操作系统练习题

四十一、在UNIX系统中运行下面程序，最多可产生多少个进程?画出进程家族树。

P249main(){fork()；fork()；fork()；}[分析及相关知识]系统调用fork的功能是创建一个新进程，新进程运行与其创建者一样的程序，新创建的进程称为子进程，调用fork的进程称为父进程，父子进程都从fork调用后的那条语句开始执行。

当程序执行时，若所有进程都能成功地执行系统调用fork，则会产生最多数目的进程。

为了描述方便起见，将开始执行时的进程称为A进程，此时程序计数器PC，指向第一个fork调用。

main(){fork()； /* ←PC，进程A*／fork()：fork()；}当进程A成功地执行完第一个fork调用时，它创建了一个子进程，将此子进程称为进程B。

此时，进程A、B的程序计数器PC指向第二个fork调用，进程A派生了1个子孙进程．main(){fork()：fork()； /* ←PC，进程A*／fork()；}main(){fork()；fork()； /* ←PC，进程B*／fork()；}当进程A、B成功地执行完第二个fork调用时，它们分别创建了一个子进程，将这些子进程分别称为进程C、D．此时，进程A、B、C、D的程序计数器PC指向第三个fork调用，进程A派生了3个子孙进程。

main(){fork()；fork()；fork()； /* ←PC，进程A*／}main(){fork()；fork()；fork()； /* ←PC，进程B*／}main(){fork()；fork()；fork()； /* ←PC，进程C*／)main(){fork()；fork()；fork()； /* ←PC，进程D*／)当进程A、B、C、D成功地执行完第三个fork调用时，它们分别创建了一个子进程，将这些子进程分别称为进程E、F、C、H．此时，进程A、B、C、D、E、F、G、 H的程序计数器PC指向程序结束处，进程A派生了7个子孙进程。

main(){fork()；fork()；fork()；} /* ←PC，进程A*／main(){fork()；fork()；fork()；) /* ←PC，进程B*／main(){fork()；fork()：fork()；} /* ←PC，进程C*／main(){fork()；fork()；fork()；} /* ←PC，进程D*／main(){fork()；fork()；fork()：} /* ←PC，进程E*／main(){fork()；fork()；fork()；} /* ←PC，进程F*／main(){fork()；fork()；fork()；) /* ←PC，进程G*／main(){fork()；fork()；fork()；} /* ←PC，进程H*／进程家族树是一棵有向树，有向树的节点代表进程，由进程P指向进程Q的边表示由进程P创建了进程Q．我们称进程P是进程Q的父进程，进程Q是进程P的子进程，这样便形成了进程树。

解：从上面的分析过程可以看出，执行第一个fork调用时，进程A创建了进程B；执行第二个fork调用时，进程A创建了进程C，进程B创建了进程D：执行第三个fork调用时，进程A创建了进程E，进程B创建了进程F，进程C创建了进程G，进程D创建了进程H。

因此，在UNIX系统中运行题目中的程序，最多可产生7个进程，其进程家族树如图8.26所示。

1、进程调度又称为低级调度，其主要功能是（）A 选择一个作业调入内存B 选择一个主存中的进程调出到外存C 选择一个外存中的进程调入到主存D 将一个就绪的进程投入运行2、下列进程调度算法中，进程可能会长期得不到调度的情况是（）A 先来先服务调度算法B 抢占式静态优先权法C 时间片轮转调度算法D 非抢占式动态优先权法下列属于预防死锁的方法是（）A 剥夺资源法B 资源分配图简化法C 资源互斥使用D 银行家算法下列属于检测死锁的方法是（）A 银行家算法B 撤销进程法C 资源静态分配法D 资源分配图简化法为了照顾紧迫性作业，应采用（）A 先来先服务调度算法B 短作业优先调度算法C 时间片轮转调度算法D 优先权调度算法设某多道系统，有磁带机2台，打印机1台，采用资源的静态分配法（假设作业获得资源后才允许进入内存）以及短作业优先调度算法和先来先服务进程调度算法。

忽略I/O时间，现有作业序列如下，求5个作业完成的时间作业名到达时间计算时间需磁带机需打印机J1 8:00 25分钟1台1台J2 8:20 15分钟0台1台J3 8:20 20分钟1台0台J4 8:30 20分钟1台0台J5 8:35 10分钟1台1台设某多道系统,有供用户使用的内存空间为200K,磁带机2台,打印机1台,系统采用可变分区管理方式,对磁带机、打印机采用静态分配，并忽略I/O时间，现有一作业序列如下：作业到达时间计算时间要求主存量申请磁带机数申请打印机数J1 8:00 25分钟30K 1台1台J2 8:20 15分钟60K 0台1台J3 8:20 20分钟120K 1台0台J4 8:30 20分钟40K 1台0台J5 8:35 10分钟20K 1台1台设作业调度采用短作业优先,且优先分配主存低地址区域,且不能移动内存中的作业,内存中的作业采用平分CPU时间,则作业调度的次序是:J1->j3->j4->j5->j2作业开始时间结束时间J1 8:00 8:30J3 8:20 9:00J4 8:30 9:10J5 8:35 9:15J2 8:20 9:30设某任务被分为大小相等的4段，系统为每段建立了一个由8个页表项的页表，设页面大小为2KB，问（1）每段最大尺寸为多少？（2）逻辑地址空间多大？（3）逻辑地址格式是什么？（4）设该任务访问到物理单元为00021ABCH中的一个数据，则该系统的物理地址空间最大为多少？解：（1）2*8=16KB（2）16*4=64KB（3）判断：请求分页管理系统，若把页面大小增加一倍，则缺页中断次数会减少一半判断：虚地址即程序执行时所要访问的内存地址在请求分页存储管理系统中，地址变换过程可能会因为（）原因而发生中断虚存的理论基础是（）虚存中LRU算法，分配3页，每页存200个整数，其中第一页存放程序，程序已在内存，数组A按先行后列存储，求程序A和B的缺页次数分别为多少？程序A：程序B：For i:=1 to 100 do For j:=1 to 100 doFor j:=1 to 100 do For i:=1 to 100 doA[i,j]:=0 A[i,j]:=01.设备管理的（）功能来实现用户程序与实际的物理设备无关。

A 设备分配B 设备独立性C 缓冲管理D 虚拟设备2.Spooling技术可以实现设备的（）A 独占分配B 共享分配C 虚拟分配D 物理分配3.以下（）是磁盘寻道调度算法A 时间片轮转法B 优先级调度算法C 最近最久未使用算法D 先来先服务算法4.缓冲技术中的缓冲池是在（）A ROMB cacheC 内存D 外存5.为了使系统中多个进程同时处理输入输出，最好使用（）技术。

A 缓冲池B 循环缓冲C 双缓冲D 单缓冲6.OS中以下( ) 是硬件机制?A spoolingB 通道C 文件D 虚拟设备7.以下关于缓冲的描述正确的是（）A 以空间换时间B 以时间换空间C 提高外设的处理速度D 提高CPU的处理速度8.在Spooling系统中，用户输出数据首先送入（）A 内存固定区域B 打印机C 磁盘固定区域D 输出设备9.中断处理中，I/O中断是指（）Ａ设备出错Ｂ数据传输结束Ｃ数据传输开始Ｄ数据传输结束或设备出错10．磁盘请求以10，22，20，２，40，６，38柱面的次序到达磁盘驱动器，寻道时每个柱面的移动需要6ms，计算以下算法的寻道时间是多少？（假设磁头由20号柱面向柱面号大的方向移动）FCFS,SSTF,SCAN,CSCANFCFS:（10+12+20+38+34+32）*6=（30+50+66）*6=146*6=876ms11．磁盘扇区大小为512Ｂ，每个磁道有80个扇区，磁盘转速360rpm。

处理机使用中断方式从磁盘读取数据，每个字节产生一次中断，如果处理中断需要2.5ms，试问：（1）处理机花费在处理I/O上的时间占整个磁盘访问时间的百分比是多少？（忽略寻道时间）（2）若采用DMA方式，每读完一个扇区产生一次中断，处理机花费在处理I/O 上的时间占整个磁盘访问时间的百分比又是多少？19 桌上有一个空的水果盘，盘中一次只能放一个水果，服务员，男顾客和女顾客共用这个盘子，服务员可以向盘中放草莓，也可以向盘中放香蕉，男顾客专等吃盘中的草莓，女顾客专等吃盘中的香蕉，规定每次当盘子空时只能放一个水果供顾客取用，请用信号量机制实现服务员，男顾客，女顾客三个进程的同步解：设信号量：dish 表示服务员是否可以向盘中放水果 1strawberry表示男顾客是否可以取草莓 0banana 表示女顾客是否可以取香蕉吃 0p(dish) p(banana) p(strawberry)服务员放水果女顾客取草莓吃男顾客取香蕉吃if 放的是草莓 v(dish) v(dish)v(banana)elsev(strawberry)20 设有两个优先级相同的进程P1、P2，令信号量S1，S2的初值为0，已知z=2，试问P1，P2 并发执行后x，y，z的值。

进程P1 进程P2y:=1; x:=1;y:=y+2; x:=x+1;V(S1); P(S1);z:=y+1; x:=x+y;P(S2); V(S2);y:=y+z; z:=x+z;解1.x=5,y=7,z=4;2.x=5,y=7,z=9;3.x=5,y=12,z=9;某系统有R1，R2，R3共3种资源，在T0时刻，P1，P2，P3和P4这4个进程对资源的占有和需求情况见下表，此刻系统可用资源向量为（2，1，2），问：若此时P1，P2均发出资源请求向量Request（1，0，1）为保持系统安全性，应该如何分配资源给这两个进程？说明所采用的原因。

进程Max(r1,r2,r3) Allocation(r1,r2,r3) Need(r1,r2,r3)P1 3,2,2 1,0,0 2,2,2P2 6,1,3 4,1,1 2,0,2P3 3,1,4 2,1,1 1,0,3P4 4,2,2 0,0,2 4,2,0解：设两个向量work=Available(2,1,2),Finish[i]=false;i=1,2,3,4;当Request2(1,0,1)时；1．Request2<=Need2;2．Request2<=Available;3．所以Available=Available-Request2=(1,1,1);Allocation2=Need2+Request2=(5,1,2);Need2=Max2-Allocation2=(1,0,1);此时work=Available=1,1,1;因由Need2<=work，故P2可完成，完成后，work=Available+Max2=(8,2,5). 当P2完成后，释放资源后。