北工大操作系統(tǒng)作業(yè)合集

1、精選資料，歡迎下載第八次作業(yè)基礎(chǔ)作業(yè)1. 假設(shè)一個磁盤驅(qū)動器有 5000個柱面，從0到4999。驅(qū)動器正在為143的一個請求服務(wù)， 且前面的一個請求在 125。按照FIFO的順序，即將到來的請求是 86, 1470，913，1774，948，1509，1022，1750，130。請按照 FCFS SSTF SCAN LOOK C-SCAN C-LOOK 要滿 足隊列中的服務(wù)要求磁頭總的移動距離是多少。143 86 1470 913 1774 948 1509 1022 1750 130a. FCFS : 143, 86, 1470, 913, 1774, 948, 1509, 1022, 17

2、50, 130. 總尋道距離7081.b. SSTF : 143, 130, 86, 913, 948, 1022, 1470, 1509, 1750, 1774.總尋道距離1745.c. SCAN : 143, 913, 948, 1022, 1470, 1509, 1750, 1774, 4999, 130, 86. 總尋道距離9769.d. LOOK:143, 913, 948, 1022, 1470, 1509, 1750, 1774, 130, 86.總尋道距離3319.e. C-SCAN : 143, 913, 948, 1022, 1470, 1509, 1750, 1774,

3、4999, 0, 86, 130.總尋道距離9813f. C-LOOK : 143, 913, 948, 1022, 1470, 1509, 1750, 1774, 86, 130.總尋道距離3363.2. 為什么文件分配的位圖必須保存在大容量存儲器中，而不是主存中？答：因為如果保存在內(nèi)存中，當(dāng)系統(tǒng)崩潰時，這些空閑區(qū)間的信息將會被丟失，而如果保存在大容量存儲器中就可以解決這個問題。3 假設(shè)要為一個文件換一個名字。一種選擇是使用操作系統(tǒng)提供的RENAME方法，另一種方法是：把文件復(fù)制為新文件，然后刪除原來的文件以實現(xiàn)重命名。請問，這兩種方法在 實現(xiàn)上有什么不同？答：RENAME方法是修改目錄文件

4、的文件名部分，而刪除原來文件再重命名則需要再創(chuàng)立一 個新文件，目錄文件中增加一項，分配新空間；刪除目錄文件中的文件項目，然后回收占用 的空間。4請解釋使用索引節(jié)點有什么好處答：減小目錄文件的大小，提高查找文件的效率5. 在UNIX中open系統(tǒng)調(diào)用絕對需要么？如果沒有會產(chǎn)生什么結(jié)果。答：如果沒有open命令，那么每個read命令都需要確定要打開的文件名。系統(tǒng)必須找到文件的i節(jié)點，雖然這個數(shù)據(jù)放入 cache可以減少一些時間，但是當(dāng)數(shù)據(jù)變化的時候，i節(jié)點的數(shù)據(jù)需要刷新到磁盤上。6. UNIX系統(tǒng)中有關(guān)盤塊的分配與釋放是借助超級塊中的棧來進(jìn)行的。假如某個時刻系統(tǒng)狀 況如下圖所示，若此時某個進(jìn)程要刪

5、除文件 A，并歸還它所占用的盤塊 220，110, 645，549， 176。請說明過程，并給出刪除完畢后有關(guān)數(shù)據(jù)及表目的更改情況。s*nfree97100199786278802301106457. 考慮一個索引節(jié)點所表示的UNIX文件的組織。假設(shè)有12個直接塊指針，在每個索引節(jié)點中有一個單重、雙重和三重間接指針。此外，假設(shè)系統(tǒng)塊大小和磁盤扇區(qū)大小都是8K,如果磁盤塊指針是 32位，其中8位表示物理磁盤，24位表示物理塊，那么a. 該系統(tǒng)支持的最大文件大小是多少？b. 該系統(tǒng)支持的最大文件分區(qū)是多少？c. 假設(shè)主存中除了文件索引節(jié)點外沒有其他信息，訪問在位置12423956中的字節(jié)需要多少磁

6、盤訪問？答：a. 通過用塊大小除以指針大小得到盤塊指針的數(shù)目：每塊 8K/4 = 2K這樣I節(jié)點可以支持的最大文件容量是：12+2k+2k*2k+2k*2k*2k=(12+2K+4M+8G)*8K( 塊大小)=96KB + 16MB + 32GB + 64TB直接尋址 一級間接尋址 二級間接尋址 三級間接尋址b. 在一個分區(qū)中識別一個塊需要24位。所以：*8K =16M*8K=128GBc. 使用從(a)得到的信息，發(fā)現(xiàn)直接塊只能表示96KB,而一次間接塊表示16MB.題目中要求 的請求位置在13M左右，使用一次間接塊.就可以了。所以要用兩次磁盤訪問，一次訪問一 次間接塊，另一次訪問包含數(shù)據(jù)的

7、盤塊第七次作業(yè)1什么是設(shè)備無關(guān)性?應(yīng)用程序只按套路調(diào)用操作系統(tǒng)提供的功能即可，不關(guān)心實際的設(shè)備是什么，這就是與設(shè)備無關(guān)性2.以下各項工作a. 為一個磁盤讀b. 向設(shè)備寄存器c. 檢查用戶是否d. 將二進(jìn)制整數(shù)3為什么在要扌 答：達(dá)到緩沖的乍由I/O軟件的哪一層完成？?操作計算磁道、扇區(qū)、磁頭；設(shè)備驅(qū)動程序；寫命令；中斷處理程序允許使用設(shè)備；設(shè)備獨立性軟件轉(zhuǎn)換成 ASCII碼以便打印硬件:丁印的文件通常都假脫機輸出到磁盤上？目的，實現(xiàn)提高I/O設(shè)備性能的目的。為了打印一個文件，一個進(jìn)程首先要生成需要打印的整個文件并把它放在假脫機目錄里。由守護(hù)進(jìn)程打印該目錄下的文件，該進(jìn)程是允許使用打印機設(shè)備文件

8、的唯一進(jìn)程。通過保護(hù)設(shè)備文件來防止用戶直接使用，可以解決某些進(jìn)程不必要地長期空占打印機的問題。第六次作業(yè)1假設(shè)頁表在內(nèi)存保存的分頁系統(tǒng)，a. 如果一次訪問內(nèi)存用 200ns，那么訪問一個頁內(nèi)的一次數(shù)據(jù)訪問用多少時間？b. 如果加入TLB,有75%勺命中率，那么內(nèi)存有效訪問時間是多少？a）訪問一個頁內(nèi)數(shù)據(jù)需要訪問兩次內(nèi)存，第一次訪問內(nèi)存中的頁表，第二次根據(jù)頁表中的信息形成的物理地址訪問內(nèi)存訪問數(shù)據(jù)，所以要用200*2=400nsb）加入TLB,獲得物理地址的過程為：先在TLB中查找，如果TLB中命中，則直接獲得物理地址，如果 TLB中不存在，則去訪問頁表，所以需要的訪問時間為0.25*200=5

9、0ns總共需要的時間為 50 ns+200ns=250ns2.在一個虛擬存儲管理系統(tǒng)中采用頁式方法對內(nèi)存空間進(jìn)行管理，它有24位的虛擬地址空間，而實際的物理地址空間是16位，頁框大小為2k。假設(shè)有兩個進(jìn)程 A和B。其中A進(jìn)程的0、2頁已經(jīng)調(diào)入到內(nèi)存的2、3號頁框；B進(jìn)程的1、3頁已經(jīng)調(diào)入到內(nèi)存的7、8號頁框。請問：A進(jìn)程的虛擬地址12FF可以轉(zhuǎn)換成什么物理地址？B進(jìn)程的虛擬地址17BA可以轉(zhuǎn)換成什么物理地址？如果不能轉(zhuǎn)換，操作系統(tǒng)會執(zhí)行什么操作？頁框大小為2k=2A11,有11位的位移。A進(jìn)程：12FF=0001 0010 1111 1111 ,00010=2,A進(jìn)程中2頁調(diào)進(jìn)3號框，因此物理

10、地址為： 0001 1010 1111 1111B進(jìn)程：17BA=0001 0111 1011 1010，在進(jìn)程2中沒有2號頁，需要的頁面不在內(nèi)存時，請 求調(diào)入所需的頁面 判斷對錯如果缺頁率太高，通常說明一個進(jìn)程分得的頁框太多了。第五次作業(yè)基礎(chǔ)作業(yè)1內(nèi)部碎片與外部碎片之間的區(qū)別？內(nèi)部碎片：內(nèi)存分頁時，最后一頁未裝滿的部分就是內(nèi)部碎片?；蛞蛘{(diào)入的數(shù)據(jù)小于分區(qū)而產(chǎn)生分區(qū)空間的浪費，稱為內(nèi)部碎片。外部碎片：共享時要分段，在段的換入換出時未使用的部分就是外部碎片。一開始運行得很好，但是在執(zhí)行一段時間后，會出現(xiàn)一些小的洞。這種在分區(qū)外的洞稱為外部碎片。內(nèi)存按順序有100k, 500k, 200k, 30

11、0k, 600k，用首次適應(yīng)、最佳適應(yīng)和最差適應(yīng)如何放置 212k, 417k, 112k , 426k 的進(jìn)程？首次適應(yīng)：212k分配給500k, 417k分配給600k, 112k分配給200k, 426k沒有可分配 最佳適應(yīng)：首先將 212k分配給300k，將417k分配給500k，將112k分配給200k，將 426k分配給600k;最差適應(yīng)：將 212k分配給600k，將417分配給500k，將112分配給300k，最后426 沒有可分配的。2假設(shè)一個有8個1k頁面的邏輯地址空間，映射到一個 32個頁框的物理內(nèi)存，問：邏輯 地址多少位？物理地址多少位？邏輯地址：13位物理地址：15位

12、4. ( 8.12 )有段表段基地址長度02196001230014290100313275804195296下面的物理地址是多少？a) 0,430;b)1,10;c)2,500;d)3,400; e)4,122a、 649 b 、 2310 c 、 590 d 、 1727 e 、 20745. 在頁面大小為4k的系統(tǒng)中，根據(jù)圖中所示頁表，下面的邏輯地址經(jīng)過重定位之后的物理地址是什么？a)20; b)4100; c)8300A 49172 b 、 53252 c 、 615486. 臺計算機為每個進(jìn)程提供65536字節(jié)的地址空間，頁面的大小為4k。一個程序有32768字節(jié)的正文，16386字

13、節(jié)的數(shù)據(jù)，15870字節(jié)的堆棧，此程序是否能裝入此地址空間？若頁 面大小為512字節(jié)呢？4k不能，512字節(jié)可以；解析過程：65536/4096=16，共計16個頁面；正文需要頁面：32768/4096=8數(shù)據(jù)需要頁面：16386/4096=5對戰(zhàn)需要：15870/4096=4共需17個頁面，所以不能裝入512字節(jié)同理可得正好能夠裝入補充作業(yè)判斷對錯編譯時綁定是大多數(shù)通用操作系統(tǒng)使用的地址綁定方法。X最佳適配法可以在內(nèi)存分配過程中留下最小的洞。V為解決內(nèi)存分配時導(dǎo)致的外部碎片可以采用壓縮的方法來解決，因此需要在地址綁定的時候采用靜態(tài)重定位方法。 X如果現(xiàn)在基地址寄存器的值是1200,界限寄存器

14、的值是 350,那么當(dāng)前進(jìn)程產(chǎn)生對絕對地址1551的訪問是合法的。X可重入代碼不可以被共享。X基礎(chǔ)作業(yè)1.考慮下面一組進(jìn)程，進(jìn)程占用的CPU區(qū)間長度以毫秒計算。 假設(shè)在0時刻進(jìn)程以P1, P2,P3, P4, P5的順序到達(dá)。進(jìn)程區(qū)間時間優(yōu)先級P1103P211P323P414P552(1)畫出4 個 Gantt 圖，分別演示使用 FCFS, SJF,非搶占優(yōu)先級(數(shù)字越小表示優(yōu)先級越高)和RR (時間片=1)算法調(diào)度時進(jìn)程的執(zhí)行過程。(2 )每個進(jìn)程的周轉(zhuǎn)時間是多少？(3)每個進(jìn)程在每種調(diào)度算法下的等待時間是多少？解：(1) GANTT圖FCFS P1 P2 P3 P4 P5SJF: P2

15、P4 P3 P5 P1非搶占優(yōu)先級：P2 P5 P1 P3 P4RR P1 P2 P3 P4 P5 P1 P3 P5 P1 P5 P1 P5 P1 P5 P1(2)周轉(zhuǎn)時間：FCFSSJF非搶占優(yōu)先級RRP110191619P211112P3134187P4142194P5199614Allocati onMaxA B C DA B C DP00 0 1 20 0 1 2P11 0 0 01 7 5 0P21 3 5 42 3 5 6P30 6 3 20 6 5 2P40 0 1 40 6 5 6使用銀行家算法回答下面的冋題：(1)Need矩陣的內(nèi)容(2)系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)(3)如果從進(jìn)程P

16、1發(fā)來一個請求(解：(1) Need 矩陣AvailableA B C D1 5 2 00, 4, 2, 0),這個請求是否可以立即滿足?(3)等待時間:FCFSSJF非搶占優(yōu)先級RRP10969P210001P3112165P4131183P5144192.考慮下面一個系統(tǒng)在某一個時刻的狀態(tài)。ABCDP00000P10750P21002P30020P40642(2)處于安全狀態(tài)，先是 P0完成，之后P3，之后P2，之后P1，之后P4。(3)可以立即滿足，滿足后仍處于安全狀態(tài)。補充作業(yè)判斷對錯在RR調(diào)度中，上下文切換的時間應(yīng)該小于時間片的長度。XSJF調(diào)度算法是最適合分時系統(tǒng)的調(diào)度算法。XFC

17、FS調(diào)度算法只能是非搶占式的。V如果資源分配圖中有環(huán)，那么就一定有死鎖。X死鎖的時候系統(tǒng)一定處于非安全狀態(tài)。V第三次作業(yè)一、基礎(chǔ)作業(yè)1. 什么是忙等待？ 持續(xù)地檢測一個變量直到它具有某一個特定值稱為忙等待。2吸煙者問題： 有 3 個吸煙者和一個供應(yīng)者。 第一個吸煙者有自己的煙草； 第二個吸 煙者有自己的紙；第三個吸煙者有自己的火柴。供應(yīng)者每次隨機放兩樣?xùn)|西到桌子上 提供給 3 個吸煙者之中的一個以完成吸煙。請用信號量為吸煙者和供應(yīng)者進(jìn)程編寫程 序。Semaphore n2=0;Semaphore s=1;0 代表煙草， 1 代表紙， 2 代表火柴 ./ 供應(yīng)者程序Void procucer()

18、While(1)隨機生成一個在02之間的數(shù)i ;Wait(s);將除了 i表示的另外兩件東西放在桌子上；Signal(ni);/ 吸煙者程序Void smoker(int i)While(1)Wait(ni);Somke();Signal(s);二、 補充作業(yè)1.假設(shè)有三個進(jìn)程 R、W1 W2共享緩沖區(qū)B。B中只能存放一個數(shù)。R每次從輸入設(shè)備中讀一個整數(shù)放入 B中。如果這個整數(shù)是奇數(shù)，由W1取出打印。如果這個整數(shù)是偶數(shù)，則由W2取出打印。規(guī)定僅當(dāng)B中沒有數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)已經(jīng)被打印才會啟動R去讀數(shù)。W1 W2對B中的數(shù)據(jù)不能重復(fù)打印，當(dāng)B中沒有數(shù)據(jù)時也不能打印。要求用信號量操作寫出R W1 W2三個進(jìn)

19、程的程序。(請詳細(xì)描述所使用變量的含義)Semaphore s=1;進(jìn)程R可以存入緩沖區(qū) B的數(shù)據(jù)個數(shù)信號量Semaphore n2=0;/n0/n1表示進(jìn)程 W1/W2可以從緩沖區(qū) B中取出的數(shù)據(jù)個數(shù)；/ 進(jìn)程 RVoid R()While(1)讀入一個正數(shù) m;Wait(s);將 m 放入 B 中；if(m/2!=0)Signa(n0);ElseSignal(n1);Void w1()While(1);Wait(n0);從緩沖區(qū) B 取數(shù)據(jù) k;Signal(s);打印 K;Void w1()While(1);Wait(n1);從緩沖區(qū) B 取數(shù)據(jù) k;Signal(s);打印 K;2 有

20、一個鐵籠子， 獵手放入老虎，農(nóng)民放入豬，動物園等待取走老虎，飯店等待取走 豬。籠子中只能放入一個動物。請使用信號量方法為獵手、農(nóng)民、動物園、飯店進(jìn)程編寫程 序。Semaphore cage=1;/ 可以放入籠子中的動物數(shù)量Semaphore tiger=0;/Semaphore pig=0;/動物園從籠子中取出老虎的數(shù)量 飯店從籠子中取出豬的數(shù)量獵手進(jìn)程Void hunter() While(1)Wait(cage);將老虎放入籠子 ;Signal(tiger);Void farmer()While(1)Wait(cage);將豬放入籠子 ;Signal(pig);Void zoo()Whil

21、e(1)wait(tiger);從籠子中取出老虎 ;signal(cage);Void restaurant()While(1)waitl(pig);從籠子中取出豬；signal(cage);3某寺廟，有小、老和尚若干。 有一個水缸，由小和尚提水入缸供老和尚飲用。水缸 可容 10 桶水。水取自一個井中，水井窄，每次只能容一個水桶。水桶總數(shù)為3。水缸每次進(jìn)出也僅 1 桶水，不可以同時進(jìn)行。 請設(shè)置合適的信號量描述小和尚、 老和尚取水、入水的 算法。Semaphore bucket=3;/ 水桶的數(shù)量Semaphore tank=1;/ 水缸每次能容水桶的數(shù)量 ;Semaphore s=10;/

22、水缸容水桶水量 ;Semaphore well=1;/ 井每次能容水桶的數(shù)量；Semaphore empty=0;/ 水缸中現(xiàn)有的水量；Void youngmonk()While(1)Wait(bucket); 獲得水桶 ;Wait(well); 井中取水； signal(well); Wait(s); Wait(tank); 倒水入水缸 ;Signal(tank);Signal(bucket);Signal(empty);Void oldmonk()While(1)Wait(empty);Wait(bucket); 獲得水桶；Wait(tank); 從水缸中取水； Signal(tank);

23、 Signal(s); Signal(bucket);4. 判斷對錯(1) 一個系統(tǒng)中進(jìn)程之間可能是獨立的也可能是合作的。(2) 如果用鎖來保護(hù)臨界區(qū)可以防止競爭條件。V(3) 一個計數(shù)信號量的值只能 取 0 或者 1. X(4) 在管程中本地變量只能由本地過程來訪問。 V5. 選擇題(1) 關(guān)于競爭條件那句話是對的？ BA. 幾個線程要并發(fā)訪問同樣的數(shù)據(jù)B. 幾個線程要并發(fā)訪問并修改同樣的數(shù)據(jù)C. 只有在執(zhí)行結(jié)果與執(zhí)行順序無關(guān)的時候發(fā)生(2) 關(guān)于原子指令那句話是對的？ BA. 原子指令只能由一條機器指令組成B. 作為一個單獨的，不可以中斷的單元執(zhí)行C. 不能用于解決臨界區(qū)問題(3) 一個臨

24、界區(qū)的解決方案不需要實現(xiàn)下面的哪一條？ CA. 互斥 B. 有空讓進(jìn)C. 原子性 D. 有限等待(4) 當(dāng)?shù)蛢?yōu)先級的進(jìn)程正在訪問一個數(shù)據(jù)的時候，若一個高優(yōu)先級的進(jìn)程需要訪問同樣 的數(shù)據(jù)，可能發(fā)生 AA. 優(yōu)先級反轉(zhuǎn) B. 死鎖C. 競爭條件 D. 臨界區(qū)附加題：1 獨木橋問題：某條河上只有一座獨木橋，兩邊都有人要過河，為保證安全，一個方向 有人過河另一個方向的人就要等待， 并且允許一個方向上的人連續(xù)過河。 請使用信號量實現(xiàn) 正確的管理。Semaphore s=1;/ 兩岸過河能使用的橋的數(shù)量；Semaphore left=1,right=1;Int leftcount=0,rightcount

25、=0;/ 左岸過河進(jìn)程Void Left()While(1)Wait(left);Leftcount+;If(leftcount=1)Wait(s);Signal(left);左岸過河；Wait(left);Leftcount-;If(leftcount=0)Signal(s);Signal(left);/ 右岸進(jìn)程Void right()While(1)Wait(right);Rightcount+;If(rightcount=1)Wait(s);Signal(right); 右岸過河 ;Wait(right);Rightcount-;If(rightcount=0)Signal(s);Si

26、gnal(right);第二次作業(yè)一、基礎(chǔ)作業(yè)1. 論述短期、中期、長期調(diào)度之間的區(qū)別短期調(diào)度一從就緒隊列中選擇進(jìn)程執(zhí)行并把CPU分配給它。中期調(diào)度主要在分時系統(tǒng)中使用。 將內(nèi)存中的作業(yè)換出到外存中等到內(nèi)存允許的情況下 再換入到內(nèi)存中執(zhí)行。長期調(diào)度確定把哪個作業(yè)放到內(nèi)存中執(zhí)行。 它們之間的主要區(qū)別是執(zhí)行的頻率不同。短期調(diào)度執(zhí)行頻率高而長期調(diào)度執(zhí)行頻率低。2. 兩個進(jìn)程進(jìn)行上下文切換的操作通常， 操作系統(tǒng)必須保存當(dāng)前運行進(jìn)程的狀態(tài)并恢復(fù)下一個要調(diào)度的進(jìn)程的狀態(tài)。保存一個進(jìn)程的狀態(tài)通常包括 CPU所有寄存器的值和內(nèi)存的分配情況。3. 用戶級線程和內(nèi)核級線程之間的區(qū)別？相互對比的優(yōu)勢在哪里？（1）內(nèi)

27、核不知道用戶級線程的存在，但內(nèi)核知道內(nèi)核級線程的存在（2）內(nèi)核調(diào)度內(nèi)核級線程， 而用戶級線程則由線程庫調(diào)度在要體現(xiàn)系統(tǒng)靈活性的時候使用用戶級線程好， 因為用戶級線程可以自己設(shè)計自己的調(diào)度。內(nèi)核級線程則被內(nèi)核知道， 所以可以保證一個線程阻塞時可以調(diào)度一個進(jìn)程的另一個線程，減少系統(tǒng)開銷。三、 補充作業(yè)1假設(shè)有一個進(jìn)程，它的工作流程是先運行150ms,然后進(jìn)行I/O，最后執(zhí)行250ms結(jié)束。如果系統(tǒng)中的進(jìn)程有三個狀態(tài)，當(dāng)時間片為200ms時，請寫出進(jìn)程A從被系統(tǒng)接納到運行結(jié)束所經(jīng)歷的狀態(tài)轉(zhuǎn)換并說明原因。答：被系統(tǒng)接納之后：就緒 - 運行（原因：被調(diào)度執(zhí)行）、運行 - 阻塞（原因：執(zhí)行 I/O 操作）、阻塞 -就緒（原因： I/O 操作完成）、就緒 -運行（原因：被調(diào)度執(zhí)行）、運行 - 就 緒（原因：時間片到）、就緒 -運行（原因：被調(diào)度執(zhí)行）、結(jié)束。2. 圖中程序的運行結(jié)果。Value=103. 圖中程序運行完共有多少進(jìn)程？4. 判斷對錯(1)程序是活動的實體，進(jìn)程是被動的實體。X(2 )對于一個單處理器系統(tǒng)，最多只能有一個進(jìn)程處于運