址是多少？ 注：括号中第一个元素为段号，第二个元素为段内地址。

解：

段式存储管理的地址转换过程为：（1）根据逻辑地址中的段号查段表的相应栏目；（2）根据段内地址<段长度，检查地址是否越界；（3）若不越界，则绝对地址=该段的主存起始地址+段内地址。

逻辑地址（2，15）查段表得段长度为20，段内地址15<20，地址不越界，段号2查表得段首地址为480，于是绝对地址为480+15=495。

逻辑地址（0，60）查段表得段长度为40，段内地址60>40，地址越界，系统发出“地址越界”中断。

逻辑地址（3，18）查段表得段长度为20，段内地址18<20，地址不越界，段号3查表得段首地址为370，于是绝对地址=370+18=388。

3．若干个等待访问磁盘者依次要访问的柱面为20，44，40，4，80，12，76，假设每移动一个柱面需要3毫秒时间，移动臂当前位于40号柱面，请按下列算法分别计算为完成上述各次访问总共花费的寻找时间。 （1）先来先服务算法； （2）最短寻找时间优先算法。

解（1）3毫秒×292=876毫秒（2）3毫秒×120=360毫秒

（注：各算法使移动臂的移动次序和移动的柱面数如下：

（1）40 → 20 → 44 → 40 → 4 → 80 → 12 → 76

（20）（24）（4）（36）（76）（68）（64）共移动292柱面

（2）40 → 44 → 20 → 12 → 4 → 76 → 80

（4）（24）（8）（8）（72）（4）共移动120柱面

4．某系统中有10台打印机，有三个进程P1，P2，P3分别需要8台，7台和4台。若P1，P2，P3已申请到4台，2台和2台。试问：按银行家算法能安全分配吗？请说明分配过程。

解：系统能为进程P3分配二台打印机。因为尽管此时10台打印机已分配给进程P1 4台，P22台和P34台，全部分配完，但P3已分配到所需要的全部4台打印机，它不会对打印机再提出申请，所以它能顺利运行下去，能释放占用的4台打印机，使进程P1，P2均可能获得乘余的要求4台和5台，按银行家算法是安全的。

5．用PV操作解决读者写者问题的正确程序如下：

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-1

if rc=0 thenV(S);

V(Sr);

end ;

PROCESS Writer j (j=1,2…)

begin P(S);

Write file;

V(S)

end;

coend ;

end;

请回答：（1）信号量 Sr的作用；（2）程序中什么语句用于读写互斥，写写互斥；（3）若规定仅允许5个进程同时读怎样修改程序？

解（1）Sr用于读者计数rc的互斥信号量；

（2）if rc=1 then P（S）中的P（S）用于读写互斥，写者进程中的P（S）用于写写互斥，读写互斥。

（3）程序中增加一个信号量S5，初值为5，P（S5）语句加在读者进程P（Sr）之前，V（S5）语句加在读者进程第2个V（Sr）之后。

6. 判断下面的同步问题的算法是否正确？若有错，请指出错误原因并予以改正。

设A、B两进程共用一个缓冲区Q，A向Q写入信息，B则从Q读出信息，算法框图如图所示。

B

向Q

解：这个算法不对。

因为A、B两进程共用一个缓冲区Q，如果A先运行，且信息数量足够多，那么缓冲区Q中的信息就会发生后面的冲掉前面的，造成信息丢失，B就不能从Q中读出完整的信息。

进行改正：

A、 B两进程要同步使用缓冲区Q。为此，设立两个信号量：

empty表示缓冲区Q为空，初值为1；

full表示缓冲区Q为满，初值为0。

算法框图如图所示。

向Q从Q

7.有三个用户进程A、B和C，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、C进程之间存在什么样的制约关系？

(2)为保证这三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：

(1) A、B、C三个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）mutex：用于互斥的信号量，初值为1。

各进程的代码如下：

进程A 进程B 进程C

... … ...

... … ...

P(mutex) P(mutex) P(mutex)

申请打印机申请打印机申请打印机

使用打印机使用打印机使用打印机

V(mutex) V(mutex) V(mutex)

… … …

8. 假定在某移动臂磁盘上，刚刚处理了访问75号柱面的请求，目前正在80号柱面读信息，并且有下述请求序列等待访问磁盘：

请求序列： 1 2 3 4 5 6 7 8

欲访问柱面号： 160 40 190 188 90 58 32 102

试用：(1)电梯调度算法

(2)最短寻找时间优先算法

分别列出实际处理上述请求的次序。

解(1)电梯调度算法:由”刚刚处理了访问75号柱面的请求，目前正在80号柱面读信息”可知:初始磁头前进的方向是:”从小到大”