操作系統(tǒng)解答題練習(xí)

1、問答題練習(xí)1、（3分）請列出操作系統(tǒng)所具有的功能中的三個功能。參考答案：處理機管理，內(nèi)存管理，設(shè)備管理，文件管理，用戶界面2、（3分）請列出用戶界面的三個形式。參考答案：命令界面，程序界面和圖形界面1、設(shè)進程的到達時間和完成進程所需的運行時間（服務(wù)時間）如上表所示。請用短進程非搶占式調(diào)度算法計算各進程的開始運行時間、結(jié)束運行時間，周轉(zhuǎn)時間、和等待時間，并計算平均周轉(zhuǎn)時間。到達時間腫務(wù)時間開皓時間結(jié)東時間周拷時何等待時同III110C210031參考答案:進程到達時間服務(wù)時間開始時間結(jié)束時間周轉(zhuǎn)時間等待時間A010001001000B110101111110100C210011121120910

2、9D311001019897平均周轉(zhuǎn)時間T=129252、（3分）處理機調(diào)度算法的效果可以用周轉(zhuǎn)時間和帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間來度量。請說明這兩者有什么異同？參考答案：兩者都是從作業(yè)提交到完成的時間來度量算法的優(yōu)劣。但后者考慮作業(yè)的等待時間對于作業(yè)本身的服務(wù)時間的相對影響因素，因此當作業(yè)的差異性很大時，評價更客觀些。在單道批處理系統(tǒng)中，下列三個作業(yè)采用先來先服務(wù)的調(diào)度算法和最高響應(yīng)比優(yōu)先算法進行調(diào)度，哪一種調(diào)度算法的性能較好？請完成下表。作業(yè)提交時刻運行時刻開始時刻完成時刻周轉(zhuǎn)時間/min帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間110:002:00210:101:00310:250:25平均周轉(zhuǎn)時間T=平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間W=參考答案：

3、先來先服務(wù)調(diào)度算法：作業(yè)提交時刻運行時刻開始時刻完成時刻周轉(zhuǎn)時間/min帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間110:002:0010:0012:001201210:101:0012:0013:0017017/6310:250:2513:0013:2518036/5平均周轉(zhuǎn)時間T=15667min平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間W=368最高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法：作業(yè)提交時刻運行時刻開始時刻完成時刻周轉(zhuǎn)時間/min帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間110:002:0010:0012:001201210:101:0012:2513:251953.25310:250:2512:0012:251204.8平均周轉(zhuǎn)時間T=145min平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間W=302綜上所

4、述，最高響應(yīng)比調(diào)度算法性能較好。如果限制為兩道的多道程序系統(tǒng)中，有4個作業(yè)進入系統(tǒng)，其進入系統(tǒng)時刻、估計運行時間為下圖所示。系統(tǒng)采用SJF作業(yè)調(diào)度算法,米用SRTF進程調(diào)度算法，請?zhí)畛湎旅姹砀?。作業(yè)進入系統(tǒng)時刻估計運行時間/min開始運行時刻結(jié)束運行時刻周轉(zhuǎn)時間/min110:0030210:0520310:105410:2010平均周轉(zhuǎn)時間T=平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間W=參考答案：作業(yè)進入系估計運行進入內(nèi)開始運結(jié)束運周轉(zhuǎn)時統(tǒng)時刻時間/min存時刻行時刻行時刻間/min110:003010:0010:0011:0565210:052010:0510:0510:2520310:10510:2510:25

5、10:3020410:201010:3010:3010:4020平均周轉(zhuǎn)時間T=31.25min平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間W=2.3有一個4道作業(yè)的操作系統(tǒng)，若在一段時間內(nèi)先后到達6個作業(yè)，其提交時刻和估計運行時間為下表所示：作業(yè)提交時刻估計運行時間/min18:006028:203538:252048:302558:35568:4010系統(tǒng)采用剩余SJF調(diào)度算法，作業(yè)被調(diào)度進入系統(tǒng)后中途不會退出，但作業(yè)運行時可被剩余時間更短的作業(yè)所搶占。（1）分別給出6個作業(yè)的執(zhí)行時間序列，即開始執(zhí)行時間、作業(yè)完成時間、作業(yè)周轉(zhuǎn)時間。（2）計算平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時間。參考答案：作業(yè)提交時刻估計運行時間/min進入內(nèi)存時刻剩

6、余時間/min開始時間完成時間周轉(zhuǎn)時間/min18:00608:0040&0010:351552&2035&2030&209:559538:25208:2515&25&45204&3025&30259:009:25555&355&455&45&50156&4010&5010&509:0020平均周轉(zhuǎn)時間T=60min有一個具有三道作業(yè)的多道批處理系統(tǒng)，作業(yè)調(diào)度采用短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法，進程調(diào)度采用以優(yōu)先數(shù)為基礎(chǔ)的搶占式調(diào)度算法。在下表所示的作業(yè)序列中，作業(yè)優(yōu)先數(shù)即為進程優(yōu)先數(shù)，數(shù)越小則優(yōu)先級越高。作業(yè)到達時刻估計運行時間/min優(yōu)先數(shù)A10:00405B10:20303C10:30604D10:

7、50206E11:00204F11:10104試填充下表：作業(yè)進入內(nèi)存時刻運行結(jié)束時刻作業(yè)周轉(zhuǎn)時間/minABCDEF平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時間T=參考答案：作業(yè)進入內(nèi)存時刻開始運行時刻運行結(jié)束時刻作業(yè)周轉(zhuǎn)時間/minA10:0010:0012:40160B10:2010:2010:5030C10:3010:5011:5080D10:5012:4013:00130E12:0012:0012:2080F11:5011:5012:0050平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時間T=88.3min1、（2分）生產(chǎn)者消費者的互斥同步問題敘述如下：生產(chǎn)者生產(chǎn)產(chǎn)品，放入有n個緩沖區(qū)的緩沖池中，每個緩沖區(qū)只能放一個產(chǎn)品。消費者從緩沖池中取產(chǎn)

8、品消費，不允許從空緩沖區(qū)中取產(chǎn)品。有多個生產(chǎn)者進程與多個消費者進程并發(fā)進行，任何時刻只允許一個進程訪問緩沖池。生產(chǎn)者進程和消費者進程分別從緩沖池中的同一位置開始，順序循環(huán)地使用緩沖池，放產(chǎn)品或取產(chǎn)品。當緩沖池的n個緩沖區(qū)都滿時，生產(chǎn)者進程必須在緩沖池外等待。當緩沖池的n個緩沖區(qū)都空時，消費者進程必須在緩沖池外等待。使用記錄型信號量對生產(chǎn)者消費者問題的解答如下：50:S1：S2:S3:54:S5:56:循環(huán)X0:XI：X2：X3：X4：X5：X6設(shè)置整型量n,設(shè)定緩沖池（臨界資源）中的緩沖區(qū)總數(shù)設(shè)置互斥信號量mutex，初值1,記錄對緩沖池的互斥訪問設(shè)置信號量empty，初值n,記錄緩沖池中空緩

9、沖區(qū)數(shù)設(shè)置信號量full，初值0記錄緩沖池中滿緩沖區(qū)數(shù)生產(chǎn)者和消費者的并發(fā)程序如上面的流程圖所示。請回答下面的問題（1）、（1分）如果將生產(chǎn)者進程中的兩個P操作語句（S2和S3）的執(zhí)行次序反過來，可能會造成死鎖。試分析其原因，發(fā)生死鎖時緩沖池中的緩沖區(qū)有幾個是滿的？參考答案：n個（2）、（1分）如果將消費者進程中的兩個P操作語句（XI和X2）的執(zhí)行次序反過來，可能會造成死鎖。試分析其原因，發(fā)生死鎖時緩沖池中的緩沖區(qū)有幾個是滿的？參考答案：0個（或n個全是空的）2、（5分）設(shè)兩個進程并發(fā)訪問一個打印機分配表，A進程申請打印機，從打印機分配表讀入狀態(tài)字，進程B向打印機分配表寫入狀態(tài)字。這兩個進程對

10、打印機分配表的操作是互斥的，用P/V操作表示進程A和B的操作過程。P(S)；讀入打印機分配表;V(S)；P(S)；修改打印機分配表V(S)；參考答案：設(shè)互斥信號量S=1進程B：進程A:1、(8分)設(shè)系統(tǒng)中有三種類型的資源(A,B，C)和五個進程(P1,P2,P3,P4,P5),A資源的數(shù)量17，B資源的數(shù)量為5，C資源的數(shù)量為20。在T0時刻系統(tǒng)狀態(tài)如表所示。系統(tǒng)采用銀行家算法來避免死鎖。進程4最大資源需求量已分配資源量系統(tǒng)剩余資源數(shù)量&P1.2-,1j%P初嶺伽P齊*伽11.P4.*裁.PP5.*1*請回答下列問題:T0時刻是否為安全狀態(tài)？若是，請給出安全序列。若進程P4請求資源(2,0,1

11、),能否實現(xiàn)資源分配？為什么？在(2)的基礎(chǔ)上，若進程P1請求資源(0,2,0),能否實現(xiàn)資源分配?參考答案：T0時刻為安全狀態(tài)。其中的一個安全序列為(P4,P5,P3,P2,P1)(其他可能的安全序列有：(P4,P5,X，X，X)，(P4,P2,X，X，X)，(P4,P3,X，X，X)，(P5,X，X，X，X)可以為P4分配資源，因為分配后的狀態(tài)還是安全的，其安全序列的分析如下表：IWorkINeedIAllocationIWork+AllocationIFinishIABCIABCIABCIABCP4I032I020I405I437ITrueP5I437I110I314I7411ITrue

12、P1I7411I347I212I9513ITrueP2I9513I134I402I13515ITrueP3I13515I006I405I17520ITrue(3)進程P1再請求資源(0，2,0)，則不能為之分配資源。2、(15分)考慮一個系統(tǒng)在某個時刻的狀態(tài)如表所示。進程ABCD.-AB匚D.，MSKr-ABCAvailable.ABCD.PQ.e00120012.1520Pl#1000，y.1756也1354.2356.-P30632.-0652-P40014-065S-4應(yīng)用銀行家算法回答下列問題:填寫Need矩陣的內(nèi)容系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)？如果進程P1發(fā)出請求(0,4，2，0)，這個請求

13、能否被滿足?參考答案：(1)根據(jù)銀行家算法，可列出Need矩陣如下表:進程|Need|AB|Allocation|CDMax|AB|AvailableCD|ABCD|ABCDP0|0000|0012|0012|1520P1|0750|1000|1750|P2|1002|1354|2356|P3|0020|0632|0652|P4|0646|0014|0656|2)利用安全性算法，列出下表：進程P0P1P2P3P4Work|Need|Allocation|Work+Allocation|FinishABCD|ABCD|ABCD|ABCD|1520|0000|0012|1532|true1532|

14、1002|1750|21282|true21282|0020|0632|218114|true218114|0646|0014|218128|true218128|0750|1000|318128|true|Work+Allocation|FinishNeed|Allocation存在安全序列(P0,P2,P3f4,P1)系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。進程|Need|Allocation|Max|Available|ABCD|ABCD|ABCD|ABCDP0|0000|0012|0012|1100P1|0330|1420|1750|P2|1002|1354|2356|P3|0020|0632|0652|P

15、4|0646|0014|0656|(3)進程P1發(fā)出請求(0,4,2,0)，可進行分配，結(jié)果得到如下表:用安全性算法檢查，列出進程|Work|ABCD|ABCD|ABCD|ABCD|P0|1100|0000|0012|1112|trueP1|1102|1002|1750|2862|trueP2|2862|0020|0632|21494|trueP3|21494|0646|0014|214104|trueP4|214108|0330|1420|38128|true存在安全系列(P0,P2,P3,P4,P1),因此可滿足需求，可分配所需要資源。1、(1分)給定段表如下：段號|段基地址|段長0|21

16、0|5001|2350|202|100|903|1350|5904|1938|95試求分段地址(3,500)所對應(yīng)的物理地址？參考答案：18502、（1分）在分頁式存儲管理中，快表被用來提高訪問內(nèi)存中的數(shù)據(jù)的存取速度。假定查找快表需要10ns,訪問內(nèi)存一次需要100ns，如果采用二級頁表結(jié)構(gòu)，而快表的命中率是60%，問對于內(nèi)存數(shù)據(jù)的平均存取時間是多少?參考答案：0.6*（10+100）+0.4*（10+300）=1904、（1分）設(shè)有一分頁管理系統(tǒng),管理總共16個存儲塊,每個頁面大小為1024,問物理地址至少應(yīng)有多少位？參考答案：16個存儲塊的塊號最多需要4位,每塊有1024個存儲單元,即所需

17、的地址數(shù)需要10位,所以物理地址總長為14位。5、（1分）設(shè)有一分頁管理系統(tǒng),能夠管理的邏輯地址空間最多可有16個頁面,每個頁面大小為1024,問邏輯地址至少應(yīng)有多少位？參考答案：頁號占4位,頁面占10位,邏輯地址至少要有14位。6、（1分）假定地址長度為16位,頁面大小為1024。問二進制分頁地址（100010,10001000）的二進制邏輯地址的表示參考答案：100010100010007、（1分）假定地址長度為16位，頁面大小為1024。問二進制邏輯地址（0001000100010001）的二進制分頁地址的表示參考答案：010001000100018、（1分）在一個段式存儲管理系統(tǒng)中，其

18、段表為：段號內(nèi)存起始地址段長02105001235020210090313505904193895試求表中邏輯地址（0,430）（2,120）對應(yīng)的物理地址是什么？參考答案：邏輯地址（0，430）表示段號為2，即段首地址為210，對應(yīng)的物理地址為：210+430=640邏輯地址（2，120）因為段內(nèi)地址120段長90，所為該段為非法段，越界。10、（5分）請求分頁存儲管理中，假定系統(tǒng)為某進程分配了3個物理塊，開始時3個物理塊都為空，進程運行時的頁面走向為：7,0,1,0,3,0,7,0,1,4,6,3,6,0,1,3,6,1,3,2。如果使用先進先出置換算法，請問缺頁率是多少？參考答案：75%

19、11、（5分）在一個請求分頁系統(tǒng)中，采用LRU頁面置換算法時，假如一個作業(yè)的頁面訪問順序為4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5，當分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)M為4時，試寫出頁面訪問的過程，并計算訪問中所發(fā)生的缺頁次數(shù)和缺頁率？參考答案：產(chǎn)生缺頁次數(shù)8次，缺頁率為8/1266.7%12、（20分）對于如下的頁面訪問序列：1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5當內(nèi)存塊數(shù)量分別為3和4時，試問：使用FIFO和LRU置換算法產(chǎn)生的缺頁中斷次數(shù)和缺頁中斷率分別是多少？（所有內(nèi)存開始時都是空的，凡第一次用到的頁面都產(chǎn)生一次缺頁中斷）參考答案：FIFO淘汰算法貝面123412512345塊1111444555塊222211133塊33332224缺缺缺缺缺缺缺缺缺內(nèi)存塊為3時，缺頁中斷（或稱缺頁次數(shù)、頁面故障）為9缺頁中斷率為75%；貝面123412512345塊11111555544塊2222211115塊333332222塊444