操作系统部分习题参考答案

部分习题参考答案
第二章
书上习题
23．若缺少了signal(full)，由于full初值为0，消费者无法取产品；
当缓冲池全送满时，empty降为0，若缺少了signal(empty)，当缓冲池全取空时，由于empty仍然为0，生产者无法再送产品。

24．如果wait(full)和wait(mutex)互换位置，会造成当full=0时，若有消费者进程还对full执行wait操作，导致死锁。

28．设初值 empty=1, full=0
Precess1: begin
Repeat
Wait(empty)
Critical section
送数据
Signal(full)
Until false
End
Precess2: begin
Repeat
Wait(full)
Critical section
取数据
Signal(empty)
Until false
End
附加题：
1．
设信号量S 表示共享资源，初值为1
(模型图请参考课件)
2．
因为两个进程要协作完成一个任务，为了进程间的相互唤醒（即同步执行），对私用信号量的PV操作应成对出现在两个进程中。

3．供者A和用者B的同步关系模型:
设：
S1－表示Buf是否为空（0为不空，1为空）；
S2－表示Buf是否为满（0为不满，1为满）。

且初值为：S1＝1，S2＝0。

（注：与课件中的假设条件相反
课件中：设S1－表示Buf是否为满（0为不满，1为满）；
S2－表示Buf是否为空（0为不空，1为空）。

S1初值为０，S2的初值为1。

）
（这里，供者和用者要交换两个消息：缓冲区空和满的状态。

当空时，供者才能送数据；当满时用者才能取数据。

用者不能超前供者，供者不能往满的区中再送，避免覆盖掉前面的数据）
供者A 用者B
P（ S1） P（S2）
送信息到缓冲区，直到满。

取数据，直到空
V（S2） P（S1）
4．答：不能，因为他先对缓冲池执行了互斥操作。

（缓冲池的初值为1，执行P操作后为0）。

5. 答：不能，应该先对私用信号量执行P操作，再对公用信号量执行P操作，否则可能会引起死锁。

V操作的顺序没关系。

如：若先对mutex执行P操作，再对empty执行P操作，当执行到empty＝0时，再对mutex执行P操作，可以进入缓冲池，但由于这时empty已经为0，没有空的缓冲区可用，出现死锁，出不去又进不来。

6. 答：可以。

因为两个进程是并发进程，不满就可以送，不空就可以取。

但不论谁执行，都要先对缓冲池执行互斥操作。

7. 答：通过私用信号量 empty,和full。

已知初值empty=n, full=0 。

在生产者进程中对empty执行P操作，对full执行V 操作，当empty=0，full=n时，说明缓冲池满，不能再送；当消费者进程中的full＝0，而empty=n时，说明缓冲池空，不能再取。

第三章
1. 对下面的5个非周期性实时任务，按最早开始截止时间优先调度算法，以图示说明，应如何进行CPU 调度? (分“抢占式”和“非抢占式”)
进程 到达时间 执行时间 开始截止时间
A 10 20 110
B 20 20 20
C 40 20 50
D 50 20 90
E 60 20 70
答：
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
（1）非抢占方式
B(错过) C E D A
（2）抢占方式
B C E D A
可见，在采用非抢占调度方式时，系统没能保证B 任务对截止时间的要求。

2. 若有3个周期性任务，
任务A 要求每20ms 执行一次，执行时间为10ms ；
任务B 要求每50ms 执行一次，执行时间为10ms ；
任务C 要求每50ms 执行一次，执行时间为15ms ；
以图示说明，应如何按最低松弛度优先算法对它们进行CPU 调度？
任务执行 任务执行
答：
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
B1,C1 B2,C2 B3,C3
A1 A2 A3 A4 A5 A6
必须完成时间 A1 A2 A3 A4 A5
B1,C1 B2,C2
0 10 25 35 45 55 70 80 90 100
松弛度
A1=10 A2=5 A3=5 A4=0 A5=0 A6=10
B1=40 B1=15 B2=20 B3=40
C1=35 C3=35
B1=30 B1=5 B2=35 B2=10
C1=25 C2=30 A5=10
任务执行：
0 10 25 35 45 55 70 80 90 100
第四章
1. 解答：
（1）地址转换：
① 逻辑地址1023：
页号P ＝INT [1023/1024]=0, 页内地址为1023，查页表找到对应的物理块号为2，故物理地址为 2×1K ＋1023＝3071
② 逻辑地址2500：
页号P ＝INT [2500/1024]=2, 页内地址d = 452，查页表找到对应的物理块号为6，故物理地址为 6×1K ＋452＝6596
③ 逻辑地址3500：
页号P ＝INT [3500/1024]=3, 页内地址为428，查页表找到对应的物理块号为7，故物理地址为 7×1K ＋428＝7596
④ 逻辑地址4500：
页号P ＝INT [4500/1024]=4, 页内地址为404，因页号不小于页表长度，
到达时间
故产生越界中断。

（2）变换过程图：。

（略）
2.
地址变换过程：（参考教科书）
8×1024+100 = 8292
8×1024+500 = 8692
3. 在请求分页系统中，为什么说一条指令执行期间可能产生多次缺页中断？
在请求调页系统中，一条指令可能跨了两个页，而其中要访问的操作数可能与指令不在同一个页上，且操作数本身也可能跨两个页。

当要执行这类指令，而相应的页都不在内存时，就将产生多次缺页中断。

（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。