诚毅学院操作系统重修资料Word文件下载.docx
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（主存分配）的基本任务是为每道程序做（分配内存）；
使每道程序能在不受干扰的环境下运行，主要是通过（主存保护）功能实现的。
３、由固定分区方式发展为分页存储管理方式的主要推动力是（提高主存的利用率）；
由分页系统发展为分段系统，进而以发展为段页式系统的主要动力分别是（既满足用户要求，又提高主存利用率）。
４、静态重定位是在作业的（装入过程）中进行的，动态重定位是在作业的（执行过程）中进行的。
5、对外存对换区的管理应以（提高换入换出速度）为主要目标，对外存文件区的管理应以（提高存储空间的利用率）为主要目标。
6、从下列关于虚拟存储器的论述中，选出一条正确的论述。
②要求作业运行前，不必全部装入内存，且在运行中不必常驻内存；
是正确的
7、在请求分页系统中有着多种置换算法：
⑴选择最先进入内存的页面予以淘汰的算法称为（FIFO算法）；
⑵选择在以后不再使用的页面予以淘汰的算法称为（OPT算法）；
⑶选择自上次访问以来所经历时间最长的页面予淘汰的算法称为（LRU算法）；
8、静态链接是在（装入）到某段程序时进行的，动态链接是在（调用）到某段程序时进行的。
9、一个计算机系统的虚拟存储器的最大容量是由（计算机的地址结构）确定的，其实际容量是由（内存和硬盘容量之和）确定的。
１0、以动态分区式内存管理中，倾向于优先使用低址部分空闲区的算法是（首次适应法）；
能使内存空间中空闲区分布较均匀的算法是（循环适应法）；
每次分配时把既能满足要求，又是最小的空闲区分配给进程的算法是（最佳适应法）。
１1、某虚拟存储器的用户编程空间共３２个页面，每页１ＫＢ，主存为１６ＫＢ。
假定某时刻该用户页表中已调入主存的页面的虚页号和物理页号对照表如下：
虚页号物理页号０５１１０２４３７
则下面与虚地址相对应的物理地址为（若主存中找不到，即为页失效）
虚地址 物理地址
0A5C（H） （125C（H））
1A5C（H） （页失效）
这里，（Ｈ）表示十六进制。
虚拟存储器的功能由（软硬件结合）完成。
二、填空题
１、使每道程序能在内存中“各得其所”是通过内存分配功能实现的；
保证每道程序在不受干扰的环境下运行，是通过内存保护功能实现的；
为缓和内存紧张的情况而将内存中暂时不能运行的进程调至外存，这是通过对换功能实现的；
能让较大的用户程序在较小的内存空间中运行，
是通过内存扩充功能实现的。
2、在连续分配方式中可通过紧凑来减少内存零头，但此时必须将有关程序和数据进行重定位；
而动态重定位是一种允许作业在运行中、在内存中进行移动的技术。
3、分段保护中的越界检查是通过段表寄存器中存放的段表长度和段表中的段长实现。
4、在分页系统中若页面较小，虽有利于＿提高内存利用率，但会引起＿页表太长；
而页面较大，虽有利于＿页表长度但会引起＿页面碎片增大。
5、在分页系统中的地址结构可分为＿页号和＿页内偏移量两部分；
在分段系统中的地址结构可分为＿段号和＿段内偏移量两部分。
6、在分页系统中，必须设置页表，其主要作用是实现＿页号到＿物理块号的映射。
7、在分页系统中进行地址变换时，应将页表寄存器中的＿页表始址和＿页号进行相加，得到该页的页表项位置，从中可得到＿物理块号。
8、在两级页表结构中，第一级是页表目录，其中每一项用于存放相应的页表首址。
9、在分页系统中为实现地址变换而设置了页表寄存器，其中存放了＿页表始址和＿页表长度。
10、在页表中最基本的数据项是＿物理块号；
在段表中最基本的数据项是＿段的内存始长和＿段长。
11、在作业＿装入时进行的链接称为静态链接；
在作业运行中＿调用时进行的链接称为动态链接。
12、为实现存储器的虚拟，除了需要有一定容量的内存和相当容量的外存外，还需有＿地址变换机构和＿缺页中断机构的硬件支持。
13、在请求分页系统中的调页策略有＿预调页策略，它是以预测为基础；
另一种是＿请求调页策略，由于较易实现，故目前用得较多。
【1】有5个批处理作业（A、B、C、D、E）几乎同时到达，估计的运行时间分别为2、4、6、8、10分钟，它们的优先数分别为1、2、3、4、5（1为最低优先数）。
对下面的每种调度算法，分别计算作业的平均周转时间。
（1）最高优先级优先。
（2）时间片轮转（时间片为2分钟）
（3）FIFO（作业的到达顺序为C、D、B、E、A）（4）短作业优先。
答：
为了计算方便，假设这批作业的到达时间为0。
（1）使用最高优先级优先算法时，作业的调度顺序为E、D、C、B、A，各作业的周转时间如下表所示。
作业
执行时间
优先数
开始运行时间
完成时间
周转时间
A
2
1
28
30
B
4
24
C
6
3
18
D
8
10
E
5
平均周转时间为（30+28+24+18+10）/5=22分钟
（2）使用时间片轮转算法时，作业的调度顺序为：
0分钟作业A、B、C、D、E到达，作业A开始运行，作业B、C、D、E等待
2分钟作业A运行结束，作业B开始运行，作业C、D、E等待
4分钟作业C开始运行，作业D、E、B等待
6分钟作业D开始运行，作业E、B、C等待
8分钟作业E开始运行，作业B、C、D等待
10分钟作业B开始运行，作业C、D、E等待
12分钟作业B运行结束，作业C开始运行，作业D、E等待
14分钟作业D开始运行，作业E、C等待
16分钟作业E开始运行，作业C、D等待
18分钟作业C开始运行，作业D、E等待
20分钟作业C运行结束，作业D开始运行，作业E等待
22分钟作业E开始运行，作业D等待
24分钟作业D开始运行，作业E等待
26分钟作业D运行结束，作业E开始运行
30分钟作业E运行结束
各作业的周转时间如下表所以。
12
20
26
平均周转时间为（2+12+20+26+30）/5=18分钟
（3）使用FIFO（作业到达顺序为C、D、B、E、A）算法时，作业调度顺序为C、D、B、E、A，各作业的周转时间如下表所示。
14
平均周转时间为（30+18+6+14+28）/5=19.2分钟
（4）使用短作业优先算法时，作业的调度顺序为A、B、C、D、E，各作业的周转时间如下表所示。
平均周转时间为（2+6+12+20+30）/5=14分钟
三、问答题
1、有一个多道程序设计系统，采用不允许移动的可变分区方式管理主存中的用户空间，设用户空间为100K，主存空间的分配算法为最先适应分配算法，进程调度算法采用先来先服务算法，今有如表所示作业序列：
假定所有作业都是计算型作业且忽略系统调度时间，请分别写出采用“先来先服务调度算法”、“计算时间短的作业优先算法”时作业的装入主存时间、开始执行时间、完成时间、周转时间以及它们的平均周转时间。
表
作业名
进入“输入井”时间
需计算时间
主存需求量
10：
06
42分钟
15K
30分钟
60K
24分钟
50K
36
20分钟
10K
42
12分钟
20K
装入主存时间
开始执行时间
48
11：
60分钟
50
12：
94分钟
38
62分钟
68分钟
平均周转时间：
（42+60+104+62+68）/5=67.2分钟2、在一个批处理单道系统中，采用响应比高者优先的作业调度算法。
当一个作业进入系统后就可以开始调度，假定作业都是仅计算，忽略调度花费的时间。
现有三个作业，进入系统的时间和需要计算的时间如表所示：
进入系统时间
需要计算时间
开始时间
9:
00
45分钟
15
25分钟
（1）求出每个作业的开始时间、完成时间及周转时间并填入表中。
（2）计算三个作业的平均周转时间应为多少？
解答：
先来先服务
9：
45
95分钟
115分钟
（2）
计算三个作业的平均周转时间应为多少？
先来先服务：
（60+95+115）/3=90（分钟）
2．进程之间存在哪几种相互制约关系？
各是什么原因引起的？
下列活动分别属于哪种制约关系？
（1）若干同学去图书馆借书；
（2）两队举行篮球比赛；
（3）流水线生产的各道工序；
（4）商品生产和社会消费。
解：
进程间存在着2种相互制约的关系：
直接制约关系（即同步问题）和间接制约关系（即互斥问题）。
同步问题是存在逻辑关系的进程之间相互等待所产生的制约关系，互斥问题是相互无逻辑关系的进程间竞争使用相同资源所发生的制约关系。
（1）属于互斥关系，因为书的个数是有限的，一本书只能借给一个同学；
（2）属于互斥关系，篮球只有一个，两队都要争夺；
（3）属于同步关系，各道工序的开始都依赖前道工序的完成；
（4）属于同步关系，商品没生产出来，消费无法进行，商品未消费完，生产也无须进行。
3．设有两个优先级相同的进程P1和P2如下。
信号量S1和S2的初值均为0，试问P1、P2并发执行结束后，x=?
，y=?
，z=?
〈进程P1〉〈进程P2〉
y:
=1;
x:
=y+2;
=x+1;
V（S1）;
P（S1）;
z:
=y+1;
=x+y;
P（S2）；
V（S2）；
=z+y;
z:
=x+z;
因为P1和P2是两个并发进程，所以进程调度程序调度P1和P2的顺序是不确定的。
这里不妨假设P1先执行。
进程P1执行到语句P（S2）时，S2＝-1，进程P1阻塞。
此时，y=3，z=4。
当进程调度程序调度到进程P2时，由于进程P1已执行了V（S1），进程P2在执行P（S1）时并未阻塞而继续执行，当执行到V（S2）时，将P1唤醒，然后执行最后一个语句z:
=x+z，此时x=5，z=9。
当进程P1再次被调度时，继续执行P1的最后一个语句，此时y=12,最终结果是：
x=5，y=12，z=9。
如果当P2进程执行到V（S2）时，将P1唤醒，然后P2进程被中断，此时x=5，y=3,z=4。
P1进程开始执行然后执行最后一个语句y:
=z+y，此时x=5，y=3,z=7。
然后P2进程被调度，执行z:
=x+z，此时x=5，y=3，z=12。
如果P2先执行，则执行结果与上面
4.桌上有一空盘，只允许存放一个水果。
爸爸可向盘中放苹果，也可向盘中放桔子。
儿子专等吃盘中的桔子，女儿专等吃盘中的苹果。
规定当盘中空时一次只能放一只水果供吃者取用，请用P、V原语实现爸爸、儿子、女儿三个并发进程的同步。
分析在本题中，爸爸、儿子、女儿共用一个盘子，且盘中一次只能放一个水果。
当盘子为空时，爸爸可将一个水果放入果盘中。
若放入果盘中的是苹果，则允许女儿吃，儿子必须等待；
若放入果盘中的是桔子，则允许儿子吃，女儿必须等待。
本题实际上是生产者-消费者问题的一种变形。
这里，生产者放入缓冲区的产品有两类，消费者也有两类，每类消费者只消费其中固定的一类产品。
解在本题中，应设置三个信号量S、So、Sa，信号量S表示盘子是否为空，其初值为1；
信号量So表示盘中是否有桔子，其初值为0；
信号量Sa表示盘中是否有苹果，其初值为0。
同步描述如下：
intS=1;
father（）son（）daughter（）
intSa=0;
{{{
intSo=0;
while
（1）while
（1）while
（1）
main（）{{{
{P（S）;
P（So）;
P（Sa）;
Cobegin将水果放入盘中；
从盘中取出桔子;
从盘中取出苹果;
father（）;
if（放入的是桔子）V（So）;
V（S）;
V（S）;
son（）;
elseV（Sa）;
吃桔子;
吃苹果;
daughter（）;
}}}
Coend}}}
【1】假设现在有p个进程，每个进程最多需要m个资源，并且有r个资源可用，什么样的条件可以保证死锁不会发生。
【解答】如果一个进程有m个资源它就能够结束，不会使自己陷入死锁中。
因此，最差的情况是每个进程有m-1个资源并且需要另外一个资源。
如果留下有一个资源可用，那么其中某一个进程就能够结束并释放它所有的资源，使其他进程也能结束。
所以避免死锁的条件是：
r>
=p（m-1）+1
【2】一台计算机有6台磁带机，由n个进程竞争使用，每个进程可能需要两台磁带机，那么n是多少时，系统才没有死锁的危险？
【解答】对于三个进程，每个进程能够有两个驱动器。
对于4个进程，驱动器可以按照（2，2，1，1）的方法进行分配，使前面两个进程先结束。
对于5个进程，可以按照（2，1，1，1，1）的方法进行分发，使一个进程先结束。
对于六个进程，每个进程都拥有一个磁带驱动器同时需要另外一个驱动器，产生了死锁。
因此，对于n<
6的系统来说是无锁的。
【3】假设某系统中有4种资源（R1,R2,R3,R4），在某时刻系统中共有5个进程，进程P1，P2，P3，P4，P5的最大资源需求数量和此刻已分配到资源数向量分别如下
系统中当前可用资源向量为（2,1,0,0）,问
1当前系统是否是安全的？
2如果进程P3发出资源请求向量（0,1,0,0），系统能否将资源分配给它？
【答案】
1当前系统是安全的2系统不能将资源分配给它
【分析】进程的最大资源需求数减去当前进程已获得的资源数就是进程仍需要的资源数，此刻各个进行的仍需要资源数向量为：
P1（0,0,0,0）;
P2（0,7,5,0）;
P3（6,6,2,2）;
P4（2,0,0,2）;
P5（0,3,2,0）
而系统的可用资源向量为（2,1,0,0）,这时存在如下执行序列，使进程顺序执行完毕，状态安全
进程可用资源数
P1完成后（2,1,1,2）
P4完成后（4,4,6,6）
P5完成后（4,7,9,8）
P2完成后（6,7,9,8）
P3完成后（6,7,1,12）
（2）在P3发出资源请求（0,1,0,0）后，假设系统把资源分配给P3,则个进程已分配资源数为：
P1（0,0,1,2）;
P2（2,0,0,0）;
P3（0,1,3,4）;
P4（2,3,5,4）;
P5（0,3,3,2）
此时系统可用资源为（2,0,0,0），各进程仍需要资源向量为：
P3（6,5,2,2）;
满足资源需求的进程执行序列为：
进程名可用资源数
P1完成后（2,0,1,2）
P4完成后（4,3,6.6）
P5完成后（4,6,9,8）
此时可用资源不能满足P2,P3的需求，即此时系统状态是不安全的，将拒绝资源请求
1、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、OPT、LRU置换算法产生的缺页中断是多少？
（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）
FIFO淘汰算法：
内存块为3时，缺页中断（或称缺页次数、页面故障）为9；
内存块为4时，缺页中断为10。
LRU淘汰算法：
内存块为3时，缺页中断为10；
内存块为4时，缺页中断为8。
2、某段表内容如下：
段号段首地址段长度
0120K40K
1760K30K
2480K20K
3370K20K
一逻辑地址为（2，154）的实际物理地址为多少？
逻辑地址（2154）表示段号为2，即段首地址为480K，154为单元号，则实际物理地址为480K+154
【4】假定系统中有五个进程{P0、P1、P2、P3、P4}和三种类型资源{A、B、C}，每一种资源的数量分别为10、5、7。
各进程的最大需求、T0时刻资源分配情况如下所示。
MaxAllocationNeedAvailable
ABCABCABCABC
P0753010743332
P1322200122
P2902302600
P3222211011
P4433002431
试问：
①T0时刻是否安全？
②T0之后的T1时刻P1请求资源Request1（1,0,2）是否允许？
③T1之后的T2时刻P4请求资源Request4（3,3,0）是否允许？
④T2之后的T3时刻P0请求资源Request0（0,2,0）是否允许？
①T0时刻是否安全？
工作向量Work.它表示系统可提供给进程继续运行所需要的各类资源的数目
从表中可找出一个序列{P1、P3、P4、P0、P2}使各进程顺序地一个个地执行完成。
☐安全序列为{P1、P3、P4、P0、P2}，T0时刻系统是安全的。
②T0之后的T1时刻P1请求资源Request1（1,0,2）可否允许？
☐Request1（1,0,2）≤Need1（1,2,2），P1请求在最大需求范围内。
☐Request1（1,0,2）≤Available（3,3,2），可用资源可满足P1请求需要。
☐试探把要求的资源分配给进程P1并修改有关数据结构的数值：
⏹Available（2,3,0）=Available（3,3,2）-Request1（1,0,2）;
⏹Need1（0,2,0）=Need1（1,2,2）-Request1（1,0,2）;
⏹Allocation1（3,0,2）=Allocation1（2,0,0）+Request1（1,0,2）;
☐利用安全性算法检查试探将资源分配后状态的安全性如下：
因为先分配资源给P1进程符合按安全序列{P1、P3、P4、P0、P2}分配资源，所以试探将资源分配给进程P1后的状态是安全的，可将资源分配给进程P1。
③T1之后的T2时刻P4请求资源Req
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