2013年夏考操作系统原理离线作业浙江大学远程教育学院《操作系统原理》课程作业第一次（第1、2章）应用题1.桌上有一个空盒，盒内只允许放一个水果。
妈妈轮流向盒内放桔子和苹果，儿子专等吃盒中的桔子，女儿专等吃盒中的苹果。
若盒内已有水果，放者必须等待，若盒内没有自己吃的水果，吃者必需等待。
试在下述类PASCAL程序中虚线位置分别填上信号量、信号量初值和P、V操作实现三个进程正确的并发执行。
var (信号量)﹎﹎﹎﹎﹎﹎S , S1 , S2﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎：semaphore：=(信号量初值) ﹎﹎﹎﹎﹎﹎1 , 0 , 0﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎；beginparbegin妈:beginrepeat準備﹎﹎P (S )﹎﹎向盒内放桔子﹎﹎V (S1 )﹎﹎﹎準備﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎向盒内放苹果﹎﹎V (S2)﹎﹎until falseend儿：beginrepeat﹎﹎﹎P (S1 )﹎﹎拿盒中的桔子﹎﹎﹎V (S)﹎﹎吃桔子until falseend女：beginrepeat﹎﹎P (S2 )﹎﹎拿盒中的苹果﹎﹎V (S)﹎﹎﹎吃苹果until false9/ 12013年夏考操作系统原理离线作业endparendend2.桌上有一个空盒，盒内只允许放一个水果。
爸爸争向盒内放苹果，妈妈争向盒内放桔子。
儿子等吃盒中的水果(苹果或桔子)，若盒内已有水果，放者必须等待，若盒内没有水果，吃者必需等待。
试在下述类PASCAL程序中虚线位置分别填上信号量、信号量初值和P、V操作实现三个进程正确的并发执行。
var (信号量)﹎﹎﹎﹎S1 , S2﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎：semaphore：=(信号量初值) ﹎﹎﹎﹎1 , 0﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎；beginparbegin爸：beginrepeat準備﹎﹎P(S1)﹎﹎﹎﹎﹎﹎向盒内放苹果﹎﹎V (S2)﹎﹎﹎﹎﹎until falseend妈: beginrepeat準備﹎﹎﹎P (S1 )﹎﹎﹎﹎﹎向盒内放桔子﹎﹎V (S2)﹎﹎﹎﹎until falseend儿：beginrepeat﹎﹎﹎P (S2 )﹎﹎﹎拿盒中的水果（苹果或桔子）﹎﹎﹎V (S1)﹎﹎﹎吃水果（苹果或桔子）until falseendparendend3.假定在一个处理机上执行以下五个作业：作业号到达时间运行时间(分)9/ 22013年夏考操作系统原理离线作业A 0 3B 1 5C 3 2D 9 5E 12 5画出采用SJF调度算法时调度图，并计算每个作业的周转时间和计算平均周转时间。
答：SJF(1) T=0 作业A到达, 调度作业A。
(2)T=3 作业A完成，作业B、C已到达，C运行时间短调度作业C(3) T=5作业 C完成，作业B已到达，调度作业B(4)T=10作业B完成，作业D已到达，调度作业D(5)T=15作业D完成，作业E已到达, 调度作业E0 12 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 13 14 15 16 17 18 19 20A CBDEE 平均 C B A D 程进到达时间 T 12 1 0 3 9 a35 5T运行时间 25 S3 20 10 5 15 T完成时间 f29 TSJF 周转时间 3 5.686q4. 假定在一个处理机上执行以下五个作业：) (分运行时间到达时间作业号A 0 7B 2 6C 3 9D 4 4E 6 6（各HRN写出采用（响应比高者优先）调度算法时选择作业号的次序和选择作业的依据作业的响应比）。
答：HRNA(1) T=0 作业到达A, 调度作业。
、D、、B作业(2) T=7 CE已到达，计算响应比：RPb=1+(7-2)/6=11/6; RPc=1+(7-3)/9=13/9;B 调度作业RPd=1+(7-4)/4=7/4; RPe=1+(7-6)/6=7/6;C作业(3) T=13E、D、已到达，计算响应比：9/ 32013年夏考操作系统原理离线作业RPc=1+(13-3)/9=19/9; RPd=1+(13-4)/20=13/4;RPe=1+(13-6)/6=13/6; 调度作业D.(4) T=17作业C、E已到达，计算响应比：RPc=1+(17-3)/9=23/9; RPe=1+(17-6)/6=17/6; 调度作业E(5) T=23 作业E已到达, 调度作业C(6) T=32作业C完成5.设系统中有三种类型的资源（A，B，C）和五个进程（P1，P2，P3，P4，P5），A资源的数量为17，B资源的数量为5，C资源的数量为20。
在T0时刻系统状态如下表。
回答下问题：该系统是否安全？若安全，请给出一个安全序列。
（提示：先要计算需求量Need和剩余资源数Available）最大请求资源数已分配资源数A B C A B CP1 5 5 9 2 1 2P2 5 3 6 4 0 2P3 4 0 11 4 0 5P4 4 2 5 2 0 4P5 4 2 4 3 1 4答：a.A已分配资源数为（2+4+4+2+3）=15，B已分配资源数为（1+0+0+0+1）=2，C已分配资源数为（2+2+5+4+4）=17。
A剩余资源数为（17-15）=2，B剩余资源数为（5-2）=3，C剩余资源数为（20-17）=3。
进最大请求资源已分配资源数还需资源数可用资源数序号程数回收后分配前C C A AB C B C C A B A B A B3 9 P1 13 345 5 5 9 7 11 7 2 4 1 24 1 P2 13 3 135 5 3 0 26 4 15 9 4 55 0 5 P36 5 15 4 4 5 0 0 11 20 13 0 171 1 P423 3 04 7 2 3 2 4 25 4 22 4P533111441127744T0时刻安全，安全序列如：P4，P5，P1，P2，P36. 设系统有4种类型的资源（A，B，C，D）和5个进程（P0，P1, P2, P3，P4）。
在T0时刻系统状态如下表。
若采用银行家算法，如在T0时刻是安全的，在T0时刻若进程P1请求资源（0，4，2，0），是否能实施资源分配？为什么？Allocation Max AvailableD B D A B C D C A B C A0 5 1 1 2 1 P0 0 1 0 0 1 05 0 0 1 0 7 1 P1 01 32 P2 534 569/ 42013年夏考操作系统原理离线作业P3 0 6 3 2 0 6 5 20 5 0 1 4 6 0 6 P4答：在T0时刻若进程P1请求资源（0，4，2, 0）P1-Req（0，4，2，0）<= P1-NEED（0, 7,5,0）P1-Req（0，4，2，0）<=Avai（1, 5, 2, 0）假设把资源（0，4，2，0）分配给P1，得到新状态T1：剩余资源数（1，1，0, 0）只能满足P0进程需要，无法满足其它任一进程需要，无法找到一个安全序列，进程P1请求资源（0，4，2，0）不能满足，进程P1要等待。
第二次（第3章）应用题1．在一个请求分页系统中，采用FIFO页面置换算法时，假如一个作业的页面访问顺序为4，3，2，1，4，3，5，4，3，2， l，5，当分配给该作业的物理块数M为4时，试试写出页面访问的过程，并计算访问中所发生的缺页次数和缺页率？解：FIFO置换算法页面走向物理块缺页中断用FIFO置换算法产生缺页次数次答：1. 解：FIFO置换算法该算法把表中物理块的页号按调入内存先后次序排序，即物理块呈管道状，如产生缺页，调人内存的页号从管道上面压入，被置换的页号从管道下面挤出。
如访问页面在内存，管道内页号次序不变。
9/ 52013年夏考操作系统原理离线作业页面走向 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 53 4 2 1 1 1 5 4 3 2 1 5 物理 4 3 2 2 2 1 5 4 3 2 1块 4 3 3 3 2 1 5 4 3 24 4 4 3 21 5 4 3√√√√√√缺页中断√√√√用FIFO置换算法产生缺页次数10次2.某采用页式存储管理的系统，假如系统分配给一个作业的物理块数为4，作业执行时依次访问的页为： 2，3，2，1，5，2，4，5，3，2，5，2。
采用LRU页面置换算法时，计算出程序访问过程中所发生的缺页过程和缺页次数。
解：LRU用LRU调度算法产生缺页次数次。
答：2.解：LRU算法访问页序列 2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 23 2 1 5 2 245 3 2 5 2理块物 2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 53 2 1 5 245 3 3331 1 244 4√√√√√缺页中断√用LRU调度算法产生缺页次数6次。
问答题1.试述在设有快表的分页存贮管理系统的地址变换机构和地址变换过程。
答：1．答：越界中断页表寄存器逻辑地址页表始址页表长度页号页内地址﹥6 / 9输入2寄．2013年夏考操作系统原理离线作业页号块号页号块号12快表页表物理地址给出有效地址（逻辑地址）后，系统将有效地址分离为页号和页内地址。
系统在CPU产生越如果页号大于页表寄存器中的页表长度，则访问越界，将页号与页表长度进行比较，界中断。
则确定所需要的页是否在快表中。
若是，地址变换机构又自动地将页号送入高速缓存，（逻辑地址）将有效地址送入物理地址寄存器；直接读出该页所对应的物理块号，与此同时，这样便完成了从逻辑地址到寄存器中页内地址直接装入物理地址寄存器的块内地址字段中，物理地址的变换。
则根据页表寄存器中的页表始址和页号计算出该页在若在快表中未找到对应的页表项，将此物理块号装入物理地址寄存器得到该页的物理块号，页表项中的位置，通过查找页表，把从页表中读出的页表项存入快同时，中，与有效地址寄存器中页内地址组合成物理地址；表中的一个寄存器单元中，以取代一个旧的页表项。
试述动态分区、分页和分段三种存储管理方案中如何实现信息的存储保护。
2.答：答：2.越界保护(1)在动态分区的保护的常用方法是由系统提供硬件：一对界限寄存器。
这可以是上界限寄存器、下界限寄存器，或者是基址寄存器、限长寄存器。
基址寄存器存放起始地址，作为重定位（地址映射）使用；限长寄存器存放程序长度，作为存贮保护使用。
给出有效地址（逻辑地址）后，系统将有效地址分离在分页存储管理方案中，在CPU如果页号大于页表长为页号和页内地址。
系统将页号与页表寄存器中的页表长度进行比较，度，则访问越界，产生越界中断。
给出有效地址（逻辑地址）后，系统将有效地址CPU在段式系统存储管理方案中，在进行TL和段内地址。
系统将逻辑地址中的段号S与段表寄存器中的段表长度分离为段号S，计算SLTL访问越界，产生越界中断信号。