操作系統(tǒng)課后題 課后作業(yè) 第二次作業(yè).doc

2.4 系統(tǒng)調(diào)用的目的是什么?如何實(shí)現(xiàn)與操作系統(tǒng)相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用以及與雙重模式(內(nèi)核模式和用戶模式)操作相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用?答：系統(tǒng)調(diào)用被應(yīng)用程序用來調(diào)用一個(gè)由操作系統(tǒng)提供的函數(shù)。通常情況下，系統(tǒng)調(diào)用最終轉(zhuǎn)換成在內(nèi)核模式下的系統(tǒng)程序。3.3.對于圖3.9（b）中給出的7狀態(tài)進(jìn)程模型，請仿照圖3.8（b）畫出它的排隊(duì)圖。答：圖9.3給出了單個(gè)阻塞隊(duì)列的結(jié)果。該圖可以很容易的推廣到多個(gè)阻塞隊(duì)列的情形。4.7. 一個(gè)多處理系統(tǒng)有 8 個(gè)處理器和 20 個(gè)附加磁帶設(shè)備。 現(xiàn)在有大量的作業(yè)提交給該系統(tǒng)， 假設(shè)每個(gè)作業(yè)開始運(yùn)行時(shí)只需要 3 個(gè)磁帶設(shè)備， 完成每個(gè)作業(yè)最多需要 4 個(gè)磁帶設(shè)備。 并且在很長時(shí)間內(nèi)都只需要這 3 個(gè)設(shè)備，而只是在最后很短的一段時(shí)間內(nèi)需要第 4 個(gè)設(shè)備以完成操作。同時(shí)還假設(shè)這類作業(yè)源源不斷。 a. 假設(shè)操作系統(tǒng)中的調(diào)度器只有當(dāng) 4 個(gè)磁帶設(shè)備都可用時(shí)才開始一個(gè)作業(yè)。 當(dāng)作業(yè)開 始時(shí)，4 個(gè)設(shè)備立即被分配給它，并且直到作業(yè)完成時(shí)才被釋放。請問一次最多 可以同時(shí)執(zhí)行幾個(gè)作業(yè)？采用這種策略，最多有幾個(gè)磁帶設(shè)備可能是空閑的？最 少有幾個(gè)？ b. 給出另外一種策略， 要求其可以提高磁帶設(shè)備的利用率， 并且同時(shí)可以避免系統(tǒng)死 鎖。分析最多可以有幾個(gè)作業(yè)同時(shí)執(zhí)行，可能出現(xiàn)的空閑設(shè)備的范圍是多少。答：a. 采用一個(gè)保守的策略，一次最多同時(shí)執(zhí)行 20/4=5 個(gè)作業(yè)。由于分配各一個(gè)任務(wù)的 磁帶設(shè)備最多同時(shí)只有一個(gè)空閑，所以在同一時(shí)刻最多有 5 個(gè)磁帶設(shè)備可能是空 閑的。在最好的情況下沒有磁帶設(shè)備空閑。 b. 為了更好的利用磁設(shè)備， 每個(gè)作業(yè)在最初只分配三個(gè)磁帶設(shè)備。 第四個(gè)只有的需要 的時(shí)候才分配。在這種策略中，最多可以有 20/3=6 個(gè)作業(yè)同時(shí)執(zhí)行。最少的空閑 設(shè)備數(shù)量為 0， 最多有 2 個(gè)。 參考： Advanced Computer Architectrue,K.Hwang,19935.8考慮下面關(guān)于信號量的定義：VoidsemWait(s)If(s.count0)s.count-;ElsePlacethisprocessins.queue;Block;VoidsemSignal(s)If(thereisatliastoneprocessblockedonsemaphore)RemoveaprocessPfroms.queue;PlaceprocessPonreadylist;Elses.count+;比較這個(gè)定義和圖5.3中的定義，注意有這樣的一個(gè)區(qū)別：在前面的定義中，信號量永遠(yuǎn)不會(huì)取負(fù)值。當(dāng)在程序中分別使用這兩種定義時(shí)，其效果有什么不同？也就是說，是否可以在不改變程序意義的前提下，用一個(gè)定義代替另一個(gè)？答：這兩個(gè)定義是等價(jià)的，在圖5.3的定義中，當(dāng)信號量的值為負(fù)值時(shí)，它的值代表了有多少個(gè)進(jìn)程在等待；在此題中的定義中，雖然你沒有關(guān)于這方面的信息，但是這兩個(gè)版本的函數(shù)是一樣的。5.12在圖5.9和5.3的注釋中，有一句話是“僅把消費(fèi)者臨界區(qū)（由s控制）中的控制語句移出還是不能解決問題，因?yàn)檫@將導(dǎo)致死鎖”，請用類似于表5.3的表說明。答：Producer Consumer s n delay1 1 0 02 SemWaitB(S) 0 0 03 n+ 0 1 04 If(n=1)(semSignalB(delay) 0 1 15 semSignalB(s) 1 1 16 semWaitB(delay) 1 1 07 semWaitB(s) 0 1 08 n- 0 09 semWaitB(s) If(n=0)(semWaitB(delay) 10 生產(chǎn)者和消費(fèi)者都被阻塞。.考慮一個(gè)共有個(gè)存儲器單元的系統(tǒng)，其單元如下分配三個(gè)進(jìn)程：進(jìn)程 最大 占用 1 70 45 2 60 40 3 60 15使用銀行家算法，以確定同意下面的任何一個(gè)請求是否安全。如果安全，說明能保證的終止序列；如果不安全，給出結(jié)果分配簡表。a第個(gè)進(jìn)程到達(dá)，最多需要個(gè)存儲單元，最初需要個(gè)單元。b第個(gè)進(jìn)程到達(dá)，最多需要個(gè)存儲單元，最初需要個(gè)單元。解： a.若同意第4個(gè)進(jìn)程請求，則儲存器單元共用去25154045=125個(gè)單元，還有25個(gè)存儲單元，則可以安全執(zhí)行全部進(jìn)程。安全順序是1234b.若同意第4個(gè)進(jìn)程請求，則還有15個(gè)資源可以用，此時(shí)處于不安全狀態(tài)，結(jié)果分配見表 進(jìn)程 最大 占有 需要 空閑 1 70 45 25 152 60 40 203 60 15 454 60 35 257.12.考慮一個(gè)簡單分頁系統(tǒng)，其物理存儲器大小為232字節(jié)，頁大小為210字節(jié)，邏輯地址空間為216個(gè)頁。a.邏輯地址空間包含多少位？b.一個(gè)幀中包含多少字節(jié)？c.在物理地址中指定幀需要多少位？d.在頁表中包含多少個(gè)頁表項(xiàng)？e.在每個(gè)頁表項(xiàng)中包含多少位？（假設(shè)每個(gè)頁表項(xiàng)中包含一個(gè)有效/無效位）答：a.物理地址空間的比特?cái)?shù)是216*210=226b.一個(gè)幀