1.什么是操作系统？其主要功能是什么？
操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源,有效组织多道程序运行的系统软件(或程序集合),是用户和计算机直接的程序接口.
2.在某个计算机系统中，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，程序A、B同时运行，A略早于B。A的运行轨迹为：计算50ms、打印100ms、再计算50ms、打印100ms，结束。B的运行轨迹为：计算50ms、输入80ms、再计算100ms，结束。试说明： （1）两道程序运行时，CPU是否空闲等待？若是，在那段时间段等待？ （2）程序A、B是否有等待CPU的情况？若有，指出发生等待的时刻。
0 50 100 150 200 250 300
50 100 50 100
50 100 20 100
(1) cpu有空闲等待,在100ms~150ms的时候.
(2) 程序A没有等待cpu,程序B发生等待的时间是180ms~200ms. 1.设公共汽车上，司机和售票员的活动如下：
司机的活动：启动车辆；正常行车；到站停车。 售票员的活动：关车门；售票；开车门。
在汽车不断的到站、停车、行驶过程中，用信号量和P、V操作实现这两个活动的同步关系。
semaphore s1,s2; s1=0;s2=0; cobegin
司机();售票员(); coend
process 司机() ｛
while(true) {
P(s1) ; 启动车辆; 正常行车; 到站停车; V(s2); } ｝
process 售票员() {
while(true) {
关车门; V(s1);
售票; P(s2); 开车门; 上下乘客; } }
2.设有三个进程P、Q、R共享一个缓冲区，该缓冲区一次只能存放一个数据，P进程负责循环地从磁带机读入数据并放入缓冲区，Q进程负责循环地从缓冲区取出P进程放入的数据进行加工处理，并把结果放入缓冲区，R进程负责循环地从缓冲区读出Q进程放入的数据并在打印机上打印。请用信号量和P、V操作，写出能够正确执行的程序。 semaphore sp,sq,sr; int buf;sp=1;sq=0;sr=0; cobegin process P() {
while(true) {
从磁带读入数据; P(sp); Buf=data; V(sq); } }
process Q() {
while(true) {
P(sq); data=buf; 加工data; buf=data; V(sr); } }
process R() {
while(true) {
P(sr); data=buf; V(sp); 打印数据; } }
coend.
3.简述计数信号量的值与资源使用情况的关系。
当计数信号量大于0时,表示可用资源的数量;当它的值小于0时,其绝对值表示等待使用该资源的进程个数.
1． 假定某计算机系统有R1、R2两类可再用资源（其中R1有两个单位，R2有一个单位），
它们被进程P1、P2所共享，且已知两个进程均以下列顺序使用两类资源： →申请R1→申请R2→申请R1→释放R1→释放R2→释放R1→ 试求出系统运行过程中可能到达的死锁点，并画出死锁点的资源分配图。 ①进程P1占有一个R1,一个R2,进程P2占有一个R1.
R1
P1 P2
R2
②进程P1占用一个R1,进程P2占有一个R1,一个R2
R1
P1 P2
R2
2． 系统有同类资源m个，被n个进程共享，问：当m>n和m≤n时，每个进程最多可以
请求多少个这类资源，使系统一定不会发生死锁？
m≤n时，每个进程最多请求1个这类资源时不会死锁；当m>n时，如果 m/n商为k,
余数为t：若t为0，每个进程最多请求k个，若t不为0，每个进程最多请求k+1个，则系 统不会发生死锁。
3． 设当前的系统状态如下，此时Available=(1,1,2). 进程 R1 P1 P2 P3 P4 3 6 3 4 2 1 1 2 Max R2 R3 2 3 4 2 R1 1 5 2 0 Allocation R2 0 1 1 0 R3 0 1 1 2 (1)、计算各个进程还需要的资源数 （2）、系统是否处于安全状态？为什么？
（3）、进程P2发出请求向量request2=(1,0,1)，系统能把资源分配给它吗？ （4）、若在进程P2申请资源后，P1发出请求向量request1=(1,0,1)，系统能把资源分配给它吗？ （5）、若在进程P1申请资源后，P3发出请求向量request3=(0,0,1)，系统能把资源分配给它吗？ (1)
P1 P2 P3 P4 R1 2 1 1 4 R2 2 0 0 2 R3 3 2 3 0 (2)系统处于安全状态,存在安全序列:P2→P1→P3→P4. (3)系统能把资源分配给它,存在安全序列:P2→P1→P3→P4. (5)不能,因为资源不足.
(6)不能,因为这样做会让系统处于不安全状态.
1． 有5个批处理作业A~E均已到达计算中心，其运行时间分别为2min、4min、6min、8min、
10min。若采用时间片轮转算法，时间片为2min，计算出平均作业周转时间。 作业 A B C D E 执行时间 2 4 6 8 10 等待时间 0 8 14 18 20 周转时间 2 12 20 26 30 2． 若有如下表所示的4个作业进入系统，分别计算在FCFS、SJF、HRRF算法下平均周转
时间和平均带权周转时间。
作业 1 2 3 4
① FCFS(先来先服务法) 作业 1 2 3 4 到达时间 8:00 8:50 9:00 9:50 运行时间 120min 50min 10min 20min 开始时间 8:00 10:00 10:50 11:00 完成时间 10:00 10:50 11:00 11:20 周转时间 120min 120min 120min 90min 带权周转时间 1 2.4 12 4.5 提交时间 8:00 8:50 9:00 9:50 估计运行时间/min 120 50 10 20 平均周转时间T =112.5min,平均带权周转时间W=4.975
② SJF(短作业优先法) 作业 1 2 3 4 到达时间 8:00 8:50 9:00 9:50 运行时间 120min 50min 10min 20min 开始时间 8:00 10:30 10:00 11:10 完成时间 10:00 11:20 10:10 10:30 周转时间 120min 150min 70min 40min 带权周转时间 1 3 7 2 平均周转时间T =95min,平均带权周转时间W=3.25 ③ HRRF(高响应比优先法) 作业 1 2 3 4 到达时间 8:00 8:50 9:00 9:50 运行时间 120min 50min 10min 20min 开始时间 8:00 10:10 10:00 11:00 完成时间 10:00 11:00 10:10 11:20 周转时间 120min 130min 70min 90min 带权周转时间 1 2.06 7 4.5 平均周转时间T =102.5min,平均带权周转时间W=3.775
3． 多道批处理系统中有一台处理器和两台外部设备（I1和I2），用户存储空间为100MB。
已知系统的作业调度及进程调度采用可抢占的高优先级调度算法(优先数越大优先级别越高)，主存采用不可移动的可变分区分配策略，设备分配遵循动态分配原则。现有4个作业同时提交给系统，如下表所示。求作业的平均周转时间。
作业名 A B C D 优先数 7 3 9 4 运行时间及顺序/min CPU:1 I1:2 I2:2 CPU:3 I1:1 CPU:2 I1:3 CPU:2 CPU:4 I1:1 主存需求/MB 50 10 60 20 如下图 2 3 2
1 1 1 2 2
3 1 故有 作业 A B C D 1.在动态分区存储管理下，按地址排列的主存空闲区为：
10KB,4KB,20KB,18KB,7KB,9KB,12KB,15KB。对于下列连续存储区的请求:
周转时间/min 12 13 7 11
操作系统（第二版）课后习题答案
