操作系統(tǒng)應(yīng)用題及答案

1、蘭州大學(xué)期末考試應(yīng)用題1. 假定在單CPU條件下有下列要執(zhí)行的作業(yè)：作業(yè)運(yùn)行時(shí)間優(yōu)先級(jí)1102243335作業(yè)到來(lái)的時(shí)間是按作業(yè)編號(hào)順序進(jìn)行的（即后面的作業(yè)依次比前一個(gè)作業(yè)遲到一個(gè)時(shí)間單位）（1）用一個(gè)執(zhí)行時(shí)間圖描述在采用非搶占式優(yōu)先級(jí)算法時(shí)執(zhí)行這些作業(yè)的情況。（2）對(duì)于上述算法，求各個(gè)作業(yè)的周轉(zhuǎn)時(shí)間、帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間？并求出平均周轉(zhuǎn)時(shí)間以及平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間是多少？答：（1）作業(yè)1 作業(yè)3 作業(yè)21 3 2 1 11 14 18（2）周轉(zhuǎn)時(shí)間：作業(yè)1：10 作業(yè)2：16 作業(yè)3：11平均周轉(zhuǎn)時(shí)間：（101611）/337/3帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間：作業(yè)1：1 作業(yè)2：4 作業(yè)3：11/3平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間：2

2、6/9上述題目也可這樣求：作業(yè)運(yùn)行時(shí)間開始執(zhí)行時(shí)間結(jié)束時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間1101111013311141111/3241418164平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為：（10+11+16）/3=37/3=12.3平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間為：(1+11/3+4)/3=26/9=2.89若將該題改為短作業(yè)優(yōu)先（非搶占式）結(jié)果一樣。2. 假定在單道批處理環(huán)境下有5個(gè)作業(yè)，各作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)的時(shí)間和估計(jì)運(yùn)行時(shí)間如下表所示：作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)間估計(jì)運(yùn)行時(shí)間/分鐘18:004028:203038:301249:001859:105 (1) 如果應(yīng)用先來(lái)先服務(wù)的作業(yè)調(diào)度算法，試將下面表格填寫完整。作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)間估計(jì)運(yùn)行時(shí)間/

3、分鐘開始時(shí)間結(jié)束時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間/分鐘18:00408:00 8:40 40 28:20308:40 9:10 50 38:30129:10 9:22 52 49:00189:22 9:40 40 59:1059:40 9:45 35 作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T=43.4（分鐘）  （2）如果應(yīng)用最短作業(yè)優(yōu)先的作業(yè)調(diào)度算法，試將下面表格填寫完整。作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)間估計(jì)運(yùn)行時(shí)間/分鐘開始時(shí)間結(jié)束時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間/分鐘18:00408:00 8:4

4、0 40 28:20308:52 9:22 62 38:30128:40  8:5222 49:00189:27 9:45 45 59:1059:22 9:27 17 作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T=37.2（分鐘） 實(shí)際執(zhí)行序列為：1 3 2 5 43.有4個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3、P4，它們進(jìn)入系統(tǒng)的時(shí)刻和要求的運(yùn)行時(shí)間如下表所示：進(jìn)程進(jìn)入時(shí)刻要求運(yùn)行時(shí)間P10.0003P21.0016P34.0014P46.0012（1） 畫圖分別說(shuō)明，系統(tǒng)采用先來(lái)先服

5、務(wù)和短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度算法（非搶占式）時(shí)，它們的執(zhí)行情況。（2） 分別計(jì)算上述兩種情況下進(jìn)程的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間。解：(1)FCFS：進(jìn)程進(jìn)入時(shí)刻要求運(yùn)行時(shí)間開始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間P10.00030.0003.00031P21.00163.0009.0007.9997.999/6P34.00149.00013.0008.9998.999/4P46.001213.00015.0008.9998.999/2SPF:進(jìn)程進(jìn)入時(shí)刻要求運(yùn)行時(shí)間開始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間P10.00030.0003.00031P21.00163.0009.0007.9997.999/6P4

6、6.00129.00011.0004.9994.999/2P34.001411.00015.00010.99910.999/4(2)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為：FCFS（3+7.999+8.999+8.999）/4=28.997/4=7.25SPF: （3+7.999+4.999+10.999）/4=26.997/4=6.7平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間：FCFS（1+7.999/6+8.999/4+8.999/2）/4=9/4=2.25SPF: （1+7.999/6+4.999/2+10.999/4）/4=5.25/4=1.34. 假定系統(tǒng)中有4個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3、P4和3類資源R1、R2、R3（資源數(shù)量分別為9

7、、3、6），在t0時(shí)刻的資源分配情況如下表所示。資源情況 Max Allocation need available進(jìn)程 R1 R2 R3 R1 R2 R3 R1 R2 R3 R1 R2 R3 P1 3 2 2 1 0 0 2 2 2 1 1 2 P2 6 1 3 5 1 1 1 0 2 P3 3 1 4 2 1 1 1 0 3 P4 4 2 2 0 0 2 4 2 0試問(wèn)： （1）t0時(shí)刻是否安全？ （2）P2發(fā)出請(qǐng)求向量request2（1,0,1），系統(tǒng)能否將資源分配給它？（3）在P2申請(qǐng)資源后，若P1發(fā)出請(qǐng)求向量request1（1,0,1），系統(tǒng)能否將資源分配給它？（4）在P1申請(qǐng)資

8、源后，若P3發(fā)出請(qǐng)求向量request3（0,0,1），系統(tǒng)能否將資源分配給它？答案：（1）調(diào)用安全性算法進(jìn)程 資源Work+AlloAllocationNeedFinishR1 R2 R3R1 R2 R3R1 R2 R3P26 2 35 1 11 0 2TRUEP17 2 31 0 02 2 2TRUEP39 3 42 1 11 0 3TRUEP49 3 60 0 24 2 0TRUE在t0時(shí)刻存在一個(gè)安全序列P2，P1，P3，P4，故系統(tǒng)是安全的。（2） 當(dāng)P2發(fā)出請(qǐng)求request2（1,0,1），因?yàn)閞equest2（1,0,1）<need2(1,0,2)，并且request2（

9、1,0,1）<available(1,1,2),所以進(jìn)行假分配，修改：Allocation=（5,1,1）+（1,0,1）=（6,1,2） Need=（1,0,2）-（1,0,1）=（0,0,1） Available=（1，1,2）-（1,0,1）=（0,1,1）調(diào)用安全性算法：進(jìn)程 資源Work+AlloAllocationNeedFinishR1 R2 R3R1 R2 R3R1 R2 R3P26 2 36 1 20 0 1TRUEP17 2 31 0 02 2 2TRUEP39 3 42 1 11 0 3TRUEP49 3 60 0 24 2 0TRUE可以找到一個(gè)安全序列 P2，P

10、1，P3，P4，故系統(tǒng)是安全的，可以將P2所申請(qǐng)的資源分配給它。（3） 當(dāng)P1發(fā)出請(qǐng)求request1（1,0,1），因?yàn)閞equest1（1,0,1）<need1（2,2,2），但是request1（1,0,1）并不小于等于available，因此暫時(shí)不能分配，P1阻塞（4） 若P3發(fā)出請(qǐng)求向量request3（0,0,1），因?yàn)閞equest3（0,0,1）<need3(1,0,3), request3（0,0,1）<available(0,1,1),所以進(jìn)行假分配，修改：Allocation=（2,1,1）+（0,0,1）=（2,1,2） Need=（1,0,3）-（0

11、,0,1）=（1,0,2） Available=（0,1,1）-（0,0,1）=（0,1,0）調(diào)用安全性算法：work=（0,1,0），不能滿足任何進(jìn)程的最大需求，因此此前的假分配將被撤銷，進(jìn)程P3阻塞5.設(shè)系統(tǒng)中有三類資源（A，B，C）和5個(gè)進(jìn)程（P1，P2，P3，P4，P5），A資源的數(shù)量為17，B資源的數(shù)量為5，C資源的數(shù)量為20，T0時(shí)刻的系統(tǒng)狀態(tài)見下表 進(jìn)程最大資源需求量 A B C已分配資源數(shù)量 A B C P1 P2 P3 P4 P5 5 5 9 5 3 6 4 0 11 4 2 5 4 2 4 2 1 2 4 0 2 4 0 5 2 0 4 3 1 4（1） T0時(shí)刻是否為安全

12、狀態(tài)？若是，請(qǐng)給出安全序列？（2） 在T0時(shí)刻若進(jìn)程P2請(qǐng)求資源（0，3，4），是否能實(shí)施資源分配，為什么（3） 在（2）的基礎(chǔ)上，若進(jìn)程P4請(qǐng)求資源（2，0，1），是否能實(shí)施資源分配，為什么？（4）在（3）的基礎(chǔ)上，若進(jìn)程P1請(qǐng)求資源（0，2，0），是否能實(shí)施資源分配，為什么？6.一個(gè)由3個(gè)頁(yè)面(頁(yè)號(hào)為0、1、2)，每頁(yè)有2048個(gè)字節(jié)組成的程序，假定在某時(shí)刻調(diào)入8個(gè)物理塊的內(nèi)存，其頁(yè)面的頁(yè)號(hào)和物理塊號(hào)的對(duì)照表如下： 邏輯頁(yè)號(hào) 主存塊號(hào) 0 4 1 7 2 1 請(qǐng)根據(jù)頁(yè)表，計(jì)算下列給出的邏輯地址對(duì)應(yīng)的絕對(duì)地址。 (1)100 (2)2617 (3)5196答：首先根據(jù)邏輯地址查頁(yè)表，得到主存

13、的塊號(hào)，再根據(jù)公式絕對(duì)地址=塊號(hào)×塊長(zhǎng)+頁(yè)內(nèi)地址進(jìn)行計(jì)算。 （1）100的頁(yè)號(hào)為0（100/2048=0），頁(yè)內(nèi)地址為100mod2048=100；查表得主存塊號(hào)為4，于是絕對(duì)地址=4×2048+100=8292； （2）2617的頁(yè)號(hào)為1（2617/2048=1），頁(yè)內(nèi)地址為2617mod2048=569；查表得主存塊號(hào)為7，于是絕對(duì)地址=7×2048+569=14905； （3）5196的頁(yè)號(hào)為2（5196/2048=2），頁(yè)內(nèi)地址為5196mod2048=1100；查表得主存塊號(hào)為1，于是絕對(duì)地址=1×2048+1100=3148； （注：mod為

14、取模運(yùn)算，即求余數(shù)）7. 在請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，某用戶的編程空間為16個(gè)頁(yè)面，每頁(yè)1K，分配的內(nèi)存空間為8K。假定某時(shí)刻該用戶的頁(yè)表如下圖所示，試問(wèn)：（1）邏輯地址084B（H）對(duì)應(yīng)的物理地址是多少？（用十六進(jìn)制表示）（2）邏輯地址5000（十進(jìn)制）對(duì)應(yīng)的物理地址是多少？（用十進(jìn)制表示）答：5000除以1024得頁(yè)號(hào)為4，頁(yè)內(nèi)偏移為904。查找頁(yè)表得對(duì)應(yīng)的塊號(hào)為12，所以5000對(duì)應(yīng)的物理地址為：12×1024+904=13192（3） 當(dāng)該用戶進(jìn)程欲訪問(wèn)24A0（H）單元時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？答：通過(guò)前面的方法得出頁(yè)號(hào)為9，大于頁(yè)表的長(zhǎng)度，因此產(chǎn)生越界中斷 頁(yè)號(hào) 塊號(hào)0317243141

15、2596617208. 有一個(gè)虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)。分配給某進(jìn)程3頁(yè)內(nèi)存，開始時(shí)內(nèi)存為空，頁(yè)面訪問(wèn)序列如下：6、5、4、3、2、1、5、1、5、2、1、2、1、2、1、6、5（1）       若采用先進(jìn)先出的頁(yè)面置換算法（FIFO），缺頁(yè)次數(shù)為多少？置換次數(shù)為多少？序號(hào)1234567891011121314151617頁(yè)面走向65432151521212165內(nèi)存654321555555555666543211111111155654322222222211缺頁(yè)置換缺頁(yè)次數(shù)為：8 置換次數(shù)為：5（2） 若采用最近最少使用的頁(yè)面置換

16、算法（LRU），缺頁(yè)次數(shù)為多少？置換次數(shù)為多少？序號(hào)1234567891011121314151617頁(yè)面走向65432151521212165內(nèi)存655321515212121656653215152121216465322215555521缺頁(yè)置換缺頁(yè)次數(shù)：9 置換次數(shù)：69. 在采用請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理的系統(tǒng)中，一作業(yè)的頁(yè)面走向?yàn)?、2、3、4、3、1、5、4、6、2、1、2、5、7、3、2、4，假定分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)為4，開始時(shí)4個(gè)物理塊全部為空。試計(jì)算用LRU調(diào)度算法時(shí)，訪問(wèn)過(guò)程中發(fā)生的缺頁(yè)次數(shù)和頁(yè)面置換次數(shù)，寫出依次應(yīng)淘汰的頁(yè)面號(hào)。答案：序列12343154621257324棧12

17、132143213421134251344513645126451264216452167521375223754237缺頁(yè)置換缺頁(yè)次數(shù)為：12 置換次數(shù)：8依次應(yīng)淘汰的頁(yè)面號(hào)為：2、3、1、5、4、6、1、510在一個(gè)請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，假如系統(tǒng)分配給一個(gè)作業(yè)的物理塊數(shù)為3，此作業(yè)的頁(yè)面走向?yàn)?，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5。試用FIFO和LRU兩種算法分別計(jì)算出程序訪問(wèn)過(guò)程中所發(fā)生的缺頁(yè)次數(shù)和置換次數(shù)，并給出依次應(yīng)淘汰的頁(yè)面號(hào)11. 某移動(dòng)臂磁盤的柱面由外向里順序編號(hào)，假定當(dāng)前磁頭停在100號(hào)柱面且移動(dòng)臂方向是向里的，現(xiàn)有如下表1所示的請(qǐng)求序列在等待訪問(wèn)磁盤：表1 訪問(wèn)

18、磁盤請(qǐng)求序列請(qǐng)求次序12345678910柱面號(hào)190101608090125302014025回答下面的問(wèn)題：寫出分別采用“最短尋道時(shí)間優(yōu)先算法”和“電梯調(diào)度算法”時(shí)，實(shí)際處理上述請(qǐng)求的次序以及平均尋道時(shí)間。SCAN： 下一個(gè)磁道號(hào)移動(dòng)距離1251401601909080302520102515203010010505510平均尋道時(shí)間27SSTF：下一個(gè)磁道號(hào)移動(dòng)距離9080125140160190302520101010451520301605510平均尋道時(shí)間3112. 假定一個(gè)磁盤有200個(gè)柱面，編號(hào)為0199，在完成了對(duì)125柱面的請(qǐng)求后，當(dāng)前正在143號(hào)柱面處為一個(gè)請(qǐng)求服務(wù)。請(qǐng)求

19、隊(duì)列中還有若干個(gè)請(qǐng)求者在等待服務(wù)，假設(shè)他們依次要訪問(wèn)的柱面號(hào)為：86,147,91,177,94,150,102,175,130。請(qǐng)分別計(jì)算SSTF、SCAN和CSCAN算法時(shí)實(shí)際服務(wù)的次序和磁臂移動(dòng)的距離，并求平均尋道長(zhǎng)度。答案：SSTF： 147 150 130 102 94 91 86 175 177磁頭移動(dòng)總量：162 平均尋道長(zhǎng)度：162/9=18SCAN： 147 150 175 177 130 102 94 91 86磁頭移動(dòng)總量：125 平均尋道長(zhǎng)度：125/9=13.9CSCAN：147 150 175 177 86 91 94 102 130磁頭移動(dòng)總量：165 平均尋道長(zhǎng)

20、度：165/9=18.313.采用可變分區(qū)方式管理主存空間時(shí)，若主存中按地址順序依次有5個(gè)大小分別為15KB、28KB、10KB、226KB和110KB的空閑區(qū)。現(xiàn)在有5個(gè)作業(yè)Ja、Jb、Jc、Jd和Je，它們所需的主存依次為10KB、15KB、102KB、26KB和180KB。請(qǐng)問(wèn)：（1）如果采用首次適應(yīng)算法能把這5個(gè)作業(yè)按JaJe的次序全部裝入主存嗎？P87（2）用什么分配算法裝入這5個(gè)作業(yè)可使主存的利用率最高？答案：（1）不能。裝入Ja后內(nèi)存空閑區(qū)變?yōu)椋?KB、28KB、10KB、226KB和110KB裝入Jb后內(nèi)存空閑區(qū)變?yōu)椋?KB、13KB、10KB、226KB和110KB裝入Jc后內(nèi)存空閑區(qū)變?yōu)椋?KB、13KB、10KB、124KB和110KB裝入Jd后內(nèi)存空閑區(qū)變?yōu)椋?KB、13KB、10KB、98KB和110KB因?yàn)镴e需要180KB的內(nèi)存區(qū)，所以不能滿足（2）用最佳適應(yīng)算法。14.假定某系統(tǒng)采用可變分區(qū)管理技術(shù)，某時(shí)刻在內(nèi)存中有3個(gè)大小分別為35KB、25KB、50KB的空閑塊，它們的起始地址依次遞增。請(qǐng)構(gòu)造一個(gè)內(nèi)存請(qǐng)求序列，使得首次適應(yīng)分配算法能滿足該請(qǐng)求序列，而最佳適應(yīng)分配算法則不能。要求對(duì)構(gòu)