《操作系统》复习题20131224,题上有答案

复习题

一、单选题

1. 订购机票系统处理来自各个终端的服务请求，处理后通过终端回答用户，所以它是一个 。

A、 分时系统 B、 多道批处理系统 C、 计算机网络 D、实时信息处理系统

2. 批处理操作系统的目的是 。

A、提高系统与用户的交互性能 B、 提高系统资源利用率

C、降低用户作业的周转时间 D、 减少用户作业的等待时间

3. 作业调度程序不能无故地或无限制地拖延一个作业的执行，这是作业调度的 。 A、 必要条件 B、平衡资源使用原则 C、 公平性原则 D、极大流量的原则 4. 在作业调度算法中， 既对长作业有利，又对短作业有利。

A、 先来先服务 B、短作业优先 C、 响应比高者优先 D、 优先数调度

5. 作业调度的关键是____________。

A、提供一个较好的操作环境B、选择适当的作业调度算法 C、选择适当的作业流D、以上都错

6. 现有4个作业，J1、J2、J3、J4，其执行时间分别是T1、T2、T3、T4，并且T1＞T2＞T3＞T4，系统采用计

算短的作业优先调度算法，则它们的平均周转时间是 。

A、T4+T3+T2+T1 B、（T4+T3+T2+T1）/4 C、（4*T4+3*T3+2*T2+T1）/4 D、4*T1+3*T2+2*T3+T4 7. 有一个作业需要运行2小时，它8：00进入系统，10：00开始执行，开始执行时该作业的响应比是 。

A、0.5 B、1 C、2 D、4 8. 计算机操作系统负责管理计算机的 。

A、 程序 B、 作业 C、 资源 D、 进程 9. 工厂的过程控制系统运行的操作系统最好是 。

A、 网络操作系统 B、 实时操作系统 C、 分布式操作系统 D、 分时操作系统 10. 从用户的观点来看，操作系统是 。

A、用户与计算机之间的接口 B、控制和管理计算机资源的软件 C、合理组织计算机流程的软件 D、一个应用程序

11. 进程和程序的本质区别是 。

A、存储在内存和外存 B、顺序和非顺序地执行机器指令 C、分时使用和独占使用计算机资源 D、动态和静态的特征 12、一个进程被唤醒，意味着 。

A、该进程由外存调入了内存 B、该进程拥有了CPU的使用权 C、该进程进入了就绪队列 D、该进程被撤消了 13、进程在三个基本状态间转换，肯定不会有的是 。

A、就绪态→等待态 B、就绪态→运行态 C、等待态→就绪态 D、运行态→等待态 14、利用PV操作，可以 。

A、防止系统出现死锁 B、避免系统进入死锁 C、实现进程间的同步与互斥 D、实现资源的动态分配 15. 下面所列的进程的3种基本状态之间的转换不正确的是____________。

A、就绪状态→执行状态B、执行状态→就绪状态 C、执行状态→阻塞状态D、就绪状态→阻塞状态

16. 调度算法有利于CPU繁忙型的作业，而不利于I／O繁忙型的作业（进程）。

A、时间片轮转调度算法 B、先来先服务调度算法 C、短作业（进程）优先调度算法 D、优先权调度算法 17. 以下不可能引起进程调度的是 。

A、一个进程完成工作后被撤消 B、一个进程从就绪状态变成了运行状态

C、一个进程从等待状态变成了就绪状态 D、一个进程从运行状态变成了等待状态或就绪状态

18. 当两个进程合作完成一个任务，在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来消息，或者建立某个条件后再

向前执行，这种制约性合作关系被称为进程的 。 A、 调度 B、 执行 C、 同步 D、 互斥 19. 信号量被定义为一个整型变量，其初始值是 。

A、 0 B、 无任何限制 C、 负整数 D、 非负数 20. 下列关于进程和线程的说法中正确的是 。

A、线程是进程中可独立执行的子任务，一个进程可以包含一个或多个线程，一个线程可以属于一个或多个进程 B、多线程技术具有明显的优越性，如速度快、通信简便、设备并行性高等 C、由于线程不作为资源分配单位，线程之间可以无约束地并行执行 D、线程又称为轻型进程，因为线程都比较小

21. 下面关于系统的安全状态的描述中正确的是 。

A、系统处于不安全状态可能会发生死锁 B、系统处于不安全状态一定会发生死锁 C、系统处于安全状态时也可能会发生死锁 D、不安全状态是死锁状态的一个特例 22.计算机操作系统的功能是 。

A.把源程序代码转换为标准代码 B.实现计算机用户之间的相互交流

C.完成计算机硬件与软件之间的转换D.控制、管理计算机系统的资源和程序的执行 23 在分时系统中。时间片一定时， ，响应时间越长。 A.内存越多 B.用户数越多 C.内存越少 D.用户数越少

24．在一个以批处理为主系统中，为了保证系统的吞吐率，总是要力争缩短用户作业的 。 A.周转时间 B.运行时间 C.提交时间 D.完成时间 25．作业在系统中存在与否的唯一标志是 。 A.源程序 B.作业说明书 C.作业控制块 D.目的程序

二、判断题

1、两次打开Word系统，编辑同一篇文章，因为程序一样（Word2000），数据一样（同一篇文章），所以系统

中运行的这两个Word字处理程序是同一个进程。 2、进程有3个状态：运行态、就绪态和阻塞态。

3、采用优先权调度算法时，处于运行状态的进程一定是优先级最高的进程。 4、进程互斥是进程同步的一种特殊情况。√

5、在处理死锁的4种方法中，预防策略是不允许死锁出现的，而其他3种方法都是允许的。为预防死锁，系统必

须使至少产生死锁的4个必要条件之一不成立，例如银行家算法就是预防死锁最具代表性的一个算法。

6、若系统内只有一个进程，则不会产生死锁现象。√

7．作业是指计算机CPU 在某段时间内所运行的一组指令。

8．多道程序执行环境意味着有多个不同的操作系统同时管理计算机。 9．存储在外存中的代码称为程序，而存储在内存中的代码称为进程。

10．进程调度的算法有：轮转法、先来先服务法、优先级法和线性优先级法。√ 11、实时系统只能用于生产控制系统，不能应用于信息处理系统； 12、多道批处理系统是指系统中存在有多个中央处理器的系统；

13、分布式操作系统能使系统中若干台计算机互相协作完成一个共同的任务；√ 14、分时系统中，时间片越小，响应时间越短；

15、一旦一个作业被作业调度程序选中，即占有了CPU； 16、在一个确定的计算机系统上，只能安装和配置一种操作系统；

17、 进程控制块中的所有信息必须常驻内存； 18、一旦出现死锁, 所有进程都不能运行；

19、进程状态的转换是由操作系统完成的, 对用户是透明的；√

20、当一个进程从等待态变成就绪态, 则一定有一个进程从就绪态变成运行态。 21、操作系统的所有程序都必须常驻内存。 22、进程获得处理机而运行是通过申请而得到的。 23、通过任何手段都无法实现计算机系统资源之间的互换.

24、在作业调度时, 采用最高响应比优先的作业调度算法可以得到最短的作业平均周转时间。 25、有m个进程的操作系统出现死锁时, 死锁进程的个数为1三、填空题

1. 多道运行的特征之一是宏观上并行，其含义是_同时进入系统的几道程序都是在运行过程中，即它们先后开始了各自的运行，但均没有运行完。_。

2. 多道程序设计的特点是多道、宏观上并行 和 微观上串行。

3. 确定作业调度算法时应注意系统资源的均衡使用，即使I/O繁忙作业和CPU繁忙作业搭配使用。

4. 批处理系统的基本特征是“批量”，它把提高作业的吞吐量作为主要设计目标，同时也兼顾作业的周转时间。

5. 单道批处理系统是在解决人机矛盾和CPU与I/O设备的矛盾中发展起来的。 6. 某个信号量S 初值为3，当前值为－2，则等待在该信号量上的进程数为___2__。 7. 在操作系统中，_进程 是资源分配、调度和管理的最小单位。

8. 在时间片轮转算法中，时间片的大小对计算机性能有很大影响。

9. 在多线程操作系统中，线程与进程的根本区别在于进程作为资源分配单位，而线程是调度和执行单位。 10. 当发现有进程死锁时，便应立即把它们从死锁状态中解脱出来，常采用的两种方法是剥夺资源、撤消进程。 11. 产生死锁的原因可以归结为两点：竞争资源和进程推进顺序非法。

12. 每执行一次P原语操作，信号量S的数值减1，如果S≥0，该进程继续执行；若S＜0，则阻塞该进程。 13. 分时系统追求的目标是及时响应。

14. 从静态的观点看, 操作系统中的进程是由程序段、数据和进程控制块PCB 三部分组成。 15. 在系统内核中必须包括的处理模块有进程调度、原语管理和中断处理。 16. 批处理操作系统中, 作业存在的唯一标志是作业控制块JCB。

17. 操作系统中的一种同步机制, 由共享资源的数据及其在该数据上的一组操作组成, 该同步机制称为管程。 18. 在可变分区存储管理中, 为实现地址映射, 一般由硬件提供两个寄存器, 一个是基址寄存器, 另一个是限长寄存器或长度寄存器。

19. 联想寄存器(相联存储器)的最重要、最独到的特点是按内容并行查找。

20. 在虚拟段式存储管理中, 若逻辑地址的段内地址大于段表中该段的段长, 则发生地址越界中断。

四、问答题

1、多道程序(multiprogramming)和多重处理(multiprocessing)有何区别? 2．什么是进程间的互斥?什么是进程间同步? 3、进程调度的功能有哪些? 4、试比较进程和程序的区别。

5．什么是批处理、分时和实时系统?各有什么特征？

五、综合题

1、设内存有3道程序A、B、C，并按A、B、C的优先次序执行，其CPU计算和I/O操作的时间如下表所示。试

画出多道程序运行的时间关系图（调度程序执行的时间忽略不计），完成这3道程序共花多少时间？比单道运行节省多少时间？

程序运行时间表 程序 操作 CPU计算 I/O CPU计算

2、假设有4 道作业，它们提交的时刻及执行时间由下表给出，计算在单道程序环境下，采用先来先服务调度算法和最短作业优先算法的平均周转时间和平均带权周转时间，并指出它们的调度顺序。

30 40 10 60 30 10 20 40 20 A B C

作业号 1 2 3 4 提交时刻(小时) 10:00 10:20 10:40 10:50 执行时间(小时) 2 1 0.5 0.4 3. 设系统中有三类资源A、B和C，又设系统中有5个进程P1，P2，P3，P4和P5.在T0时刻系统状态如下： 最大需求量 A B C P 1 8 6 4 P2 4 3 3 P3 10 1 3 P4 3 3 3 P5 5 4 6

已分配资源量 A B C 1 2 1 3 1 1 4 1 3 3 2 2 1 1 3

剩余资源量 A B C 2 1 1

(1) 系统是否处于安全状态？如是，则给出进程安全序列.

(2) 如果进程P5申请1个资源类A、1个资源类B和1个资源类C，能否实施分配？为什么？

4、在一个请求分页存储管理系统中，一个作业的页面走向为4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，当分配给该作业

的物理块数分别为3、4时，试采用下述页面淘汰算法时的缺页率（假设开始执行时主存中没有页面），并比较所得的结果。

（1）最佳置换淘汰算法 （2）先进先出淘汰算法 （3）最近最久未使用淘汰算法

5、有5个批处理的作业A、B、C、D、E几乎同时到达一个计算中心，估计的运行时间分别为2、4、6、8、10min，其优先权分别为1、2、3、4、5（5为最高优先级）。请用下面的调度算法，分别计算作业的平均周转时间（忽略作业的切换开销）：

（1）时间片轮转（时间片为2min） （2）短作业优先

6、在一个只允许单向行驶的十字路口，分别有若干辆由东向西，由南向北的车辆等待通过。为了安全每次只允许一辆

车通过。当有车辆通过时，其他车辆必须等候。当无车辆在路口行驶时，则允许一辆车通过。请用PV操作设计一个十字路口安全行驶的自动管理系统。

7、假设某系统中有4种资源（R1、R2、R3、R4），在某时刻系统中共有5个进程，进程P1、P2、P3、P4、P5的最大资源需求数向量和此时已分配到的资源数向量分别如下表所示：

进程 P1 P2 P3 P4 P5 当前已分配到的资源 （0，0，1，2） （2，0，0，0） （0，0，3，4） （2，3，5，4） （0，3，3，2） 最大资源需求 （0，0，1，2） （2，7，5，0） （6，6，5，6） （4，3，5，6） （0，6，5，2） 系统中当前可用资源向量为（2，1，0，0），问： （1）当前系统是否安全？

（2）若进程P3发出资源请求向量（0，1，0，0），系统能否将资源分配给它？

8、在一个页式虚拟存储管理系统中，一个程序的页面走向为6、0、1、2、0、3、0、4、2、3，分别采用最佳置换算法、

先进先出置换算法和最近最久未使用算法，完成下列要求。设分配给该程序的存储块数M=3，每调进一个新页就发生一次缺页中断。 （1） 试完成下表：

（2）求缺页中断次数F和缺页率f。

9、桌上有一只盘子，每次只能向其中放入一个水果。爸爸专门向其中放苹果，妈妈专门向其中放桔子。儿子、女

儿各一人，儿子专门吃盘中的桔子，女儿专门吃盘中的苹果。只要盘子空则爸爸或妈妈可向盘中放一只水果，仅当盘中有自己需要的水果时，儿子或女儿方可从盘中取出。请用PV操作进行管理使这四个进程能正确地并发执行。

10、已知T0时刻系统资源分配情况如表1所示：

表1 T0时刻系统资源分配表

进程 Max(所需) R1 R2 R3 Allocation R1 R2 R3 Need R1 R2 R3 Available R1 R2 R3 P1 P2 P3 P4 3 2 2 6 1 3 3 1 4 4 2 2 1 0 0 5 1 1 2 1 1 0 0 2 2 2 2 1 0 2 1 0 3 4 2 0 1 1 2 （1）判断系统当前状态是否为死锁状态？

（2）P2进程发出请求向量Request2 [1，0，1]，系统能否把资源分配给它？

（3）若在P2进程申请资源后，P3进程发出请求向量Request3[0，0，1]，系统能否把资源分配给它？

11、设有3个并发进程P、Q、R，它们共享10个同类资源，每个进程的最大需求量依次为4、7、8，现在假定它们对资源请求的序列号如下表所示，试问：

（1）为使系统不发生死锁，当执行到序号为6时，进程P、Q、R各处于何种状态和获得多少同类资源？ （2）解释系统不会发生死锁的原因。

序号 1 2 3 4 5 6 … 进程 P Q R Q R P … 申请资源数 2 4 2 2 2 2 … 12、在一个页式虚拟存储管理系统中，假定作业的页面走向为2、3、2、1、5、2、4、5、3、2、5、2。试用先进先出

置换算法，分别计算出当系统分配给一个作业的物理块数为2、3、4时，程序访问过程中所发生的缺页次数，并说明是什么问题？

参考答案

一、单选题（每小题2分，共30小题，共60分）

1、D 2、B 3、C 4、C 5、B 6、C 7、B 8、C 9、B 10、A

11、D 12、C 13、A 14、C 15、D 16、A 17、B 18、C 19、D 20、B

21、A 22、D 23、B 24、A 25、C

二、判断题（每小题2分，共30小题，共60分，在指定的答题处以×、√表示错、对） 1、× 2、× 3、× 4、√ 5、× 6、√ 7、× 8、× 9、× 10、√ 11、× 12、× 13、√ 14、× 15、× 16、× 17、× 18、× 19、√ 20、× 21、× 22、× 23、× 24、× 25、√

三、填空题（每空2分，共30空，共60分）

1、同时进入系统的几道程序都是在运行过程中，即它们先后开始了各自的运行，但均没有运行完。

2、宏观上并行，微观上串行 3、I/O繁忙，CPU繁忙 4、吞吐量，周转时间

5、人机矛盾，CPU与I/O设备 6、2 7、进程 8、时间片

9、资源分配 ， 调度和执行 10、剥夺资源、撤消进程 11、竞争资源，进程推进顺序非法 12、继续执行； 阻塞该进程 13、及时响应 14、进程控制块PCB 15、中断处理 16、作业控制块JCB 17、管程

18、限长寄存器或长度寄存器 19、按内容并行查找 20、地址越界

四、问答题（每小题5分，共6小题，共30分）

1、多道程序(multiprogramming)和多重处理(multiprocessing)有何区别?

答：多道程序(multiprogramming)是作业之间自动调度执行、共享系统资源，并不是真正地同时执行多个作业；而多重处理(multiprocessing)系统配置多个CPU，能真正同时执行多道程序。要有效使用多重处理，必须采用多道程序设计技术，而多道程序设计原则上不一定要求多重处理系统的支持。

2．什么是进程间的互斥?什么是进程间同步?

答：进程间的互斥是指：一组并发进程中的一个或多个程序段，因共享某一公有资源而导致它们必须以一个不许交叉执行的单位执行，即不允许两个以上的共享该资源的并发进程同时进入临界区。

进程间的同步是指：异步环境下的一组并发进程因直接制约互相发送消息而进行互相合作、互相等待,各进程按一定的速度执行的过程。 3、进程调度的功能有哪些?

答：进程调度的功能有：

(1)记录和保存系统中所有进程的执行情况； (2)选择占有处理机的进程； (3)进行进程上下文切换。 4、试比较进程和程序的区别。

答：(1)进程是一个动态概念，而程序是一个静态概念，程序是指令的有序集合，无执行含义，进 程则强调执行的过程。

(2)进程具有并行特征(独立性，异步性)，程序则没有。

(3)不同的进程可以包含同一个程序，同一程序在执行中也可以产生多个进程。 5．什么是批处理、分时和实时系统?各有什么特征?

答：批处理系统(batchprocessingsystem)：

操作员把用户提交的作业分类，把一批作业编成一个作业执行序列，由专门编制 的监督程序(monitor)自动依次处理。其主要特征是：用户脱机使用计算机、 成批处理、多道程序运行。

分时系统(timesharingoperationsystem)：把处理机的运行时间分成很短的时间片，按时 间片轮转的方式，把处理机分配给各进程使用。其主要特征是：交互性、多用户 同时性、独立性。

实时系统(realtimesystem)：在被控对象允许时间范围内作出响应。其主要特征是：对实

时信息分析处理速度要比进入系统快、要求安全可靠、资源利用率低。

五、综合题（共12小题，每小题各10分，共120分） 1、

2、答案、

（1）先来先服务调度： 顺序：

1.Ts1＝10:00 Te1=12:00 T1=2.00 Tw1=0 2.Ts2＝10:20 Te2=13:00 T2=1.00 Tw2=1.70 3.Ts3＝10:40 Te3=13:30 T3=0.50 Tw3=2.30 4.Ts4＝10:50 Te4=13:50 T4=0.30 Tw4=2.70 T=0.25*(2+2.7+2.8+3)=2.625h

W=0.25*(4+0+1.7/1+2.3/0.5+2.7/0.3)=4.825 （2）最短作业优先调度： 顺序：

1.Ts4＝10:50 Te4=10:80 T4=0.30 Tw4=0 2.Ts3＝10:40 Te3=11:40 T3=0.50 Tw3=0.50 3.Ts2＝10:20 Te2=12:40 T2=1.00 Tw2=1.30 4.Ts1＝10:00 Te1=14:40 T1=2.00 Tw1=2.70 T=0.25*(0.3+1+2.3+4.7)=2.075h W=0.25*(4+0+1+1.3+2.7/2)=1.9125

3、答案：（1）

最大需求量 已分配资源量 剩余资源量 尚需要量 A B C A B C A B C A B C P1 8 6 4 1 2 1 2 1 1 7 4 3 P2 4 3 3 3 1 1 1 2 2 P3 10 1 3 4 1 3 6 0 0 P4 3 3 3 3 2 2 0 1 1 P5 5 4 6 1 1 3 4 3 3 系统是处于安全状态，安全序列为：P4，P2，P1，P3，P5 （2）P5申请（1，1，1） 最大需求量 已分配资源量 剩余资源量 尚需要量 A B C A B C A B C A B C P1 8 6 4 1 2 1 1 0 0 7 4 3 P2 4 3 3 3 1 1 1 2 2 P3 10 1 3 4 1 3 6 0 0 P4 3 3 3 3 2 2 0 1 1 P5 5 4 6 2 2 4 3 2 2 不能实施分配，因为分配后找不到安全序列，系统将处于不安全状态。

4、解：在进行内存访问时，若所访问的页已在主存，则称此次访问成功；若所访问的页不在主存，则称此次访问失败，

并产生缺页中断。若程序P在运行过程中访问页面的总次数为s，其中产生缺页中断的访问次数为f，则其缺页率为：f/s。

（1）根据所给的页面走向，使用最佳页面淘汰算法时，页面置换情况如下： 页面走向 物理块1 物理块2 物理块3 缺页 4 4 3 4 3 2 4 3 2 1 4 3 1 4 3 5 4 3 5 4 3 2 2 3 5 1 2 1 5 5 √ 4 4 √ 3 4 3 √ 2 4 3 2 √ 1 4 3 2 1 √ 5 4 3 2 5 √ 2 √ 1 1 3 2 5 缺页率为：7/12 页面走向 物理块1 物理块2 物理块3 物理块4 缺页 4 3 4 3 5 √ √ √ √ √ √ 缺页率为：6/12

（2）先进先出算法的情况

FIFO算法在内存块为3时的页面置换情况表 页面走向 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5

3个内存块 4 3 4 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 5 3 4 5 3 4 5 3 4 2 5 3 1 2 5 1 2 5 缺页 √ √ √ √ √ √ √ √ √ 而内存分配给该作业4个存储块的页面置换情况表如下表所示：

FIFO算法在内存块为4时的页面置换情况表

页面走向 4个内存块 4 4 缺页 3 3 4 2 2 3 4 1 1 2 3 4 4 1 2 3 4 3 1 2 1 4 5 5 1 2 3 4 4 5 1 2 3 3 4 5 1 2 2 3 4 5 1 1 2 3 4 5 5 1 2 3 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 物理块数为3的缺页率为9/12，物理块数为4的缺页率为10/12，此种异常现象称为Belady现象。 （3）根据所给的页面走向，使用最近最久未使用页面淘汰算法时，页面置换情况如下： 页面走向 物理块1 物理块2 物理块3 缺页 4 4 3 4 3 2 4 3 2 1 1 3 2 4 1 4 2 3 1 4 3 5 5 4 3 4 3 2 4 3 2 2 1 3 1 2 1 5 5 √ 4 4 √ 3 4 3 √ 2 4 3 2 √ 1 4 3 2 1 √ 4 √ 3 √ 5 4 3 5 1 √ 3 √ 2 4 3 5 2 √ 1 4 3 1 2 缺页率为：10/12 页面走向 物理块1 物理块2 物理块3 物理块4 缺页 4 5 5 3 1 2 √ √ √ √ √ √ √ √ 缺页率为：8/12 5、【解】题中所指的5个作业几乎同时到达一个计算中心，其含义是任何调度算法（除FIFO先来先服务外），都可以认为这5个作业是同时到达的，因此在调度过程中不需要考虑作业到达的顺序。 ① 时间片轮转（时间片为2min）

作业A、B、C、D、E同时被调入系统运行。每隔10min被调度执行2min。因此下表给出了作业开始与结束时间。

时间∕min 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 作业完成情况 作业A、B、C、D、E到达，作业A开始运行，B、C、D、E等待 作业A运行结束，作业B开始运行， C、D、E等待 作业C开始运行， B、D、E等待 作业D开始运行， B、C、E等待 作业E开始运行， B、C、D等待 作业B开始运行， C、D、E等待 作业B运行结束，作业C开始运行， D、E等待 作业D开始运行， C、E等待 作业E开始运行， C、D等待 作业C开始运行， D、E等待 作业C运行结束，作业D开始运行， E等待

22 24 26 30 时间／min 作业E开始运行， D等待 作业D开始运行， E等待 作业D运行结束，作业E开始运行 作业E运行结束 ② 最短作业优先，执行时间序列如下表

作业完成情况 作业ABCDE到达，A运行时间最短，被调入系统运行，BCDE等待系统调度 2 6 12 20 30 作业A运行完成，B运行时间最短，被调入系统运行， CDE等待系统调度 作业B运行完成，C运行时间最短，被调入系统运行， DE等待系统调度 作业C运行完成，D运行时间最短，被调入系统运行， E等待系统调度 作业D运行完成，E运行时间最短，被调入系统运行 作业E运行完成 0 【解】（1）时间片轮转（时间片为2min）算法

根据前面的分析，各作业的执行结束时间分别为2、12、20、26、30。作业的平均周转时间为：T＝（2＋12＋20＋26＋30）／5＝18min （2）短作业优先算法

根据前面的分析，各作业的执行结束时间分别为2、6、12、20、30。作业的平均周转时间为：T＝（2＋6＋12＋20＋30）／5＝14min 6、【解】通过十字路口的车辆没有必然的先后次序，所以这是一个明显的互斥问题。十字路口即为临界资源，要求车

辆每次最多通过一辆。由东向西，由南向北行驶的车辆为两个进程。 设互斥信号量S表示临界资源十字路口，其初值为“1”表示十字路口可用。 算法描述如下：

int S = 1; cobegin

Pew( ) /* 由东向西行驶车辆 */ //Psn( ) /* 由南向北行驶车辆 */ coend Pew() { P(S);

由东向西通过十字路口； V(S); } Psn() { P(S);

由南向北通过十字路口； V(S); }

7、【解】

（1）进程的最大资源需求数减去当前进程已获得的资源数就是进程仍需的资源数，此时各个进程的仍需要的资源数向

量为：P1：（0，0，0，0）；P2：（0，7，5，0）；

P3：（6，6，2，2）；P4：（2，0，0，2）；P5：（0，3，2，0）。

而系统的可用资源向量为（2，1，0，0），这时存在如下进程执行序列，使进程顺利执行完毕，所以该状态是安全的。

进程 P1完成后 P4完成后 P5完成后 P2完成后 P3完成后 可用资源数 （2，1，1，2） （4，4，6，6） （4，7，9，8） （6，7，9，8） （6，7，1，12） （2）在P3发出资源请求（0，1，0，0）后，假设系统把资源分配给P3，则各进程已分配资源数为： P1：（0，0，1，2）；P2：（2，0，0，0）；P3：（0，1，3，4）；P4：（2，3，5，4）；P5：（0，3，3，2）。

这时系统可用资源数为（2，0，0，0），各个进程仍需要资源向量为：P1：（0，0，0，0）；P2：（0，7，5，0）； P3：（6，5，2，2）；P4：（2，0，0，2）；P5：（0，3，2，0）。 满足资源需求的进程执行序列为：

进程 P1 P4 P5 可用资源数 （2，0，1，2） （4，3，6，6） （4，6，9，8） 此时可用资源已不能满足P2或P3的需求，即此时系统状态是不安全的，系统将拒绝资源请求。 8、【解】（1）采用最佳置换算法。

缺页中断次数F=6，缺页率f=6/10=60%。 （2）采用先进先出置换算法。

缺页中断次数F=9，缺页率f=9/10=90%。 （3）采用最近最久未使用算法。

缺页中断次数F=8，缺页率f=8/10=80%。

9、解：由于父亲和母亲可以同时向盘子放水果，所以盘子是临界资源，应设置一互斥信号量mutex来实现放水果

的互斥，其初值为1。此外，父亲和女儿、母亲和儿子之间存在同步关系，即分别设置信号量apple和banana来分别实现这种同步关系，其初值均为0。父亲、母亲、女儿和儿子4个进程的同步示意图如图所示：

四个进程的并发程序如下： begin

mutex＝1； apple＝0； banana＝0； cobegin

father：begin repeat

P（mutex）； 向盘中放苹果； V（apple）； until false end； mother：begin repeat

P（mutex）； 向盘中放香蕉； V（banana）； until false end； daughter：begin repeat

P（apple）； 取盘中苹果； V（mutex）； until false end；

son：begin repeat

P（banana）； 取盘中香蕉； V（mutex）； until false end； 10、解：

（1）判断系统当前状态

① 初始化，令Work＝Available，Finish列全为false。 系统资源初始化分配表如表2所示：

表2 系统资源初始化分配表

进程 P1 P2 P3 P4 Max(所需) R1 R2 R3 Allocation R1 R2 R3 Need Work R1 R2 R3 Finish R1 R2 R3 3 2 2 6 1 3 3 1 4 4 2 2 1 0 0 5 1 1 2 1 1 0 0 2 2 2 2 1 0 2 1 0 3 4 2 0 1 1 2 false false false false ② 因为Need2≤Work，将资源分配给P2进程，同时标记Finish[2]为true。P2进程使用完后将其所占的全部资源释放。此时系统资源分配情况如表3所示：

表3 系统将资源分配给P2进程

进程 Max(所需) R1 R2 R3 Allocation R1 R2 R3 Need Work R1 R2 R3 Finish R1 R2 R3

P1 P2 P3 P4 3 2 2 6 1 3 3 1 4 4 2 2 1 0 0 5 1 1 2 1 1 0 0 2 2 2 2 1 0 2 1 0 3 4 2 0 6 2 3 false true false false ③ 因为Need3≤Work，将资源分配给P3进程，同时标记Finish[3]为true。P3进程使用完后将其所占的全部资源释放。此时系统资源分配情况如表4所示：

表4 系统将资源分配给P3进程

进程 P1 P2 P3 P4 Max(所需) R1 R2 R3 Allocation R1 R2 R3 Need Work R1 R2 R3 Finish R1 R2 R3 3 2 2 6 1 3 3 1 4 4 2 2 1 0 0 5 1 1 2 1 1 0 0 2 2 2 2 1 0 2 1 0 3 4 2 0 8 3 4 false true true false ④因为Need4≤Work，将资源分配给P4进程，同时标记Finish[4]为true。P4进程使用完后将其所占的全部资源释放。此时系统资源分配情况如表5所示：

表5 系统将资源分配给P4进程

进程 P1 P2 P3 P4 Max(所需) R1 R2 R3 Allocation R1 R2 R3 Need Work R1 R2 R3 Finish R1 R2 R3 3 2 2 6 1 3 3 1 4 4 2 2 1 0 0 5 1 1 2 1 1 0 0 2 2 2 2 1 0 2 1 0 3 4 2 0 8 3 6 false true true true ⑤ 因为Need1≤Work，将资源分配给P1进程，同时标记Finish[1]为true。P1进程使用完后将其所占的全部资源释放。此时系统资源分配情况如表6所示：

表6 系统将资源分配给P1进程

进程 P1 P2 P3 P4 Max(所需) R1 R2 R3 Allocation R1 R2 R3 Need Work R1 R2 R3 Finish R1 R2 R3 3 2 2 6 1 3 3 1 4 4 2 2 1 0 0 5 1 1 2 1 1 0 0 2 2 2 2 1 0 2 1 0 3 4 2 0 9 3 6 true true true true ⑥ 此时Finish列的所有项均为true，故系统没有死锁。

（2）P2进程发出请求向量Request2 [1，0，1]

假定系统先将资源分配给P2进程。由第（1）题的解题过程可以看出，此时系统存在一个安全序列（P2，P3，P4，P1），故系统可把资源分配给P2进程。

（3）在P2进程申请资源后（未释放资源），P3进程发出请求向量Request3[0，0，1] ① 假定系统先将资源分配给P3进程。此时Available＝

（0，1，0）。初始化，令Work＝Available，Finish列全为false，此时系统资源分配情况如表7所示：

表7 系统将资源分配给P3进程

进程 P1 P2 P3 P4 Max(所需) R1 R2 R3 Allocation R1 R2 R3 Need Work R1 R2 R3 Finish R1 R2 R3 3 2 2 6 1 3 3 1 4 4 2 2 1 0 0 6 1 2 2 1 2 0 0 2 2 2 2 0 0 1 1 0 2 4 2 0 0 1 0 false false false false ② 此时因为找不到Needi≤Work的进程，故系统处于不安全状态，因此不能将资源分配给P3。 11、解：（1）执行到序号为6时，进程P、Q、R各处于何种状态及获得的同类资源数如下表所示：

序号 进程 申请资源数 状态 获资源数 说明 申请成功 申请成功 申请成功 系统还剩2个资源，Q已获得4个，现在又申请2个，但Q共需7个资源，若将系统剩下的2个分配给它也不够，因此不能分配 1 2 3 4 P Q R Q 2 4 2 2 可执行 可执行 可执行 阻塞 P(2) Q(4) R(2) Q(4) 5 R 2 阻塞 R(2) 系统还剩2个资源，R已获得4个，现在又申请2个，但R共需8个资源，若将系统剩下的2个分配给它也不够，因此不能分配 6 … P … 2 … 可执行 （2）系统不会发生死锁的原因是：

执行到第6步，将剩下的2个资源分配给P进程，P进程执行完后，释放4个资源，此时Q进程已分配4个资源，还需3个资源，P进程已分配2个资源后还需6个资源。所以将剩下的4个资源分配给Q进程3个资源。Q进程执行完后，释放7个资源，再将6个资源分给R进程。R进程执行完后，释放所有资源。所以系统是安全的，不会产生死锁。

12、【解】（1）当物理块数为2时，按先进先出置换算法的缺页次数为10次，如下表所示： （2）物理块数为3时，按先进先出置换算法的缺页次数为9 次，如下表所示： （3）物理块数为4时，按先进先出置换算法的缺页次数为6次，如下表所示： 这说明了随着分配给作业的物理块数的增多，作业的缺页次数会减少。