操作系統(tǒng)習(xí)題課及思考題

操作系統(tǒng)習(xí)題課習(xí)題一系統(tǒng)有A、B、C、D共4種資源，在某時(shí)刻進(jìn)程P0、P1、P2、P3和P4對(duì)資源的占有和需求情況如表，試解答下列問(wèn)題：(1)系統(tǒng)此時(shí)處于安全狀態(tài)嗎？(2)若此時(shí)P2發(fā)出request1(1,2,2,2)，系統(tǒng)能分配資源給它嗎？為什么？ProcessAllocationMAXAvailableABCDABCDABCDP0003200441622P110002750P21354361010P303320984P4001406610習(xí)題一解答ProcessworkNeedAllocationWork:=Work+Allocation[i]OrderABCDABCDABCDABCDP01622001200321654①P11986175010002986③P22986235613543121310④P31654065203321986②P43121310065600143121414⑤(1)運(yùn)用安全性檢測(cè)算法，尋找安全序列Available=(1,6,2,2)習(xí)題一解答(1)找到一個(gè)安全序列：P0,P3,P1,P2,P4，因此系統(tǒng)在此狀態(tài)是安全的。(2)當(dāng)前剩余資源能否滿足P2的請(qǐng)求,需假定將資源先分配給該進(jìn)程，得到一個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)，然后判斷該狀態(tài)是否安全。ProcessworkNeedAllocationWork:=Work+Allocation[i]OrderABCDABCDABCDABCDP000120032P117501000P211342576P306520332P406560014(2)運(yùn)用安全性檢測(cè)算法，無(wú)法尋找安全序列，因此不能分配習(xí)題一解答Available’=Available-Request=(1,6,2,2)–(1,2,2,2)

=(0,4,0,0)習(xí)題二把安全性檢測(cè)算法用于下面的數(shù)據(jù)，并請(qǐng)問(wèn)：此時(shí)系統(tǒng)處于安全狀態(tài)嗎？若第二個(gè)進(jìn)程提出資源請(qǐng)求request2(0,0,1,0)，系統(tǒng)能分配資源給它嗎？若第五個(gè)進(jìn)程提出資源請(qǐng)求request5(0,0,1,0)，系統(tǒng)能分配資源給它嗎？11000112310000102110Need=30110100111011010000Allocation=Available=(1,0,2,0)習(xí)題二解答(1)運(yùn)用安全性檢測(cè)算法，尋找安全序列ProcessworkNeedAllocationWork:=Work+Allocation[i]OrderABCDABCDABCDABCDP12121110030115132②P25132011201005232③P35232310011106342④P41020001011012121①P56342211000006342⑤Available=(1,0,2,0)習(xí)題二解答(1)找到安全序列：P4,P1,P2,P3,P5，因此該狀態(tài)安全。(2)假定滿足P2的請(qǐng)求，則得到另一個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)，運(yùn)用安全性檢測(cè)算法判斷該狀態(tài)是否安全。習(xí)題五解答(2)運(yùn)用安全性檢測(cè)算法，尋找安全序列ProcessworkNeedAllocationWork:=Work+Allocation[i]OrderABCDABCDABCDABCDP12111110030115122②P25122012201105232③P35232310011106342④P41010001011012111①P56342211000006342⑤Available=(1,0,1,0)習(xí)題二解答(2)找到安全序列：P4,P1,P2,P3,P5，因此該狀態(tài)安全。(3)P2進(jìn)程資源申請(qǐng)得到滿足后，可使用得系統(tǒng)資源為(1,0,1,0)，當(dāng)P5提出申請(qǐng)(0,0,1,0)時(shí)，如果滿足該申請(qǐng)，則系統(tǒng)資源剩余(1,0,0,0)無(wú)法滿足任何一個(gè)進(jìn)程的最大需求，將進(jìn)入不安全狀態(tài)，因此應(yīng)拒絕P5提出的資源申請(qǐng)。習(xí)題二解答11000102310000102100Need=Available=(1,0,0,0)習(xí)題三頁(yè)號(hào)塊號(hào)061745510140=10001100(10)(2)412172=10101100(10)(2)512設(shè)塊大小為32，利用下面的頁(yè)表，將邏輯地址140變換為物理地址1）邏輯地址－－物理地址頁(yè)號(hào)＝INT[140/32]＝4頁(yè)內(nèi)地址＝140%32＝122）查頁(yè)表得到塊號(hào)為53）物理地址＝5×32+12＝172作業(yè)請(qǐng)解釋為什么當(dāng)程序裝入內(nèi)存后要進(jìn)行地址變換，可舉例說(shuō)明設(shè)頁(yè)和塊的大小均為64字節(jié)，頁(yè)表內(nèi)容如下，請(qǐng)計(jì)算邏輯地址100在內(nèi)存中的地址，并結(jié)合分頁(yè)式地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)描述地址轉(zhuǎn)換過(guò)程頁(yè)號(hào)塊號(hào)02015521238PUSHaxMOVbx,1POPbxJMP5程序012邏輯地址0123456789分頁(yè)號(hào)5分塊塊號(hào)物理地址PUSHaxMOVbx,1POPbxJMP5............30100100012012112212340040140240340014002MOVbx,1401JMP401邏輯地址到物理地址的變換塊大小為41×4＋1＝5100×4＋1＝401作業(yè)設(shè)頁(yè)和塊的大小為32字節(jié)。段表和頁(yè)表如下，請(qǐng)計(jì)算段頁(yè)式存儲(chǔ)管理方式下，data段地址10和code段地址60的單元存放在內(nèi)存的哪個(gè)單元（即物理地址）段名段號(hào)頁(yè)表指針data0code1頁(yè)號(hào)塊號(hào)031425頁(yè)號(hào)塊號(hào)011226習(xí)題四給定內(nèi)存空閑分區(qū)，按地址從小到大為：100K、500K、200K、300K和600K?，F(xiàn)有用戶進(jìn)程依次分別為212K、417K、112K和426K，(1)分別用first-fit,best-fit和worst-fit算法將它們裝入到內(nèi)存的哪個(gè)分區(qū)？(2)哪個(gè)算法能最有效利用內(nèi)存?習(xí)題四解答ff算法100K500K200K300K600K12345作業(yè)序列：212K,417K,112K,426K212K417K112K212K417K112K183K288K426K習(xí)題四解答bf算法100K500K200K300K600K12345212K417K112K212K417K112K426K作業(yè)序列：212K,417K,112K,426K426K習(xí)題四解答wf算法100K500K200K300K600K12345212K417K112K212K417K112K426K388K作業(yè)序列：212K,417K,112K,426K習(xí)題四解答結(jié)論對(duì)于該作業(yè)序列，只有best-fit算法能夠使所有作業(yè)能夠進(jìn)入內(nèi)存，因此該算法針對(duì)上述作業(yè)序列能夠最有效利用內(nèi)存。習(xí)題五請(qǐng)頁(yè)式存儲(chǔ)管理中，進(jìn)程訪問(wèn)地址序列為：10,11,104,170,73,305,180,240,244,445,467,366。試問(wèn)1)如果頁(yè)面大小為100，給出頁(yè)面訪問(wèn)序列。2)進(jìn)程若分得3個(gè)頁(yè)框，采用FIFO和LRU替換算法，求缺頁(yè)中斷率？習(xí)題五解答1)邏輯地址的分解頁(yè)面號(hào)=邏輯地址div頁(yè)面大小則對(duì)應(yīng)的頁(yè)面訪問(wèn)序列：0,0,1,1,0,3,1,2,2,4,4,3習(xí)題五解答2)1.采用FIFO替換算法訪問(wèn)頁(yè)號(hào)頁(yè)面淘汰序列被淘汰頁(yè)面是否缺頁(yè)001103122443000,10,10,10,1,30,1,31,3,21,3,23,2,43,2,43,2,401是否是否否是否是否是否否缺頁(yè)中斷率=缺頁(yè)次數(shù)/總的頁(yè)面訪問(wèn)次數(shù)

=5/12≈41.7%習(xí)題五解答2)2.采用LRU替換算法訪問(wèn)頁(yè)號(hào)頁(yè)面淘汰序列被淘汰頁(yè)面是否缺頁(yè)001103122443000,10,11,01,0,30,3,13,1,23,1,21,2,41,2,42,4,3031是否是否否是否是是否否是缺頁(yè)中斷率=缺頁(yè)次數(shù)/總的頁(yè)面訪問(wèn)次數(shù)

=6/12=50%習(xí)題五解答結(jié)論：針對(duì)該頁(yè)面訪問(wèn)序列，F(xiàn)IFO算法反而比LRU算法優(yōu)。習(xí)題六300M的磁盤(pán)若采用位圖管理，每塊大小為2k字節(jié)，則位圖占用的空間大小為多少字節(jié)？答：(個(gè))字節(jié)思考題什么是操作系統(tǒng)？

為了支持操作系統(tǒng)，現(xiàn)代處理器一般都提供哪兩種工作狀態(tài)，以隔離操作系統(tǒng)和普通程序？?jī)煞N狀態(tài)各有什么特點(diǎn)？

操作系統(tǒng)有哪些特征？操作系統(tǒng)有哪些分類？操作系統(tǒng)有哪些功能？什么是軟中斷？什么是硬中斷？系統(tǒng)調(diào)用的處理過(guò)程？?jī)?nèi)核態(tài)和用戶態(tài)有何區(qū)別？批處理系統(tǒng)是如何提高系統(tǒng)效率的？分時(shí)系統(tǒng)是如何提高系統(tǒng)的交互性的？什么是進(jìn)程，為什么要引入進(jìn)程這個(gè)概念？請(qǐng)解釋“PCB是進(jìn)程在系統(tǒng)存在的唯一標(biāo)識(shí)”，為什么這個(gè)唯一標(biāo)識(shí)不是程序體或數(shù)據(jù)？進(jìn)程有哪些基本狀態(tài)？有哪些狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程？進(jìn)程和程序的區(qū)別？什么是線程？線程有哪些基本模型？進(jìn)程同步的主要關(guān)系有哪些？進(jìn)程同步的原則是什么？信號(hào)量靠什么技術(shù)保證其執(zhí)行的可靠性，即不像普通的鎖機(jī)制那樣出現(xiàn)“鎖不住”的現(xiàn)象？請(qǐng)用信號(hào)量描述計(jì)算進(jìn)程向緩沖區(qū)寫(xiě)數(shù)據(jù)，打印進(jìn)程從緩沖區(qū)取出數(shù)據(jù)并打印的過(guò)程進(jìn)程調(diào)度有哪些算法？批處理系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)系統(tǒng)分別采用哪種調(diào)度算法死鎖的定義？死鎖產(chǎn)生的必要條件是哪些？請(qǐng)簡(jiǎn)要描述解決死鎖的幾種方法？什么是分級(jí)的存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)？它主要解決了什么問(wèn)題？?jī)?nèi)存連續(xù)分