操作系统谌卫军 王浩娟课后习题参考答案.docx
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操作系统谌卫军王浩娟课后习题参考答案
第1章概述
一、单项选择题
D、A、B、A、C、D、C、A、C、B
二、填空题
Windows、linux
用户态、内核态
PSW
中断
同步中断
系统调用
I/O设备管理、文件系统
实时性、可靠性
第2章进程管理
一、单项选择题
D、D、C、D、B、A、B、D、C、C
B、B、B、D、B、A、B、A
二、填空题
PCB
运行、就像、阻塞
4、5
时间片用完
进程管理、存储管理
PCB
进程
CPU寄存器的值、栈
竞争状态
运行、就绪
I/O繁忙
SJF
FCFS
短进程、I/O繁忙进程
三、简答题
1、运行状态、阻塞状态、就绪状态
运行->阻塞：
如进行I/O操作、进程间同步关系；
运行->就绪：
时间片用完、被高优先级进程所打断；
阻塞->就绪：
等待的I/O操作、信号量等事件发生；
就绪->运行：
调度程序选中该进程运行；
2、
（1）进程是资源分配单位，拥有一个完整的资源平台，而线程只独享必不可少的资源，如寄存器和栈；
（2）线程能减少并发执行的时间和空间开销，包括创建时间、终止时间、切换时间；
（3）线程之间可以共享同一个地址空间，可以进行不通过内核的通信，而进程不行；
（4）线程＝轻量级进程；
（5）线程是CPU调度单位；
3、
（1）当一个新的进程被创建时；
（2）当一个进程运行完毕时；
（3）当一个进程由于I/O、信号量或其他的某个原因被阻塞时；
（4）当一个I/O中断发生时，表明某个I/O操作已经完成，而等待该I/O操作的进程转入就绪状态；
（5）在分时系统中，当一个进程的时间片用完时；
4、
RR算法的基本思路：
（1）将所有的就绪进程按照FCFS原则，排成一个队列；
（2）每次调度时将处理器分派给队首进程，让其执行一小段CPU时间；
（3）在一个时间片结束时，如果进程还没有执行完的话，将发生时钟中断，在时钟中断中，进程调度程序将暂停当前进程的执行，并将其送到就绪队列的末尾，然后执行当前的队首进程；
（4）如果进程在它的时间片用完之前就已结束或被阻塞，那么立即让出CPU。
RR算法的主要缺点：
时间片q的大小难以确定。
5、
（1）时间片用完，高优先级进程就绪
（2）不会发生切换
（3）PCB
（4）不需要
（5）不能
四、应用题
1、
（1）CPU空闲：
100ms～150ms
（2）A无等待，B有等待，180ms～200ms
2、
（1）Job1从投入到运行完成需要110ms，Job2从投入到运行完成需要90ms，Job3从投入到运行完成需要110ms：
（2）CPU的利用率：
（110－30）/110=72.7%；
（3）设备I1的利用率：
（110-30）/110=72.7%，设备I2的利用率：
（110-20）/110=81.8%。
3、
（1）这种机制不能实现资源的互斥访问
考虑如下的情形：
（a）初始化的时候，flag数组的两个元素值均为FALSE
（b）线程0先执行，在执行while循环语句的时候，由于flag[1]=FALSE，所以顺利结束，不会被卡住。
假设这个时候来了一个时钟中断，打断它的运行；
（c）线程1去执行，在执行while循环语句的时候，由于flag[0]=FALSE，所以顺利结束，不会被卡住，然后就进入了临界区；
（d）后来当线程0再执行的时候，也进入了临界区，这样就同时有两个线程在临界区
（2）可能会出现死锁
考虑如下的情形：
（a）初始化的时候，flag数组的两个元素值均为FALSE
（b）线程0先执行，flag[0]=TRUE，假设这个时候来了一个时钟中断，打断它的运行；
（c）线程1去执行，flag[1]=TRUE，在执行while循环语句的时候，由于flag[0]=TRUE,所以在这个地方被卡住了，直到时间片用完；
（d）线程0再执行的时候，由于flag[1]=TRUE，它也在while循环语句的地方被卡住了，这样，这两个线程都无法执行下去，从而死锁。
4、
（1）最后打印了3个字符'D'
（2）最少可能打印了0个字符'A'，例如，P1连续执行了3次，然后P3连续执行了3次。
P2一次也没有执行。
（3）不可能，因为当打印出前面的“CABAB”的时候，信号量R的值等于1，此时，不可能连续打印两个D。
（4）可能。
相当于进程P2在打印完第二个A的时候被中断了。
5、
（1）信号量的定义：
intboys_waiting=0,girls_waiting=0,using=0;
SemaphoreS_mutex=1,S_boys=0,S_girls=0;
（2）
voidboy_wants_to_use_bathroom（）
{
P（S_mutex）;
if（（using==0）&&（girls_waiting==0））
{
using=1;
V（S_mutex）;
}
else
{
boys_waiting++;
V（S_mutex）;
P（S_boys）;
}
}
（3）
voidboy_leaves_bathroom（）
{
P（S_mutex）;
if（girls_waiting>0）
{
girls_waiting--;
V（S_girls）;
}
elseif（boys_waiting>0）
{
boys_waiting--;
V（S_boys）;
}
else
{
using=0;
}
V（S_mutex）;
}
（4）
voidgirl_wants_to_use_bathroom（）
{
P（S_mutex）;
if（using==0）
{
using=1;
V（S_mutex）;
}
else
{
girls_waiting++;
V（S_mutex）;
P（S_girls）;
}
}
（5）
voidgirl_leaves_bathroom（）
{
P（S_mutex）;
if（girls_waiting>0）
{
girls_waiting--;
V（S_girls）;
}
elseif（boys_waiting>0）
{
boys_waiting--;
V（S_boys）;
}
else
{
using=0;
}
V（S_mutex）;
}
6、
（1）FCFS算法：
周转时间：
P1：
52，P2：
68，P3：
136，P4：
164
平均周转时间：
105
（2）SJF算法：
周转时间：
P1：
96，P2：
16，P3：
164，P4：
44
平均周转时间：
80
（3）RR算法：
周转时间：
P1：
136，P2：
36，P3：
164，P4：
124
平均周转时间：
115
7、
（1）不可抢占的SJF算法：
执行顺序：
P1（0-14）P4（14-18）P3（18-25）P5（25-32）P2（32-44）
P1：
14；P2：
44－3=41；P3:
25-5=20;P4:
18-7=11;P5:
32-19=13
平均周转时间：
（14+41+20+11+13）/5=19.8
（2）可抢占的SJF算法：
执行顺序：
P1、P3、P4、P3、P1、P5、P2
P1:
25-0=25;P2:
44-3=41;P3=16-5=11;P4=11-7=4;P5=32-19=13
平均周转时间：
（25+41+11+4+13）/5=18.8
（3）时间片轮转RR算法：
执行顺序：
P1、P2、P1、P3、P4、P2、P1、P3、P5、P2、P1、P5
P1:
41P2:
39-3=36P3:
31-5=26;P4：
20-7=13;P5=44-19=25
平均周转时间：
（41+36+26+13+25）/5=28.2
8、
（1）不正确，可能导致死锁
例如，开始时缓冲区为空，消费者先运行，通过了P（S_Mutex），由于此时S_ProductNum为0，所以在P（S_ProductNum）处被阻塞，而生产者会在P（S_Mutex）处被阻塞，从而死锁。
再比如：
开始时缓冲区满了，生产者先运行，通过了P（S_Mutex），由于此时S_BufferNum为0，所以在P（S_BufferNum）处被阻塞，而消费者会在P（S_Mutex）处被阻塞，从而死锁。
（2）不正确，可能导致死锁
例如，假设现在缓冲区已经满了，然后生产者先运行，通过了P（S_Mutex），在P（S_BufferNUM）处被阻塞，然后消费者执行，在P（S_Mutex）处被阻塞，从而死锁。
（3）正确
缺点是降低了并发性，应该在离开临界区后立即释放互斥信号量，这样才能提高进程之间的并发性。
第3章死锁
一、选择题
D、B、C、D、C
二、填空题
竞争资源
CPU、内存
不对
互斥条件、请求和保持条件
环路
2个
死锁避免
剥夺资源、进程回退、撤消进程
三、应用题
1、
令R1+R2+...+Rn＝n+k0<=k由于C1+C2+...+Cn+R1+R2+..+Rn所以C1+C2+...+Cn所以剩余的资源个数A=m-（C1+C2+...+Cn）>k，即A>=k+1
而对于每一个进程Pi，Ri<=k+1，所以任何一个进程的资源请求都能够满足。
2、
当N＝1、2、3时都不会发生死锁的危险。
当N＝3时，在最坏情形下，每个进程都需要4台磁带机，且假定每个进程都已经得到了3个资源，那么此时系统中还剩下1个可用资源，可以把该资源分配给任何一个进程，当该进程得到资源后，可以运行完毕，并释放所占用的所有4个资源，这样，剩余的2个进程都可以顺利地运行完毕。
3、
（1）系统处于安全状态1分
当前剩余资源向量A=（2,1,1），调度顺序为：
P4、*、*、*或者
P3，*,*,*
（2）不能，如果分配的话，系统将处于不安全的状态。
如果给它的话，那么当前剩余资源向量A=（0,1,1），无法把它分配给任何一个线程。
请求矩阵变为
021
410
100
200
4、
（1）该状态是一个安全状态
安全序列：
P1、P4、P5、P2、P3（或者P1P4P2P5P3或P1P4P2P3P5）;
（2）不能把资源分配给它，否则的话会进入不安全的状态。
5、
请求矩阵:
P1347
P2134
P3006
P4221
P5110
剩余向量（233）
（1）是，P4（437）{P2,P3,P5}P1；或者P5（547）然后任意顺序
（2）不能，资源不够
（3）能，顺序P4（437）{P2,P3,P5}P1
请求矩阵：
P1347
P2134
P3006
P4020
P5110
剩余向量（032）
（4）不能，找不到安全序列。
6、
证明：
假设出现了死锁，则必然存在一条环路，如下图所示：
Pm1->Rn1->Pm2->Rn2->Pm3->Rn3->...->Pmk
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