四、應用題
1．假定在單cpu條件下有下列要執行的作業：
作業到來的時間是按作業編號順序進行的（即後面作業依次比前乙個作業遲到乙個時間單位）。
（1）用乙個執行時間圖描述在下列演算法時各自執行這些作業的情況：fcfs、rr（時間片＝1）和非搶占式優先順序。
（2）對於上述每種演算法，各個作業的周轉時間是多少？平均周轉時間是多少？
（3）對於上述每種演算法，各個作業的帶權周轉時間是多少？平均帶權周轉時間是多少？
解：（1） fcfs：
作業1作業2 作業3 作業4 作業5
010 11 13 1419t
rr：作業 1 2 1 3 4 1 5 3 1 5 1 5 1 5 1 5 1 1 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19t
非搶占式優先順序：
作業1作業4 作業3 作業5 作業2
010 11 1318 19t
（2）和(3) fcfs:
rr:非搶占式優先順序:
2．判斷下面的同步問題的演算法是否正確？若有錯，請指出錯誤原因並予以改正。
設a、b兩程序共用乙個緩衝區q，a向q寫入資訊，b則從q讀出資訊，演算法框圖如圖所示。
程序a程序b
向q寫入資訊p(s)
v(s從q讀出資訊
注：訊號量s的初值為0
解：這個演算法不對。
因為a、b兩程序共用乙個緩衝區q，如果a先執行，且資訊數量足夠多，那麼緩衝區q中的資訊就會發生後面的沖掉前面的，造成資訊丟失，b就不能從q中讀出完整的資訊。
進行改正：
a、 a、 b兩程序要同步使用緩衝區q。為此，設立兩個訊號量：
empty表示緩衝區q為空，初值為1；
full表示緩衝區q為滿，初值為0。
演算法框圖如圖所示。
a程序b程序
p(emptyp(full)
向q寫入資訊從q中讀出資訊
v(fullv(empty)
3．某虛擬儲存器的使用者程式設計空間共32個頁面，每頁為1kb，記憶體為16kb。假定某時刻一使用者頁表中已調入記憶體的頁面的頁號和物理塊號的對照表如下：
則邏輯位址0a5c(h)所對應的實體地址是什麼？
解：125c(h) （要求寫出計算步驟）
邏輯位址0a5c(h)所對應的二進位制表示形式是： 0000 1010 0101 1100
所對應的頁號是： 2 （十進位制）
查頁表，得到物理塊號是： 4 （十進位制） 即0001 0000 0000 0000
拼接後，得到實體地址：0001 0010 0101 1100
即125c(h)。
4．有三個使用者程序a、b和c，在執行過程中都要使用系統中的一台印表機輸出計算結果。
(1) (1)試說明a、b、c程序之間存在什麼樣的制約關係？
(2) (2)為保證這三個程序能正確地列印出各自的結果，請用訊號量和p、v操作寫出各自的有關申請、使用印表機的**。要求給出訊號量的含義和初值。
解： (1) a、b、c三個程序之間存在互斥的制約關係。因為印表機屬於臨界資源，必須乙個程序使用完之後另乙個程序才能使用。
（2）mutex：用於互斥的訊號量，初值為1。
各程序的**如下 ：
程序a程序b程序c
p(mutexp(mutexp(mutex)
申請印表機申請印表機申請印表機
使用印表機使用印表機使用印表機
v(mutexv(mutexv(mutex)
5．對於如下的頁面訪問序列：
1， 2， 3， 4， 1， 2， 5， 1， 2， 3， 4， 5
當記憶體塊數量分別為3和4時，試問：使用fifo、lru置換演算法產生的缺頁中斷是多少？（所有記憶體開始時都是空的，凡第一次用到的頁面都產生一次缺頁中斷）
解： fifo淘汰演算法：
記憶體塊為3時，缺頁中斷（或稱缺頁次數、頁面故障）為9；記憶體塊為4時，缺頁中斷為10。（這似乎是乙個奇怪的現象，同時也告訴我們，作業系統是乙個複雜的機構，直觀是靠不住的！）
lru淘汰演算法：
記憶體塊為3時，缺頁中斷為10；記憶體塊為4時，缺頁中斷為8。
作業系統試題 B
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