操作系統(tǒng)解答題練習(xí)

1、問答題練習(xí)1、（3分）請列出操作系統(tǒng)所具有的功能中的三個(gè)功能。參考答案：處理機(jī)管理，內(nèi)存管理，設(shè)備管理，文件管理，用戶界面2、（3分）請列出用戶界面的三個(gè)形式。參考答案：命令界面，程序界面和圖形界面1、設(shè)進(jìn)程的到達(dá)時(shí)間和完成進(jìn)程所需的運(yùn)行時(shí)間（服務(wù)時(shí)間）如上 表所示。請用短進(jìn)程非搶占式調(diào)度算法計(jì)算各進(jìn)程的開始運(yùn)行時(shí)間、 結(jié)束運(yùn)行時(shí)間，周轉(zhuǎn)時(shí)間、和等待時(shí)間，并計(jì)算平均周轉(zhuǎn)時(shí)間。參考答案：進(jìn)程到達(dá)時(shí)間服務(wù)時(shí)間開始時(shí)間結(jié)束時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間等待時(shí)間A010001001000B110101111110100C2100111211209109D311001019897平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T=2、（3分）處理機(jī)調(diào)度算法

2、的效果可以用周轉(zhuǎn)時(shí)間和帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間來 度量。請說明這兩者有什么異同參考答案：兩者都是從作業(yè)提交到完成的時(shí)間來度量算法的優(yōu)劣。但后者考慮作業(yè)的等待時(shí)間對于作業(yè)本身的服務(wù)時(shí)間的相對影響因素， 因此當(dāng)作業(yè)的差異性很大時(shí)，評價(jià)更客觀些。3在單道批處理系統(tǒng)中，下列三個(gè)作業(yè)采用先來先服務(wù)的調(diào)度算法和最高響應(yīng)比優(yōu)先算法進(jìn)行調(diào)度，哪一種調(diào)度算法的性能較好請完成下作業(yè)提交時(shí) 刻運(yùn)行時(shí) 刻開始時(shí) 刻完成時(shí) 刻周轉(zhuǎn)時(shí)間/mi n帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí) 間110:002:00210:101:00310:250:25平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T=平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間W=參考答案:先來先服務(wù)調(diào)度算法:作業(yè)提交時(shí) 刻運(yùn)行時(shí) 刻開始時(shí) 刻完成時(shí) 刻周轉(zhuǎn)時(shí)

3、間/mi n帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí) 間110:002:0010:0012:0012012r 10:101:0012:0013:0017017/6310:250:2513:0013:2518036/5平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T=平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間W=最高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法:作業(yè)提交時(shí) 刻運(yùn)行時(shí) 刻開始時(shí) 刻完成時(shí) 刻周轉(zhuǎn)時(shí)間/mi n帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí) 間110:002:0010:0012:0012012r 10:101:0012:2513:25195 310:250:2512:0012:25120平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T=145min平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間W=綜上所述，最高響應(yīng)比調(diào)度算法性能較好。4.如果限制為兩道的多道程序系統(tǒng)中，有 4個(gè)作

4、業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)，其進(jìn) 入系統(tǒng)時(shí)刻、估計(jì)運(yùn)行時(shí)間為下圖所示。系統(tǒng)采用SJF作業(yè)調(diào)度算法, 采用SRTF進(jìn)程調(diào)度算法，請?zhí)畛湎旅姹砀?。作業(yè)進(jìn)入系 統(tǒng)時(shí)刻估計(jì)運(yùn)行時(shí)間 /min開始運(yùn)行時(shí) 刻結(jié)束運(yùn)行 時(shí)刻周轉(zhuǎn)時(shí)間/mi n110:00302r 10:05203r io：io5410:2010平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T=平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間W=參考答案:作業(yè)進(jìn)入系 統(tǒng)時(shí)刻估計(jì)運(yùn)行時(shí)間/min進(jìn)入內(nèi) 存時(shí)刻開始運(yùn) 行時(shí)刻結(jié)束運(yùn) 行時(shí)刻周轉(zhuǎn)時(shí) 間 /min110:003010:0010:00 :11:0565210:052010:0510:0510:2520310:10510:2510:2510:3020410:201010

5、:3010:3010:4020平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T=平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間W=5.有一個(gè)4道作業(yè)的操作系統(tǒng)，若在一段時(shí)間內(nèi)先后到達(dá) 6個(gè)作業(yè),其提交時(shí)刻和估計(jì)運(yùn)行時(shí)間為下表所示:作業(yè)提交時(shí)刻估計(jì)運(yùn)行時(shí)間/min18:006028:203538:252048:302558:35568:4010系統(tǒng)米用剩余SJF調(diào)度算法，作業(yè)被調(diào)度進(jìn)入系統(tǒng)后中途不會退出，但作業(yè)運(yùn)行時(shí)可被剩余時(shí)間更短的作業(yè)所搶占。(1) 分別給出6個(gè)作業(yè)的執(zhí)行時(shí)間序列，即開始執(zhí)行時(shí)間、作業(yè)完成時(shí)間、作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間。(2) 計(jì)算平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間。參考答案:作業(yè)提交時(shí)估計(jì)運(yùn)進(jìn)入剩余開始完成周轉(zhuǎn)刻行時(shí)間內(nèi)存時(shí)間時(shí)間時(shí)間時(shí)間/mi n時(shí)刻/mi n/m

6、in18:00608:00408:0010:3515528:20358:20 1308:209:559538:25208:25158:258:452048:30258:30259:009:255558:3558:45 :58:458:501568:40108:50108:509:0020平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T=60min6.有一個(gè)具有三道作業(yè)的多道批處理系統(tǒng)，作業(yè)調(diào)度采用短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法，進(jìn)程調(diào)度采用以優(yōu)先數(shù)為基礎(chǔ)的搶占式調(diào)度算法。 在下 表所示的作業(yè)序列中，作業(yè)優(yōu)先數(shù)即為進(jìn)程優(yōu)先數(shù)，數(shù)越小則優(yōu)先級越高。作業(yè)到達(dá)時(shí)刻估計(jì)運(yùn)行時(shí)間/min優(yōu)先數(shù)A10:00r405B10:20303C10:30604D

7、10:50206E11:00204F11:10104試填充下表:作業(yè)進(jìn)入內(nèi)存時(shí)刻運(yùn)行結(jié)束時(shí)刻作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間/mi nABCDEF平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間T=參考答案:作業(yè)進(jìn)入內(nèi)存 時(shí)刻開始運(yùn)行 時(shí)刻運(yùn)行結(jié)束時(shí)刻作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間 /minA:10:0010:0012:40:160B10:2010:2010:5030C10:3010:5011:5080D10:5012:4013:00130E12:0012:0012:20P 80F11:5011:5012:0050平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間T=1、（2分）生產(chǎn)者消費(fèi)者的互斥同步問題敘述如下：生產(chǎn)者生產(chǎn)產(chǎn)品，放入有n個(gè)緩沖區(qū)的緩沖池中，每個(gè)緩沖區(qū)只能放 一個(gè)產(chǎn)品。消費(fèi)者從緩

8、沖池中取產(chǎn)品消費(fèi)，不允許從空緩沖區(qū)中取產(chǎn) 品。有多個(gè)生產(chǎn)者進(jìn)程與多個(gè)消費(fèi)者進(jìn)程并發(fā)進(jìn)行，任何時(shí)刻只允許一個(gè)進(jìn)程訪問緩沖池。生產(chǎn)者進(jìn)程和消費(fèi)者進(jìn)程分別從緩沖池中的同 一位置開始，順序循環(huán)地使用緩沖池，放產(chǎn)品或取產(chǎn)品。當(dāng)緩沖池的 n個(gè)緩沖區(qū)都滿時(shí)，生產(chǎn)者進(jìn)程必須在緩沖池外等待。當(dāng)緩沖池的n個(gè)緩沖區(qū)都空時(shí)，消費(fèi)者進(jìn)程必須在緩沖池外等待。使用記錄型信號量對生產(chǎn)者消費(fèi)者問題的解答如下：設(shè)置整型量n,設(shè)定緩沖池（臨界資源）中的緩沖區(qū)總數(shù)設(shè)置互斥信號量mutex，初值1，記錄對緩沖池的互斥訪問設(shè)置信號量empty，初值n，記錄緩沖池中空緩沖區(qū)數(shù)設(shè)置信號量full，初值0,記錄緩沖池中滿緩沖區(qū)數(shù)生產(chǎn)者和消費(fèi)者

9、的并發(fā)程序如上面的流程圖所示。請回答下面的問題（1）、（ 1分）如果將生產(chǎn)者進(jìn)程中的兩個(gè) P操作語句（S2和S3）的 執(zhí)行次序反過來，可能會造成死鎖。試分析其原因，發(fā)生死鎖時(shí)緩沖 池中的緩沖區(qū)有幾個(gè)是滿的參考答案：n個(gè)（2）、（ 1分）如果將消費(fèi)者進(jìn)程中的兩個(gè) P操作語句（X1和X2） 的執(zhí)行次序反過來，可能會造成死鎖。試分析其原因，發(fā)生死鎖時(shí)緩 沖池中的緩沖區(qū)有幾個(gè)是滿的參考答案： 0 個(gè)（或 n 個(gè)全是空的）2、（5 分）設(shè)兩個(gè)進(jìn)程并發(fā)訪問一個(gè)打印機(jī)分配表， A 進(jìn)程申請打印 機(jī)，從打印機(jī)分配表讀入狀態(tài)字，進(jìn)程 B 向打印機(jī)分配表寫入狀態(tài) 字。這兩個(gè)進(jìn)程對打印機(jī)分配表的操作是互斥的， 用

10、P/V 操作表示進(jìn) 程 A 和 B 的操作過程。進(jìn)程 B：P(S);讀入打印機(jī)分配表；修改打印機(jī)分配表；參考答案： 設(shè)互斥信號量 S=1進(jìn)程 A ：P(S);V（S）；V（S）；1、（8分）設(shè)系統(tǒng)中有三種類型的資源（A, B, C）和五個(gè)進(jìn)程（P1, P2, P3, P4, P5）, A資源的數(shù)量17, B資源的數(shù)量為5, C資源的 數(shù)量為 20。在 T0 時(shí)刻系統(tǒng)狀態(tài)如表所示。系統(tǒng)采用銀行家算法來避 免死鎖。請回答下列問題：（1）T0 時(shí)刻是否為安全狀態(tài)若是,請給出安全序列。（2）若進(jìn)程P4請求資源（2，0，1），能否實(shí)現(xiàn)資源分配為什么（3） 在（2）的基礎(chǔ)上，若進(jìn)程P1請求資源（0，2，0

11、），能否實(shí)現(xiàn) 資源分配參考答案：（1） T0 時(shí)刻為安全狀態(tài)。其中的一個(gè)安全序列為（ P4，P5，P3， P2， P1） （其他可能的安全序列有： （P4， P5， X， X， X）， （P4， P2，X，X，X），（P4，P3，X，X，X），（P5，X，X，X，X）（2）可以為 P4 分配資源，因?yàn)榉峙浜蟮臓顟B(tài)還是安全的，其安全序列的分析如下表：|Work| CNeed | | A B CAllocation| Work+Allocation| FinishAB| ABC| ABCP4 |032| 0 2 0| 405| 437| TrueP5 |437| 1 1 0| 314| 7411|

12、 TrueP1 |7411| 3 4 7| 212| 9513| TrueP2 |9513| 1 3 4| 402| 13515| TrueP3 |13515| 0 0 6| 405|17 520| True( 3)進(jìn)程 P1 再請求資源（ 0,2,0),則不能為之分配資源。2、（15 分）考慮一個(gè)系統(tǒng)在某個(gè)時(shí)刻的狀態(tài)如表所示應(yīng)用銀行家算法回答下列問題：1）填寫 Need 矩陣的內(nèi)容2）系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)（3）如果進(jìn)程P1發(fā)出請求（0, 4, 2, 0）,這個(gè)請求能否被滿足參考答案：(1)根據(jù)銀行家算法,可列出Need 矩陣如下表：進(jìn)程| Need| Allocation|Max|Avail

13、able| A B C D| A B C D |A B C D| A B CP0| 0 00 0| 0 01 2 |0 01 2| 1 5 2P1| 0 75 0| 1 00 0 |1 75 0|P2| 1 00 2| 1 35 4 |2 35 6|P3| 0 02 0| 0 63 2|0 65 2|P4| 0 64 6| 0 01 4|0 65 6|( 2)利用安全性算法,列出下表進(jìn)程| Work|Need | Allocation| Work+Allocation | Finish| A B C D|A B C D |A B C D| ABC D |P0| 1 5 2 0|0 0 0 0

14、|0 0 1 2| 153 2 | trueD0P1| 15 3 2|1 00 2 |1 75 0| 21282 |trueP2| 2128 2 |0 02 0 |0 63 2| 218114 |trueP3| 21811 4|0 64 6 |0 01 4| 218128 |trueP4| 21812 8 |0 75 0 |1 00 0| 318128 |true存在安全序列(P0,P2,P3,P4,P1)系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。( 3)進(jìn)程P1 發(fā)出請求(0,4,2,0 ) ,可進(jìn)行分配,結(jié)果得到如下表進(jìn)程 |Need |Allocation| Max | Available|A BC D |A

15、B C D| A B C D | A B C DP0|0 00 0 |0 01 2| 0 0 1 2 | 1 1 0 0P1|0 33 0 |1 42 0| 1 7 5 0 |P2|1 00 2 |1 35 4| 2 3 5 6|P3|0 02 0 |0 63 2| 0 6 5 2 |P4|0 64 6 |0 01 4| 0 6 5 6 |用安全性算法檢查，列出進(jìn)程| AWork |Need | A B C D |AllocationA B C D| A| Work+Allocation | FinishBCD |BCD |P0| 1100 |0 00 0 |0 01 2| 1112 |tru

16、eP1| 1102 |1 00 2 |1 75 0| 2862 |trueP2| 2862 |0 02 0 |0 63 2| 21494 |trueP3| 21494 |0 64 6 |0 01 4| 214104 |trueP4| 214 108 |0 33 0 |1 42 0| 38128 |true存在安全系列( P0,P2,P3,P4,P1 )，因此可滿足需求，可分配所需要資源。1 、( 1 分)給定段表如下：段號 |段基地址 |段長0 |210| 5001 |2350| 202 |100| 903|1350| 5904|1938| 95試求分段地址 (3, 500)所對應(yīng)的物理地址參

17、考答案： 18502、(1 分)在分頁式存儲管理中，快表被用來提高訪問內(nèi)存中的數(shù)據(jù)的存取速度。假定查找快表需要10 ns,訪問內(nèi)存一次需要100 ns,如 果采用二級頁表結(jié)構(gòu)， 而快表的命中率是 60%，問對于內(nèi)存數(shù)據(jù)的平 均存取時(shí)間是多少參考答案： *（10+100） + *（10+300） = 1904、（1 分）設(shè)有一分頁管理系統(tǒng)，管理總共 16 個(gè)存儲塊，每個(gè)頁面 大小為 1024，問物理地址至少應(yīng)有多少位參考答案： 16 個(gè)存儲塊的塊號最多需要 4位，每塊有 1024個(gè)存儲單 元，即所需的地址數(shù)需要 10位，所以物理地址總長為 14 位。5、（1 分）設(shè)有一分頁管理系統(tǒng)，能夠管理的邏

18、輯地址空間最多可有16 個(gè)頁面，每個(gè)頁面大小為 1024，問邏輯地址至少應(yīng)有多少位 參考答案：頁號占 4 位，頁面占 10位，邏輯地址至少要有 14位。6、（1 分）假定地址長度為 16 位，頁面大小為 1024。問二進(jìn)制分頁 地址（1000 10, 1000 1000）的二進(jìn)制邏輯地址的表示7、（1 分）假定地址長度為 16 位，頁面大小為 1024。問二進(jìn)制邏輯地址（0001 0001 0001 0001）的二進(jìn)制分頁地址的表示參考答案：8、（1 分）在一個(gè)段式存儲管理系統(tǒng)中，其段表為：段號內(nèi)存起始地址段長02105001235020210090313505904193895試求表中邏輯地

19、址（0,430） （2,120）對應(yīng)的物理地址是什么參考答案：邏輯地址（0, 430）表示段號為2,即段首地址為210,對應(yīng)的物理地址為：210+430=640邏輯地址（2，120）因?yàn)槎蝺?nèi)地址120段長90，所為該段為非法段， 越界。10、 （ 5分）請求分頁存儲管理中，假定系統(tǒng)為某進(jìn)程分配了 3個(gè)物 理塊，開始時(shí)3個(gè)物理塊都為空，進(jìn)程運(yùn)行時(shí)的頁面走向?yàn)椋?7, 0, 1,0, 3, 0, 7, 0, 1,4, 6, 3, 6, 0, 1, 3, 6, 1,3, 2如果使用先進(jìn)先出置換算法， 請問缺頁率是多少參考答案：75%11、 （5分）在一個(gè)請求分頁系統(tǒng)中，采用 LRU頁面置換算法時(shí)，假

20、 如一個(gè)作業(yè)的頁面訪問順序?yàn)?，3, 2，1, 4, 3, 5, 4, 3, 2， 1, 5，當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù) M為4時(shí)，試寫出頁面訪問的過程， 并計(jì)算訪問中所發(fā)生的缺頁次數(shù)和缺頁率參考答案：產(chǎn)生缺頁次數(shù)8次，缺頁率為8/12%12、（20分）對于如下的頁面訪問序列：1 ,2 ,3 ,4 ,1 ,2 ,5 ,1 ,2 ,3 ,4 ,5當(dāng)內(nèi)存塊數(shù)量分別為 3和4時(shí)，試問：使用FIFO和LRU置換算 法產(chǎn)生的缺頁中斷次數(shù)和缺頁中斷率分別是多少 （所有內(nèi)存開始時(shí)都 是空的，凡第一次用到的頁面都產(chǎn)生一次缺頁中斷）參考答案：FIFO淘汰算法：貝面123412512345塊1111444555塊22221P1133塊33332224缺缺缺缺缺缺缺缺缺內(nèi)存塊為3時(shí)，缺頁中斷（或稱缺頁次數(shù)、頁面故障）為9缺頁中斷率為75%;頁面123412512345塊1p :111555 :544塊2222211115塊333332222塊44444333缺缺缺缺缺缺缺缺缺缺內(nèi)存塊為4時(shí)，缺頁中