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五、应用题

1.画出有挂起操作的操作系统中进程状态转换图，标出引起进程状态变化的主要原因。

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2.有一个可以存放消息的缓冲池BUF，由指针IN和OUT分别指示当前可存取消息的缓冲区位置。每存入一消息，执行IN：=(IN+1 )mod  128，每取出一消息，执行OUT：=(OUT+1 )mod  128，现在有多个进程并 发共享该缓冲池BUF，试用信号量机制协调诸进程正确地工作。

3.某集装箱仓库共有100个仓位，用同一辆吊车负责集装箱的吊进和吊出。现有一批集装箱运来进仓，另有货主不断前来提货（按仓位顺序进出），设进仓用过程PUTIN表示，出仓用过程GETOUT表示，请用 P、V操作协调上述工作。

4.有一独木桥，每次只允许一人过桥，现在桥的南北两端随时有人要过桥（PASS），为保证安全，请用P、V操作解决如下问题：

（1）只要桥上无人则允许任一方的一人过桥，桥上有人则等待。　　

（2）两边的人交替过桥。即某一方一人过桥后要让另一方的一个人过桥，桥上有人则等待。

5.假设有一个成品仓库，总共能存放100台成品，生产者进程生产成品放入仓库，消费者进程从仓库中取出成品消费，为了防止积压，仓库满时就停止生产。由于仓库搬运设备只有一套，故成品的进出只能分别 进行。使用P、V操作来实现该方案。

6.设进程A每次产生一个记录依次存入缓存，进程B依次从缓存取出一个记录加以处理；又设缓存由N个缓存块（每块存放一个记录）组成，对缓存的两个操作（add_to_buffer，take_from_buffer）属临界区，请 用信号量控制上述并发进程。

7.桌上有一空盘，允许存放一只水果。妈妈可以向盘中放苹果，也可以向盘中放桔子，儿子专等吃盘中的苹果，女儿专等吃盘中的桔子。规定当盘空时只能放一只水果供孩子取用，请用P、V原语实现母子三人 的同步。

8.有三个进程PA、PB、PC合作解决文件打印问题：PA将文件记录从磁盘读入主存的缓冲区1，每执行一次读一个记录；PB将缓冲区1的内容复制到缓冲区2，每执行一次复制一个记录；PC将缓冲区2的内容打 印出来，每执行一次打印一个记录。缓冲区的大小等于一个记录的大小。请用P、V操作协调三个进程的工作。

9.请写出一个不会死锁的哲学家进餐问题的算法。

10.某计算机系统有A、B、C三种资源，其中A共有10台，B共有12台，C共有7台，T0时刻，系统中有P1、P2、P3、P4、P5五个进程，各进程的资源分配和请求情况如下：

　　　　　 　Allocation       Need      Available

　　　　　 　A   B  C        A   B  C      A   B   C

　　　　P1    5   1   1       2   3   2      2   10   4

　　　　P2    2   0   1       3   2   3 

　　　　P3    1   0   0       2   3   3

　　　　P4    0   1   0       6   3   1  

　　　　P5    0   0   1       4   1   2    

　　（1）T0时刻系统安全吗？

　　　　　　　　　　　　　　　　　　T0时刻系统安全;

　　（2）设T0时刻P4发出请求（2，3，1），能否实施分配？

　　　　　　request4(2,3,1)<=need4(6,3,1)

　　　　　　request4(2,3,1)<=available(2,10,4)

　　　　　　假定为p4分配资源：　

　　　　　 　Allocation       Need      Available

　　　　　 　A   B  C        A   B  C      A   B   C

　　　　P1    5   1   1       2   3   2       0   7   3

　　　　P2    2   0   1       3   2   3 

　　　　P3    1   0   0       2   3   3

　　　　P4    2   4   1       4   0   0  

　　　　P5    0   0   1       4   1   2    

　　　　　　安全性检查不通过；

　　　　　　不能实施分配　　　　　

　　（3）设T0时刻P3发出请求（2，3，1），能否实施分配？　　　

　　　　　　request3(2,3,1)<=need3(2，3，3)

　　　　　　request3(2,3,1)<=available(2，10，4)

　　　　　　假定为p3分配资源：　

　　　　　 　Allocation       Need      Available

　　　　　 　A   B  C        A   B  C      A   B   C

　　　　P1    5   1   1       2   3   2       0   7    3

　　　　P2    2   0   1       3   2   3 

　　　　P3    3   3   1       0   0   2

　　　　P4    0   1   0       6   3   1  

　　　　P5    0   0   1       4   1   2    

　　　　　　安全性检查通过；

　　　　　　能实施分配　

11. 设系统中有A、B、C三种资源和P1、P2、P3、P4、P5五个进程，A资源的数量为17，B资源的数量为5，C资源的数量为20。（剩余资源数为2，3，3）T0 时刻系统状态如下：

 

　　a)  T0时刻系统是否安全？若是，请给出一个安全序列。

　　　　安全序列：<p4,p5,p1,p2,p3>

　　b)  T0时刻P2请求资源（0，3，4），是否可以实施资源分配？为什么？

　　　　　　request2(0，3，4)<=need2(1，3，4)

　　　　　　request2(c=4)>available(c=3)

　　　　　　不可以实施资源分配，剩余的C资源不够；

　　c)  T0时刻P4请求资源（2，0，1），是否可以实施资源分配？为什么？

　　　　　　request4(2，0，1)<=need4(2，2，1)

　　　　　　request4(2，0，1)<=available(17，5，20)

　　　　　　假定为p4分配资源：

　　　　　　安全性检查通过；

　　　　　　能实施分配

12.单道批处理系统中，一批作业的到达和要求运行时间如下：

（1）采用SJF算法进行调度

（2）采用HRF算法进行调度

　　  分别指出调度顺序，计算平均周转时间T和平均带权周转时间W。（同等条件下，按FCFS原则调度）

（1）调度顺序：1→3→1→5→4→2

　　　　　　　　T=（0.7+1.4+0.5+0.8+0.4）/5=0.6

　　　　　　　　W=（0.⁷⁄₀.5+1.⁴⁄₀.4+0.⁵⁄₀.2+0.⁸⁄₀.3+0.⁴⁄₀.2)/5=2.413

（2）调度顺序：1→3→2→5→4

　　　　　　　　T=（0.5+0.9+0.5+1.2+0.8)/5=0.78

　　　　　　　　W=(0.⁵⁄₀.5+0.⁹⁄₀.4+0.⁵⁄₀.2+1.²⁄₀.3+0.⁸⁄₀.2)/5=2.75