完整word版操作系统习题及参考答案.docx
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完整word版操作系统习题及参考答案
CH4应用题参考答案
1在一个请求分页虚拟存储管理系统中，一个程序运行的页面走向是：
1、2、3、4、2、1、5、6、2、1、2、3、7、6、3、2、1、2、
3、6。
分别用FIFO、OPT和LRU算法，对分配给程序3个页框、4个页框、5个页框和6个页框的情况下，分别求出缺页中断次数和缺页中断率。
答：
页框数
FIFO
LRU
OPT
3
16
15
11
4
14
10
8
5
12
8
7
6
9
7
7
只要把表中缺页中断次数除以20，便得到缺页中断率。
2在一个请求分页虚拟存储管理系统中，一个作业共有5页，执行时其访问页面次序
为：
（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
假设分配给该作业三个页框，分别采用FIFO和LRU面替换算法，求出各自的缺页中断次数和缺页中断率。
答：
（1〕采用FIFO为9次，9/12=75％。
采用LRU为8次，8/12=67％。
（2〕采用FIFO和LRU均为9次，9/13=69％。
3一个页式存储管理系统使用FIFO、OPT和LRU页面替换算法，如果一个作业
的页面走向为：
（l）2、3、2、l、5、2、4、5、3、2、5、2。
（2）4、3、2、l、4、3、5、4、3、2、l、5。
（3）1、2、3、4、1、2、5、l、2、3、4、5。
1/12
当分配给该作业的物理块数分别为3和4时，试计算访问过程中发生的缺页中断次数和缺页中断率。
答：
（l〕作业的物理块数为
3
块，使用FIFO为9
次，9/12=75
％。
使
用LRU为7
次，7/12=58
％。
使用OPT为6次，6/12==50
％。
作业的物理块数为
4
块，使用FIFO为6
次，6/12=50
％。
使
用LRU为6
次，6/12=50
％。
使用OPT为5次，5/12=42％。
（2〕作业的物理块数为
3
块，使用FIFO为9
次，9/12=75
％。
使
用LRU为10次，10/12=83
％。
使用OPT为7
次，7/12=58
％。
作业的物理块数为4
块，使用FIFO为10
次，10/12=83％。
使
用LRU为8次，8/12＝66％。
使用OPT为6次，6/12＝50%.
其中，出现了Belady现象，增加分给作业的内存块数，反使缺页中断率上升。
4、在可变分区存储管理下，按地址排列的内存空闲区为：
10K、4K、20K、18K、
7K、9K、12K和15K。
对于以下的连续存储区的请求：
（l）12K、10K、9K,
（2）12K、10K、15K、18K试问：
使用首次适应算法、最正确适应算法、最差适应算法和下次适应算法，哪个空闲区被使用？
答：
（1〕空闲分区如下图。
答
分区号分区长
110K
24K
320K
418K
57K
69K
712K
815K
1〕首次适应算法
12KB选中分区3，这时分区3还剩8KB。
10KB选中分区1，恰好分配故应删去分区1。
9KB选中分区4，这时分区4还剩9KB。
2/12
2〕最正确适应算法
12KB选中分区7，恰好分配故应删去分区7。
1OKB选中分区1，恰好分配故应删去分区1。
9KB选中分区6，恰好分配故应删去分区6。
3〕最差适应算法
12KB选中分区3，这时分区3还剩8KB。
1OKB选中分区4，这时分区4还剩8KB。
9KB选中分区8，这时分区8还剩6KB。
4〕下次适应算法
12KB选中分区3，这时分区3还剩8KB。
10KB选中分区4，这时分区4还剩8KB。
9KB选中分区6，恰好分配故应删去分区6。
（2〕原始分区情况同上图。
1〕首次适应算法
12KB选中分区3，这时分区3还剩8KB。
10KB选中分区1，恰好分配故应删去分区1。
15KB选中分区4，这时分区4还剩3KB。
最后无法满足18KB的申请，应该等待。
2〕最正确适应算法
12KB选中分区7，恰好分配故应删去分区7。
1OKB选中分区1，恰好分配故应删去分区1。
15KB选中分区8，恰好分配故应删去分区8。
18KB选中分区
4，恰好分配故应删去分区4。
3〕最差适应算法
12KB选中分区3，这时分区3还剩8KB。
10KB选中分区4，这时分区4还
剩8KB。
15KB选中分区8，恰好分配故应删去分区8。
最后无法满足18KB的申请，应该等待。
4〕下次适应算法
12KB选中分区3，这时分区3还剩8KB。
1OKB选中分区4，这时分区4还
剩8KB。
15KB选中分区8，恰好分配故应删去分区8。
最后无法满足15KB的申请，应该等待。
5给定内存空闲分区，按地址从小到大为：
100K、500K、200K、300K和600K。
现有用户进程依次分别为212K、417K、112K和426K,（l
〕分别用
first-fit、best-fit
和worst-fit
算法将它们装入到内存的哪个分区？
（2〕
哪个算法能最有效利用内存？
答：
按题意地址从小到大进行分区如下图。
分区号分区长
1
100KB
2
500KB
3/12
3200KB
4300KB
5600KB
（1）1〕first-fit212KB选中分区2，这时分区2还剩288KB。
417KB
选中分区5，这时分区5还剩183KB。
112KB选中分区2，这时分区2还剩176KB。
426KB无分区能满足，应该等待。
2）best-fit212KB选中分区4，这时分区4还剩88KB。
417KB
选中分区2，这时分区2还剩83KB。
112KB选中分区3，这时分区3还剩
88KB。
426KB选中分区5，这时分区5还剩174KB。
3）worst-fit212KB选中分区5，这时分区5还剩388KB。
417KB
选中分区2,这时分区2还剩83KB。
112KB选中分区5，这时分区5还剩
176KB。
426KB无分区能满足，应该等待。
（2〕对于该作业序列，best-fit算法能最有效利用内存
6、一个32位地址的计算机系统使用二级页表，虚地址被分为9位顶级页表，
11位二级页表和偏移。
试问：
页面长度是多少？
虚地址空间共有多少个页面？
答：
由于32-9-11＝12，所以，页面大小为4KB，页面的个数为220个。
7、一进程以以下次序访问5个页：
A、B、CD、E：
假定使用FIFO替换算法，在内存有3分别给出页面替换次数。
、D、A、B、E、A、B、C、个和4个空闲页框的情况下，
答：
内存有3个和4个空闲页框的情况下，页面替换次数为
9次和10
次。
出
现了Belady即现象，增加分给作业的内存块数，反使缺页中断率上升。
8、某计算机有缓存、内存、辅存来实现虚拟存储器。
如果数据在缓存中，访问
它需要Ans；如果在内存但不在缓存，需要
Bns将其装入缓存，然后才能访问；
如果不在内存而在辅存，需要
Cns将其读入内存，然后，用
Bns再读入缓存，
然后才能访问。
假设缓存命中率为〔
n-1）/n
，内存命中率为〔m-1）/m，
那么数据平均访问时间是多少？
答：
数据在缓存中的比率为：
（n-1）/n
数据在内存中的比率为：
（1-
〔n-1）/n）
×（m-1）/m=（m-1
〕
/nm
数据在辅存中的比率为：
（1-
〔n
－1）/n）×（1－〔m－1）/m
〕1/nm
故数据平均访问时间是＝（（n-1）/n）
×A+（（1-
〔n-1）/n）
×
（m-1）/m）×（A+B）+（（1-
〔n-1）/n）
×（1-〔m-1〕/m））
×（A+B+C）=A+B/n+C/nm
4/12
9、某计算机有cache、内存、辅存来实现虚拟存储器。
如果数据在cache中，访问它需要20ns；如果在内存但不在cache，需要60ns将其装入缓存，然后才能访问；如果不在内存而在辅存，需要12us将其读入内存，然后，用60ns再读入cache，然后才能访问。
假设cache命中率为0.9，内存命中率为0.6，那么数据平均访问时间是多少〔ns）?
答：
506ns。
10有一个分页系统，其页表存放在主存里，（1〕如果对内存的一次存取要1.2微秒，试问实现一次页面访问的存取需花多少时间？
（2〕假设系统配置了联想存储器，命中率为80%，假定页表表目在联想存储器的查找时间忽略不计，试问实现一次页面访问的存取时间是多少？
答：
微秒〔××
微秒
11给定段表如下：
段号
段首址
段长
0
219
600
1
2300
14
2
90
100
3
1327
580
4
1952
96
给定地址为段号和位移：
1）[0,
430]、2）[3,
400］、3）[1,1］、
4）[2,500
］、5）[4,42）
，试求出对应的内存物理地址。
答：
1）649
2）1727
3）23014
〕越界
5）1994
12、某计算机系统提供
24位虚存空间，主存为218B
，采用分页式虚拟存储
管理，页面尺寸为1KB。
假定用户程序产生了虚拟地址
11123456〔八进制〕，
而该页面分得块号为100（八进制〕，说明该系统如何产生相应的物理地址及写出物理地址。
答：
虚拟地址11123456〔八进制〕转化为二进制为：
001001001010011100101110
其中前面为页号，而后10位为位移：
00100100101001-------1100101110。
由于主存大小为218B，页面尺寸为1KB，所以，主存共有256块。
所以，块号为100〔八进制〕是合法地址，于是，物理地址为100〔八进制〕与位移1100
5/12
101110并接，得到：
八制物理地址0010000001100101110==202156〔八制〕。
13主存中有两个空区如所示，
0K
100K
15K
125K
50K
有作序列依次：
Job1要求30K;Job2要求70K;Job3要求50K；使
用首次适、最坏适和最正确适算法理个作序列，哪种算法可以足分配？
什么？
答：
首次适、最坏适算法理个作序列可以足分配，最正确适算法不行。
因后者会分割出无法使用的碎片，浪内存，从而，不能足所有作的内存需求。
14有一式存管理系，向用提供的地址空最大16，每
2048字，内存共有8个存。
地址至少多少位？
内存空有多大？
答：
地址211×24，故15位。
内存大小23×211=214B=16KB。
15、在一分存管理系中，地址度16位，面大小4096字，有一地址ZF6AH，且第0、1、2依次存在物理10、12、14号中，相的物理地址多少？
答：
因地址度16位，而面大小4096字，所以，前面的4位
表示号。
把ZF6AH成二制：
0010111101101010，可知号
2。
故放在14号物理中，写成十六制：
EF6AH。
16有矩：
VARA:
ARRAY[1⋯100,1⋯100]OFinteger；元素按行存。
在一虚存系中，采用LRU淘汰算法，一个程有3内存空，每可以存放200个整数。
其中第1存放程序，且假定程序已在内存。
程序A:
FORi:
=1TO100DO
FORj:
=1TO100DO
A[i，j]:
=0;
程序B:
FORj:
=1TO100DO
6/12
FORi:
=1TO100DO
A[i,j]:
=0;
分就程序A和B的行程算缺次数。
答：
100*100=10000个数据，每可以存放200个整数，故一共存放在50个
第99行、第100行缺中断5000次。
由于元素按行存，第1行、第2行放在第1，⋯第99行、第100行放在第50。
故于程序A，缺中断50次。
于程序B，缺中断5000次。
17、一台机器有48位虚地址和32位物理地址，假设8KB，表共有多少个表？
如果一个反置表，有多少个表？
答：
因8KB占用13位，所以，表有235个。
反置表有219个。
18在虚式存管理中，解决抖，可采用工作集模型以决定分程的物理数，有如下面序列：
⋯⋯251633789162343434443443⋯⋯
|△t1||△t2|
窗口尺寸△＝9，求t1、t2刻的工作集。
答：
t1
刻的工作集：
{l,2,3,6,7,8,9
｝。
t刻的工作集
：
{3
4｝。
19有一个分虚存系，得
CPU和磁的利用率如下，指出每种情况下的
存在和可采取的措施：
（
1）CPU利用率13%，磁利用率97%
（2）
CPU利用率87%，磁利用率3%（3）CPU
利用率13%，磁利用
率3
％。
答：
（1〕系可能出抖，可把停局部程运行。
〔2〕系运行正常，可增加运行程数以一步提高源利用率。
〔3〕理器和和利用率均很低，可增加并运行的程数。
20、在一个分虚存系中，用程空32个，IKB，主存16KBo如果用程序有10，假设己知虚0、1、2、3，己分到框8、7、4、10,把虚地址OACSH和IACSH成的物理地址。
答：
虚地址OACSH的物理地址：
12CSH。
而行虚地址IACSH会表中尚未有分配的框而生缺中断，由系另行分配框。
21某算机有4个框，每的装入、最后、位R、修改位
D如下所示〔用点数表示〕:
7/12
pageloaded
lastref
RD
0
126
279
0
0
1
230
260
1
0
2
120
272
1
1
3
160
280
1
1
分用FIFO、LRU、二次时机算法分淘汰哪一？
答：
（1）FIFO
淘汰page2。
（2）LRU淘汰page1。
（3
〕二次时机淘汰page1
22
考下面的程序：
for（i=0;i<20;i++
〕
For（j=0;j<10;j++）
a[i]:
=a[i]
×j
例明程序的空局部性和局部性。
答：
当数元素a[0],a[1]
，⋯，a[19]
存放在一个面中，其空
局部性和局部性好，也就是，在很短内行都挂行循乘法程序，
而且数元素分布在的存元中。
当数元素存放在不同面中，
其局部性相同，但空局部性差，因理的数元素分布在不的
存元中。
23一个有快表的式虚存系，内存周期
1微秒，内外存送一个
面的平均
5毫秒。
如果快表命中率
75%，缺中断率10
％。
忽
略快表，求内存的有效存取。
答：
快表命中率
75%，缺中断率10%，所以，内存命中率15％。
故
内存的有效存取＝1×
微秒。
24假某虚存的用空
IO24KB，面大小4KB，内存空512KB。
用的虚10、11、12、13分得内存框号62、78
、25
、36
，
求出虚地址OBEBC（16制〕的地址〔16制〕是多少？
答：
虚地址0BEBC（16制〕的二制形式：
00001011111010111100
。
由于面大小4KB，故其中后12位是位移，所以，虚地址的号：
11。
表分得内存框号：
78。
己知内存空512KB，故内存共有
128个
框，78是合法物理。
把
78化16制是4E
，虚地址OBEBC（16
制〕
的地址〔16制〕是：
4EEBC。
25／某求分存系使用一表，假表全部放在主存内，
:
1〕假设一次主存花120ns，那么，一个数据的是多少？
2〕假设增加一个快表，在命中或失需有20ns开，如果快表命中率
80%，
一个数据的
答：
1）120ns*2=240ns
8/12
2）（120+20）*80%+（120+120+20）*20%=174ns
26设某系统中作业J.,JZ,J3占用主存的情况如图。
今有一个长度为20k的作业J4要装入主存，当采用可变分区分配方式时，请答复：
（l）J4装入前的主存己分配表和未分配表的内容。
（2〕写出装入J4时的工作流程，并说明你采用什么分配算法。
10k18k30k40k54k70k
答：
（1〕主存已分配表共有三项，由作业j1、j2、j3占用，长度依次为：
10k、30k和54k未分配表共有三项：
空闲区1、空闲区2和空闲区3，长度依次为18k、40k和70k。
（2〕作业J4装入时，采用直接分配，搜索未分配表，空闲区1不能满足。
所以，要继续搜索未分配表，空闲区2可以满足J4的装入要求。
27考虑以下的段表：
段号始址段长:
段号始址段长
0
200
500
1
890
30
2
120
100
3
1250
600
4
1800
88
对下面的逻辑地址，求物理地址，如越界请指明。
l）＜0,480>2）3）4）<2,200>5）<3,500>6）<4,100>.
答：
l）680
（2）915（3）904（4〕越界（5）1750（6〕越界。
28请页式存储管理中，进程访问地址序序列为：
10,11,104,170,73,305,
180,240,2科，科5,467,366。
试问（1〕如果页面大小为100，给出
页面访问序列。
2、讲程假设分3个页框采用
FIFO和LRU替换算法，求缺页中断率？
答：
l〕页面访问序列为l,l,2,2,1,4,2,3,3,5,5,4
。
2）FIFO为5
次，缺页中断率为5/12
科41.6％。
LRU为6次，缺页中断
率为6/12=50
％。
LRU反比FIFO缺页中断率高。
29假设计算机有
2M内存，其中，操作系统占用512K，每个用户程序也使用
512K内存。
如果所有程序都有
70％的I/O等待时间，那么，再增加1M内存，
吞吐率增加多少？
3个用户进程，而CPU的利用率为：
1〔-70%）3,
答：
由题意可知，内存中可以存放
=1一〔0
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