操作系统解答题练习.docx

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操作系统解答题练习

平均周转时间T=156.67min

平均带权周转时间W=3.68

最高响应比优先调度算法：

作业

提交时刻

运行时刻

开始时刻

完成时刻

周转时间/min

带权周转时间

10:

12:

120

10:

12:

13:

195

3.25

10:

12:

120

4.8

平均周转时间T=145min

平均带权周转时间W=3.02

综上所述，最高响应比调度算法性能较好。

4.如果限制为两道的多道程序系统中，有4个作业进入系统，其进入系统时刻、估计运行时间为下图所示。

系统采用SJF作业调度算法，采用SRTF进程调度算法，请填充下面表格。

作业

进入系统时刻

估计运行时间/min

开始运行时刻

结束运行时刻

周转时间/min

10:

平均周转时间T=

平均带权周转时间W=

参考答案：

作业

进入系统时刻

估计运行时间/min

进入内存时刻

开始运行时刻

结束运行时刻

周转时间/min

10:

11:

10:

平均周转时间T=31.25min

平均带权周转时间W=2.3

5.有一个4道作业的操作系统，若在一段时间内先后到达6个作业，其提交时刻和估计运行时间为下表所示：

作业

提交时刻

估计运行时间/min

系统采用剩余SJF调度算法，作业被调度进入系统后中途不会退出，但作业运行时可被剩余时间更短的作业所抢占。

（1）分别给出6个作业的执行时间序列，即开始执行时间、作业完成时间、作业周转时间。

（2）计算平均作业周转时间。

参考答案：

作业

提交时刻

估计运行时间/min

进入内存时刻

剩余时间/min

开始时间

完成时间

周转时间/min

10:

155

平均周转时间T=60min

6.有一个具有三道作业的多道批处理系统，作业调度采用短作业优先调度算法，进程调度采用以优先数为基础的抢占式调度算法。

在下表所示的作业序列中，作业优先数即为进程优先数，数越小则优先级越高。

作业

到达时刻

估计运行时间/min

优先数

10:

11:

试填充下表：

作业

进入内存时刻

运行结束时刻

作业周转时间/min

平均作业周转时间T=

参考答案：

作业

进入内存时刻

开始运行

时刻

运行结束时刻

作业周转时间/min

10:

12:

160

10:

11:

10:

12:

13:

130

12:

11:

12:

平均作业周转时间T=88.3min

1、（2分）生产者消费者的互斥同步问题叙述如下：

生产者生产产品，放入有n个缓冲区的缓冲池中，每个缓冲区只能放一个产品。

消费者从缓冲池中取产品消费，不允许从空缓冲区中取产品。

有多个生产者进程与多个消费者进程并发进行，任何时刻只允许一个进程访问缓冲池。

生产者进程和消费者进程分别从缓冲池中的同一位置开始，顺序循环地使用缓冲池，放产品或取产品。

当缓冲池的n个缓冲区都满时，生产者进程必须在缓冲池外等待。

当缓冲池的n个缓冲区都空时，消费者进程必须在缓冲池外等待。

使用记录型信号量对生产者消费者问题的解答如下：

设置整型量n，设定缓冲池（临界资源）中的缓冲区总数

设置互斥信号量mutex，初值1，记录对缓冲池的互斥访问

设置信号量empty，初值n，记录缓冲池中空缓冲区数

设置信号量full，初值0，记录缓冲池中满缓冲区数

生产者和消费者的并发程序如上面的流程图所示。

请回答下面的问题

（1）、（1分）如果将生产者进程中的两个P操作语句（S2和S3）的执行次序反过来，可能会造成死锁。

试分析其原因，发生死锁时缓冲池中的缓冲区有几个是满的？

参考答案：

n个

（2）、（1分）如果将消费者进程中的两个P操作语句（X1和X2）的执行次序反过来，可能会造成死锁。

试分析其原因，发生死锁时缓冲池中的缓冲区有几个是满的？

参考答案：

0个（或n个全是空的）

2、（5分）设两个进程并发访问一个打印机分配表，A进程申请打印机，从打印机分配表读入状态字，进程B向打印机分配表写入状态字。

这两个进程对打印机分配表的操作是互斥的，用P/V操作表示进程A和B的操作过程。

参考答案：

设互斥信号量S=1

进程A：

进程B：

…………

P（S）;P（S）;

读入打印机分配表；修改打印机分配表；

V（S）；V（S）；

…………

1、（8分）设系统中有三种类型的资源（A，B，C）和五个进程（P1，P2，P3，P4，P5），A资源的数量17，B资源的数量为5，C资源的数量为20。

在T0时刻系统状态如表所示。

系统采用银行家算法来避免死锁。

请回答下列问题：

（1）T0时刻是否为安全状态？

若是，请给出安全序列。

（2）若进程P4请求资源（2，0，1），能否实现资源分配？

为什么？

（3）在

（2）的基础上，若进程P1请求资源（0，2，0），能否实现资源分配？

参考答案：

（1）T0时刻为安全状态。

其中的一个安全序列为（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））

（2）可以为P4分配资源，因为分配后的状态还是安全的，其安全序列的分析如下表：

|ABC|ABC|ABC|ABC

P4|032|020|405|437|True

P5|437|110|314|7411|True

P1|7411|347|212|9513|True

P2|9513|134|402|13515|True

P3|13515|006|405|17520|True

（3）进程P1再请求资源（0，2，0），则不能为之分配资源。

2、（15分）考虑一个系统在某个时刻的状态如表所示。

应用银行家算法回答下列问题：

（1）填写Need矩阵的内容

（2）系统是否处于安全状态？

（3）如果进程P1发出请求（0，4，2，0），这个请求能否被满足？

参考答案：

（1）根据银行家算法，可列出Need矩阵如下表：

进程|Need|Allocation|Max|Available

|ABCD|ABCD|ABCD|ABCD

P0|0000|0012|0012|1520

P1|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：

P0|1520|0000|0012|1532|true

P1|1532|1002|1750|21282|true

P2|21282|0020|0632|218114|true

P3|218114|0646|0014|218128|true

P4|218128|0750|1000|318128|true

存在安全序列（P0,P2,P3,P4,P1）系统处于安全状态。

（3）进程P1发出请求（0，4，2，0），可进行分配，结果得到如下表：

进程|Need|Allocation|Max|Available

|ABCD|ABCD|ABCD|ABCD

P0|0000|0012|0012|1100

P1|0330|1420|1750|

P2|1002|1354|2356|

P3|0020|0632|0652|

P4|0646|0014|0656|

用安全性算法检查，列出

P0|1100|0000|0012|1112|true

P1|1102|1002|1750|2862|true

P2|2862|0020|0632|21494|true

P3|21494|0646|0014|214104|true

P4|214108|0330|1420|38128|true

存在安全系列（P0,P2,P3,P4,P1），因此可满足需求，可分配所需要资源。

1、（1分）给定段表如下：

段号|段基地址|段长

0|210|500

1|2350|20

2|100|90

3|1350|590

4|1938|95

试求分段地址（3,500）所对应的物理地址？

参考答案：

1850

2、（1分）在分页式存储管理中，快表被用来提高访问内存中的数据的存取速度。

假定查找快表需要10ns，访问内存一次需要100ns，如果采用二级页表结构，而快表的命中率是60%，问对于内存数据的平均存取时间是多少?

参考答案：

0.6*（10+100）+0.4*（10+300）=190

4、（1分）设有一分页管理系统，管理总共16个存储块，每个页面大小为1024，问物理地址至少应有多少位？

参考答案：

16个存储块的块号最多需要4位，每块有1024个存储单元，即所需的地址数需要10位，所以物理地址总长为14位。

5、（1分）设有一分页管理系统，能够管理的逻辑地址空间最多可有16个页面，每个页面大小为1024，问逻辑地址至少应有多少位？

参考答案：

页号占4位，页面占10位，逻辑地址至少要有14位。

6、（1分）假定地址长度为16位，页面大小为1024。

问二进制分页地址（100010,10001000）的二进制逻辑地址的表示

参考答案：

10001010001000

7、（1分）假定地址长度为16位，页面大小为1024。

问二进制逻辑地址（0001000100010001）的二进制分页地址的表示

参考答案：

01000100010001

8、（1分）在一个段式存储管理系统中，其段表为：

段号内存起始地址段长

0210500

1235020

210090

31350590

4193895

试求表中逻辑地址（0,430）（2,120）对应的物理地址是什么？

参考答案：

逻辑地址（0，430）表示段号为2，即段首地址为210，对应的物理地址为：

210+430=640

逻辑地址（2，120）因为段内地址120>段长90，所为该段为非法段，越界。

10、（5分）请求分页存储管理中，假定系统为某进程分配了3个物理块，开始时3个物理块都为空，进程运行时的页面走向为：

7,0,1,0,3,0,7,0,1,4,6,3,6,0,1,3,6,1,3,2。

如果使用先进先出置换算法，请问缺页率是多少？

参考答案：

75%

11、（5分）在一个请求分页系统中，采用LRU页面置换算法时，假如一个作业的页面访问顺序为4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5，当分配给该作业的物理块数M为4时，试写出页面访问的过程，并计算访问中所发生的缺页次数和缺页率？

参考答案：

产生缺页次数8次，缺页率为8/12≈66.7%

12、（20分）对于如下的页面访问序列：

1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5

当内存块数量分别为3和4时，试问：

使用FIFO和LRU置换算法产生的缺页中断次数和缺页中断率分别是多少？

（所有内存开始时都是空的，凡第一次用到的页面都产生一次缺页中断）

参考答案：

FIFO淘汰算法：

页面

块1

块2

块3

缺

内存块为3时，缺页中断（或称缺页次数、页面故障）为9缺页中断率为75%；

页面

块1

块2

块3

块4

缺

内存块为4时，缺页中断为10，缺页中断率为83%。

LRU淘汰算法：

页面

块1

块2

块3

缺

内存块为3时，缺页中断为10，缺页中断率为83%；

页面

块1

块2

块3

块4

缺

内存块为4时，缺页中断为8缺页中断率为66.7%。

1.假定磁盘有200个柱面，编号为0~199，当前存取臂的位置在143号柱面上并刚刚完成125号柱面的服务请求。

如果请求队列的先后顺序是：

86,147,91,177,94,150,102,175,130；试问：

为了完成上述请求，下列算法存取臂所移动的总量是多少？

并计算存取臂移动的顺序。

（1）先来先服务算法FCFS；

（2）最短查找时间优先算法SSTF；（3）扫描算法SCAN；（4）电梯调度算法。

参考答案：

（1）先来先服务算法FCFS为565，依次为143-86-147-91-177-94-150-102-175-130

（2）最短查找时间优先算法SSTF为162，依次为143-147-150-130-102-94-91-86-175-177

（3）扫描算法SCAN为169，依次为143-147-150-175-177-199-130-102-94-91-86

（4）电梯调度为125，依次为143-147-150-175-177-130-102-94-91-86

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