操作系統(tǒng)模擬及部分答案

1、操作系統(tǒng)模擬習題一、 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（ ）內(nèi)存只能順序存?。?）在采用樹型目錄結(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，對某時刻的資源分配情況進行安全分析，如果該時刻狀態(tài)是安全的，則存在一個安全序列，且這個安全序列是唯一的。（ ）在文件目錄的目錄項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備二、 選擇題1.在下列操作系統(tǒng)的各個功能組成部分中，哪一個與中斷有關（ ）A進程上下文切換 B PCB大小 C快表尋址 D內(nèi)存管理2.一

2、個分段存儲管理系統(tǒng)中，地址長度為16位，其中段號占8位，則段長最大( )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.下列選項中，導致創(chuàng)進新進程的操作是（ ）I用戶成功登陸 II設備分配 III啟動程序執(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：一個進程向中間實體發(fā)送消息，等待另一進程異步地接收。( )A. 共享存儲區(qū) B. 消息緩沖 C. 信箱方式 D. 共享文件5. SPOOLing技術可以實現(xiàn)設備的( )分配。A獨占 B共享C虛擬 D物理6. 在進行作業(yè)調(diào)度時要想兼顧作業(yè)等待時間和計算時間，應

3、選取( )。 A均衡調(diào)度算法 B高優(yōu)先級優(yōu)先調(diào)度算法 C先來先服務算法 D高響應比優(yōu)先算法三、 填空題1.操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)最重要的_，它_了計算機硬件系統(tǒng)的功能；_ _了不同計算機系統(tǒng)硬件的差別，提供了應用程序使用計算機硬件強大處理功能的接口；2. 在UNIX系統(tǒng)中，文件的類型主要包括_， _，_。四簡答題1.試說明改進型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，若用字長為32位的位示圖管理磁盤空間，試問： 位示圖需要多少字？ 第i字第j位對應的塊號是多少？五、應用題銀行家算法如下：1. 安全狀態(tài): 是指系統(tǒng)能按某種進程順序(P1,P2,Pn)(稱序列為安全序

4、列)，來為每個進程Pi分配某所需資源，直至滿足每個進程對資源的最大需求，使每個進程都可順利地完成如果系統(tǒng)無法找到這樣一個安全序列，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 在每一次進程中申請的資源,判定一下,若實際分配的話,之后系統(tǒng)是否安全.3.銀行家算法的思路: 1)、進程一開始向系統(tǒng)提出最大需求量. 2)、進程每次提出新的需求(分期貸款)都統(tǒng)計是否超出它事先提出的最大需求量.

5、3)、若正常，則判斷該進程所需剩余剩余量(包括本次申請)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)、各進程最大需求量,Bmn,其中Bji表示進程j對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對第i資源尚需的數(shù)目.5.銀行家算法流程:當某時刻,某進程時,提出新的資源申請,系統(tǒng)作以下操作: 1)、判定En是否大于Djn,若大于,表示出錯. 2)、判定En是否大于系統(tǒng)剩余量An,若大于,則該進程等待. 3)

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

7、的打印機，依次編號為15。 又設系統(tǒng)中有n個使用打印機的進程，使用前申請，使用后釋放。 每個進程有一個進程標識，用于區(qū)別不同的進程。 每個進程還有一個優(yōu)先數(shù)，不同進程的優(yōu)先數(shù)各異。當有多個進程同時申請時，按照進程優(yōu)先數(shù)由高到低的次序?qū)嵤┓峙洹?試用信號燈和PV操作實現(xiàn)對于打印機資源的管理，即要求編寫如下函數(shù)和過程:(1) 函數(shù) require(pid，pri): 申請一臺打印機。參數(shù)pid為進程標識，其值為1到n的整數(shù); pri為進程優(yōu)先數(shù)，其值為正整數(shù); 函數(shù)返回值為所申請到打印機的編號，其值為1到5的整數(shù);(2) 過程 return(prnt): 釋放一臺打印機。參數(shù)prnt為所釋放打印機

8、的編號，其值為1到5的整數(shù)。解：#define N 5bool flagN+1;/flag0表示可用打印機數(shù),/flagi表示第i號打印機的狀態(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);將進程pid按其優(yōu)先數(shù)插入到等待隊列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隊首進程；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：(1)當前狀態(tài)是否安全？(2)如果進程P2提出安全請求Request2=(1,2,2,2),系統(tǒng)能否將資源分配給它？說明原因解：（1）當前狀態(tài)是安全狀態(tài)。運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）運行安全性檢測算法，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；可以找到一個安全進程序列，它使Finishi=true，對于所有0i4，因而可以斷言系統(tǒng)當前處于安全狀態(tài)（2）運行銀行家算法，由于Request2=（1, 2, 2, 2）Need2=（2, 3, 5, 6），因而請求合法。進一步，Request2=（1, 2, 2, 2）Available=（1, 6, 2, 3），故該請求是可以滿足的。假設將資源分配給p2，則系統(tǒng)