操作系統(tǒng)第四版課后習題答案ch4

本文格式為Word版，下載可任意編輯——操作系統(tǒng)第四版課后習題答案ch405-ch4參考答案

2.在一個請求分頁虛擬存儲管理系統(tǒng)中，一個作業(yè)共有5頁，執(zhí)行時其訪問頁面次序為：(1)1、4、3、1、2、5、1、4、2、1、4、5。

(2)3、2、1、4、4、5、5、3、4、3、2、1、5。若分派給該作業(yè)三個頁框，分別采用FIFO和LRU面替換算法，求出各自的缺頁中斷次數(shù)和缺頁中斷率。

答：(1)采用FIFO為9次，9/12=75%。采用LRU為8次，8/12=67%。(2)采用FIFO和LRU均為9次，9/13=69%。

5給定內(nèi)存空閑分區(qū)，按地址從小到大為：100K、500K、200K、300K和600K。現(xiàn)有用戶進程依次分別為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)存的哪個分區(qū)?(2)哪個算法能最有效利用內(nèi)存?

答：按題意地址從小到大進行分區(qū)如下圖。

分區(qū)號分區(qū)長

1100KB

2500KB

3200KB

4300KB

5600KB

(1)1)first-fit212KB選中分區(qū)2，這時分區(qū)2還剩288KB。417KB選中分區(qū)5，這

時分區(qū)5還剩183KB。112KB選中分區(qū)2，這時分區(qū)2還剩176KB。426KB無分區(qū)能滿足，應當?shù)却?/p>

2)best-fit212KB選中分區(qū)4，這時分區(qū)4還剩88KB。417KB選中分區(qū)2，這時分區(qū)2還剩83KB。112KB選中分區(qū)3，這時分區(qū)3還剩88KB。426KB選中分區(qū)5，這時分區(qū)5還剩174KB。

3)worst-fit212KB選中分區(qū)5，這時分區(qū)5還剩388KB。417KB選中分區(qū)2，這時分區(qū)2還剩83KB。112KB選中分區(qū)5，這時分區(qū)5還剩176KB。426KB無分區(qū)能滿足，應當?shù)却?/p>

(2)對于該作業(yè)序列，best-fit算法能最有效利用內(nèi)存

9某計算機有cache、內(nèi)存、輔存來實現(xiàn)虛擬存儲器。假使數(shù)據(jù)在cache中，訪問它需要20ns；假使在內(nèi)存但不在cache，需要60ns將其裝入緩存，然后才能訪問；假使不在內(nèi)存而在輔存，需要12μs將其讀入內(nèi)存，然后，用60ns再讀入cache，然后才能訪問。假設cache命中率為0.9，內(nèi)存命中率為0.6，則數(shù)據(jù)平均訪問時間是多少(ns)？答：506ns。

12某計算機系統(tǒng)提供24位虛存空間，主存為218B，采用分頁式虛擬存儲管理，頁面

尺寸為1KB。假定用戶程序產(chǎn)生了虛擬地址11123456（八進制），而該頁面分得塊

號為100(八進制)，說明該系統(tǒng)如何產(chǎn)生相應的物理地址及寫出物理地址。答：虛擬地址11123456（八進制）轉化為二進制為：001001001010011100101110

其中前面為頁號，而后10位為位移：001001001010011100101110。由于主存大小為218B，頁面尺寸為1KB，所以，主存共有256塊。所以，塊號為100(八進制)是合法地址，于是，物理地址為100（八進制）與位移1100101110并接，得到：八進制物理地址0010000001100101110=202356（八進制）。

15在一分頁存儲管理系統(tǒng)中，規(guī)律地址長度為16位，頁面大小為4096字節(jié)，現(xiàn)

有一規(guī)律地址為2F6AH，且第0、1、2頁依次存在物理塊10、12、14號中，問相應的物理地址為多少？答：由于規(guī)律地址長度為16位，而頁面大小為4096字節(jié)，所以，前面的4位表示頁號。把2F6AH轉換成二進制為：0010111101101010，可知頁號為2。故放在14號物理塊中，寫成十六進制為：EF6AH。

23一個有快表的請頁式虛存系統(tǒng)，設內(nèi)存訪問周期為1微秒，內(nèi)外存?zhèn)魉鸵粋€頁面的平

均時間為5毫秒。假使快表命中率為75%，缺頁中斷率為10%。忽略快表訪問時間，試求內(nèi)存的有效存取時間。答：快表命中率為75%，缺頁中斷率為10%，所以，內(nèi)存命中率為15%。故內(nèi)存的有效存取時間=1×75%+2×15%+(5000+2)×10%=501.25微秒。

29假設計算機有2M內(nèi)存，其中，操作系統(tǒng)占用512K，每個用戶程序也使用512K內(nèi)

存。假使所有程序都有70%的I/O等待時間，那么，再增加1M內(nèi)存，吞吐率增加多少?答：由題意可知，內(nèi)存中可以存放3個用戶進程，而CPU的利用率為：1-(70%)3=1-(0.7)3=65.7%。再增加1M內(nèi)存，可增加2個用戶進程，這時CPU的利用率為：1-(70%)5=1-(0.7)5=83.2%。故再增加1M內(nèi)存，吞吐率增加了：83.2%÷65.7%-100%=27%。

31假使一條指令平均需1微秒，處理一個缺頁中斷另需n微秒，給出當缺頁中斷每k

條指令發(fā)生一次時，指令的實際執(zhí)行時間。答：(1+n/k)微秒。

35假設一個任務被劃分成4個大小相等的段，每段有8項的頁描述符表，若頁面大小

一為2KB。試問段頁式存儲系統(tǒng)中：(a)每段最大尺寸是多少?(b)該任務的規(guī)律地址空間最大為多少?(c)若該任務訪問到規(guī)律地址空間5ABCH中的一個數(shù)據(jù)，試給出規(guī)律地址的格式。答：段數(shù)22=4，每段有23=8頁，頁大小為211=2KB。(a)故每段最大為214B=16KB。(b)規(guī)律地址空間最大4×16KB=64KB。

(c)若該任務訪問到規(guī)律地址空間5ABCH，其二進制表示為：0101101010111100

所以，規(guī)律地址表示為：0101101010111100

5ABCH的規(guī)律地址為：第1段第3頁，位移由后11位給出。

38在請求分頁虛存管理系統(tǒng)中，頁表保存在寄放器中。若替換一個未修改過頁面的缺頁中斷處理需8毫秒，若替換一個已修改過頁面的缺頁中斷處理需另加寫盤時間12毫秒，內(nèi)存存取周期為1微秒。假定70%被替換的頁面被修改過，為保證有效存取時間不超過2微秒，允許的最大缺頁中斷率為多少?

答：設最大缺頁中斷率為x，則有：

(1-x)×1微秒+(1-70%)×x×8毫秒+70%×x×(8+12)=2微秒即得到：-x+2400x+14000x=1，解得：x約為0.00006。

40有兩臺計算機P1和P2，它們各有一個硬件高速緩沖存儲器C1和C2，且各有一個

主存儲器M1和M2。其性能為：C1C2M1M2

存儲容量4KB4KB2MB2MB存取周期60ns80ns1μs0.9μs

若兩臺機器指令系統(tǒng)一致，它們的指令執(zhí)行時間與存儲器的平均存取周期成正比。假使在執(zhí)行某個程序時，所需指令或數(shù)據(jù)在高速緩沖存儲器中存取到的概率P是0.7，試問：這兩臺計算機哪個速度快？當P=0.9時，處理器的速度哪個快？答：CPU平均存取時間為：T=p×T1+(1-p)×T2，T1為高速緩沖存儲器存取周期，T2為主存儲器存取周期，p為高速緩沖存儲器命中率。(1)當p=0.7時，

P1平均存取時間為：0.7×60+(1-0.7)×1μs=342nsP2