操作系統(tǒng)模擬及部分答案

1、操作系統(tǒng)模擬習(xí)題一、 判斷（ ）文件可以看做是一種邏輯空間（ ）并發(fā)程序的執(zhí)行具有順序性，封閉性和不可再現(xiàn)性（ ）快表是高速緩存與硬件相關(guān)（ ）內(nèi)存只能順序存?。?）在采用樹(shù)型目錄結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)中，各用戶的文件名必須互不相同（ ）在銀行家算法中，對(duì)某時(shí)刻的資源分配情況進(jìn)行安全分析，如果該時(shí)刻狀態(tài)是安全的，則存在一個(gè)安全序列，且這個(gè)安全序列是唯一的。（ ）在文件目錄的目錄項(xiàng)中主要存放的是文件的名字、文件的類型和文件的物理地址等（ ）DMA傳輸主要用于連接低速設(shè)備二、 選擇題1.在下列操作系統(tǒng)的各個(gè)功能組成部分中，哪一個(gè)與中斷有關(guān)（ ）A進(jìn)程上下文切換 B PCB大小 C快表尋址 D內(nèi)存管理2.一

2、個(gè)分段存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，地址長(zhǎng)度為16位，其中段號(hào)占8位，則段長(zhǎng)最大( )A2的8次方字節(jié)B.2的16次方字節(jié)C.2的24次方字節(jié)D.2的32次方字節(jié)3.下列選項(xiàng)中，導(dǎo)致創(chuàng)進(jìn)新進(jìn)程的操作是（ ）I用戶成功登陸 II設(shè)備分配 III啟動(dòng)程序執(zhí)行A：僅I和II B：僅II和IIIC：僅I和III D：I，II，III4. 下列哪種通信方式不屬于：一個(gè)進(jìn)程向中間實(shí)體發(fā)送消息，等待另一進(jìn)程異步地接收。( )A. 共享存儲(chǔ)區(qū) B. 消息緩沖 C. 信箱方式 D. 共享文件5. SPOOLing技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的( )分配。A獨(dú)占 B共享C虛擬 D物理6. 在進(jìn)行作業(yè)調(diào)度時(shí)要想兼顧作業(yè)等待時(shí)間和計(jì)算時(shí)間，應(yīng)

3、選取( )。 A均衡調(diào)度算法 B高優(yōu)先級(jí)優(yōu)先調(diào)度算法 C先來(lái)先服務(wù)算法 D高響應(yīng)比優(yōu)先算法三、 填空題1.操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最重要的_，它_了計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的功能；_ _了不同計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件的差別，提供了應(yīng)用程序使用計(jì)算機(jī)硬件強(qiáng)大處理功能的接口；2. 在UNIX系統(tǒng)中，文件的類型主要包括_， _，_。四簡(jiǎn)答題1.試說(shuō)明改進(jìn)型Clock置換算法的基本原理2. 某操作系統(tǒng)的磁盤文件空間共有500塊，若用字長(zhǎng)為32位的位示圖管理磁盤空間，試問(wèn)： 位示圖需要多少字？ 第i字第j位對(duì)應(yīng)的塊號(hào)是多少？五、應(yīng)用題銀行家算法如下：1. 安全狀態(tài): 是指系統(tǒng)能按某種進(jìn)程順序(P1,P2,Pn)(稱序列為安全序

4、列)，來(lái)為每個(gè)進(jìn)程Pi分配某所需資源，直至滿足每個(gè)進(jìn)程對(duì)資源的最大需求，使每個(gè)進(jìn)程都可順利地完成如果系統(tǒng)無(wú)法找到這樣一個(gè)安全序列，則稱系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)所謂安全序列P1,P2,Pn是指對(duì)于P2,都有它所需要剩余資源數(shù)量不大于系統(tǒng)掌握的剩余的空間資源與所有Pi(ji)所占的資源之和.2.不安全狀態(tài)可能產(chǎn)生死鎖. 目前狀態(tài) 最大需求 尚需P1 3 9 6P2 5 10 5P3 2 4 2 在每一次進(jìn)程中申請(qǐng)的資源,判定一下,若實(shí)際分配的話,之后系統(tǒng)是否安全.3.銀行家算法的思路: 1)、進(jìn)程一開(kāi)始向系統(tǒng)提出最大需求量. 2)、進(jìn)程每次提出新的需求(分期貸款)都統(tǒng)計(jì)是否超出它事先提出的最大需求量.

5、3)、若正常，則判斷該進(jìn)程所需剩余剩余量(包括本次申請(qǐng))是否超出系統(tǒng)所掌握的剩余資源量,若不超出,則分配,否則等待.4.銀行家算法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu). 1)、系統(tǒng)剩余資源量An,其中An表示第I類資源剩余量. 2)、各進(jìn)程最大需求量,Bmn,其中Bji表示進(jìn)程j對(duì)i類資源最大需求. 3)、已分配資源量Cmn,其中Cji表示系統(tǒng)j程已得到的第i資源的數(shù)量. 4)、剩余需求量.Dmn,其中Dji對(duì)第i資源尚需的數(shù)目.5.銀行家算法流程:當(dāng)某時(shí)刻,某進(jìn)程時(shí),提出新的資源申請(qǐng),系統(tǒng)作以下操作: 1)、判定En是否大于Djn,若大于,表示出錯(cuò). 2)、判定En是否大于系統(tǒng)剩余量An,若大于,則該進(jìn)程等待. 3)

6、、若以上兩步?jīng)]有問(wèn)題,嘗試分配,即各變量作調(diào)整. 4)、按照安全性推測(cè)算法,判斷,分配過(guò)后,系統(tǒng)是否安全,若安全,則實(shí)際分配,否則,撤消分配,讓進(jìn)程等待.6.安全性檢測(cè)算法 1)、先定義兩個(gè)變量,用來(lái)表示推算過(guò)程的數(shù)據(jù). Fn=An,表示推算過(guò)程中,系統(tǒng)中剩余資源量的變化. Jn=False表示推算過(guò)程中各進(jìn)程是否假設(shè)已完成 2)、流程:在剩余的進(jìn)程中(在推算)過(guò)程中,一些進(jìn)程假設(shè)已完成,查找Djn0)countb-;V(qb);elseif(countc0)countc-;V(qc);elseif(counta0)counta-V(qa);else free=1;3. 設(shè)系統(tǒng)中有5臺(tái)類型相同

7、的打印機(jī)，依次編號(hào)為15。 又設(shè)系統(tǒng)中有n個(gè)使用打印機(jī)的進(jìn)程，使用前申請(qǐng)，使用后釋放。 每個(gè)進(jìn)程有一個(gè)進(jìn)程標(biāo)識(shí)，用于區(qū)別不同的進(jìn)程。 每個(gè)進(jìn)程還有一個(gè)優(yōu)先數(shù)，不同進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)各異。當(dāng)有多個(gè)進(jìn)程同時(shí)申請(qǐng)時(shí)，按照進(jìn)程優(yōu)先數(shù)由高到低的次序?qū)嵤┓峙洹?試用信號(hào)燈和PV操作實(shí)現(xiàn)對(duì)于打印機(jī)資源的管理，即要求編寫如下函數(shù)和過(guò)程:(1) 函數(shù) require(pid，pri): 申請(qǐng)一臺(tái)打印機(jī)。參數(shù)pid為進(jìn)程標(biāo)識(shí)，其值為1到n的整數(shù); pri為進(jìn)程優(yōu)先數(shù)，其值為正整數(shù); 函數(shù)返回值為所申請(qǐng)到打印機(jī)的編號(hào)，其值為1到5的整數(shù);(2) 過(guò)程 return(prnt): 釋放一臺(tái)打印機(jī)。參數(shù)prnt為所釋放打印機(jī)

8、的編號(hào)，其值為1到5的整數(shù)。解：#define N 5bool flagN+1;/flag0表示可用打印機(jī)數(shù),/flagi表示第i號(hào)打印機(jī)的狀態(tài)（1=i0)flag0-;for(int i=1;iN+1;i+)if(flagi=1)flagi=0;break;V(mutex_flag);return i;elseV(mutex_flag);p(mutex_queue);將進(jìn)程pid按其優(yōu)先數(shù)插入到等待隊(duì)列queue中；V(mutex_queue);return(int print)P(mutex_flag);if(queue=NULL)flag0+;flagprint=1;V(mutex_fl

9、ag);elseV(mutex_flag);p(mutex_queue);將print分配給queue隊(duì)首進(jìn)程；queue下移；V(mutex_queue);4. 在銀行家算法中，若出現(xiàn)如下資源分配情況： Allocation NeedAvailableABCDABCDABCDP0:3P1:P2:P3:P4:試問(wèn)：(1)當(dāng)前狀態(tài)是否安全？(2)如果進(jìn)程P2提出安全請(qǐng)求Request2=(1,2,2,2),系統(tǒng)能否將資源分配給它？說(shuō)明原因解：（1）當(dāng)前狀態(tài)是安全狀態(tài)。運(yùn)行安全性檢查算法如下：1）Work = Available；Finish = false；2）尋找滿足如下條件的i:Finish

10、i=false并且NeediWorki；如果不存在，則轉(zhuǎn)步驟4）；3）Work = Work + Allocationi；Finishi = true；轉(zhuǎn)步驟2）4）如果對(duì)于所有i，F(xiàn)inishi = true，則系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，否則處于不安全狀態(tài)。令Work = Available=（1, 6, 2, 3）運(yùn)行安全性檢測(cè)算法，F(xiàn)inish0=false并且Need0=(0 0 1 2)Work,則Work = Work + Allocation0=（1, 6, 2, 3）+（0, 0, 3, 2）=（1, 6, 5, 5）；Finish0 = true；Finish3=false并且Nee

11、d3=（0, 6, 5, 2）Work,則Work = Work + Allocation3=（1, 6, 5, 5）+（0, 3, 3, 2）=（1, 9, 8, 7）；Finish3 = true；Finish4=false并且Need4=（0, 6, 5, 6）Work,則Work = Work + Allocation4=（1, 9, 8, 7）+（0, 0, 1, 4 ）=（1, 9, 9, 11）；Finish4 = true；Finish1=false并且Need1=（1, 7, 5, 0）Work,則Work = Work + Allocation4=（1, 9, 9, 1）+

12、(1, 0, 0, 0 )=(2, 9, 9, 11)；Finish1 = true；Finish2=false并且Need2=（2, 3, 5, 6）Work,則Work = Work + Allocation4=（2, 9, 9, 11）+（1, 3, 5, 4 ）=（3, 12, 14, 15）；Finish2 = true；可以找到一個(gè)安全進(jìn)程序列，它使Finishi=true，對(duì)于所有0i4，因而可以斷言系統(tǒng)當(dāng)前處于安全狀態(tài)（2）運(yùn)行銀行家算法，由于Request2=（1, 2, 2, 2）Need2=（2, 3, 5, 6），因而請(qǐng)求合法。進(jìn)一步，Request2=（1, 2, 2, 2）Available=（1, 6, 2, 3），故該請(qǐng)求是可以滿足的。假設(shè)將資源分配給p2，則系統(tǒng)