北工大操作系统作业合集.docx
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北工大操作系统作业合集
第八次作业
基础作业
1.假设一个磁盘驱动器有5000个柱面，从0到4999。
驱动器正在为143的一个请求服务，且前面的一个请求在125。
按照FIFO的顺序，即将到来的请求是86，1470，913，1774，948，1509，1022，1750，130。
请按照FCFS、SSTF、SCAN、LOOK、C-SCAN、C-LOOK，要满足队列中的服务要求磁头总的移动距离是多少。
1438614709131774948150910221750130
a.FCFS:
143,86,1470,913,1774,948,1509,1022,1750,130.
总寻道距离7081.
b.SSTF:
143,130,86,913,948,1022,1470,1509,1750,1774.
总寻道距离1745.
c.SCAN：
143,913,948,1022,1470,1509,1750,1774,4999,130,86.
总寻道距离9769.
d.LOOK:
143,913,948,1022,1470,1509,1750,1774,130,86.
总寻道距离3319.
e.C-SCAN:
143,913,948,1022,1470,1509,1750,1774,4999,0,86,130.
总寻道距离9813
f.C-LOOK:
143,913,948,1022,1470,1509,1750,1774,86,130.
总寻道距离3363.
2.为什么文件分配的位图必须保存在大容量存储器中，而不是主存中？
答：
因为如果保存在内存中，当系统崩溃时，这些空闲区间的信息将会被丢失，而如果保存在大容量存储器中就可以解决这个问题。
3．假设要为一个文件换一个名字。
一种选择是使用操作系统提供的RENAME方法，另一种方法是：
把文件复制为新文件，然后删除原来的文件以实现重命名。
请问，这两种方法在实现上有什么不同？
答：
RENAME方法是修改目录文件的文件名部分，而删除原来文件再重命名则需要再创立一个新文件，目录文件中增加一项，分配新空间；删除目录文件中的文件项目，然后回收占用的空间。
4．请解释使用索引节点有什么好处
答：
减小目录文件的大小，提高查找文件的效率
5．在UNIX中open系统调用绝对需要么？
如果没有会产生什么结果。
答：
如果没有open命令，那么每个read命令都需要确定要打开的文件名。
系统必须找到文件的i节点，虽然这个数据放入cache可以减少一些时间，但是当数据变化的时候，i节点的数据需要刷新到磁盘上。
6．UNIX系统中有关盘块的分配与释放是借助超级块中的栈来进行的。
假如某个时刻系统状况如下图所示，若此时某个进程要删除文件A，并归还它所占用的盘块220，110，645，549，176。
请说明过程，并给出删除完毕后有关数据与表目的更改情况。
100
199
786
278
…
80
230
110
645
2
549
176
…
7.考虑一个索引节点所表示的UNIX文件的组织。
假设有12个直接块指针，在每个索引节点中有一个单重、双重和三重间接指针。
此外，假设系统块大小和磁盘扇区大小都是8K，如果磁盘块指针是32位，其中8位表示物理磁盘，24位表示物理块，那么
a.该系统支持的最大文件大小是多少？
b.该系统支持的最大文件分区是多少？
c.假设主存中除了文件索引节点外没有其他信息，访问在位置12423956中的字节需要多少磁盘访问？
答：
a.通过用块大小除以指针大小得到盘块指针的数目：
每块8K/4=2K
这样I节点可以支持的最大文件容量是:
12+2k+2k*2k+2k*2k*2k=（12+2K+4M+8G）*8K（块大小）=96KB+16MB+32GB+64TB
直接寻址一级间接寻址二级间接寻址三级间接寻址
b.在一个分区中识别一个块需要24位。
所以:
*8K=16M*8K=128GB
c.使用从（a）得到的信息,发现直接块只能表示96KB,而一次间接块表示16MB.题目中要求的请求位置在13M左右，使用一次间接块.就可以了。
所以要用两次磁盘访问，一次访问一次间接块，另一次访问包含数据的盘块
第七次作业
1．什么是设备无关性？
应用程序只按套路调用操作系统提供的功能即可，不关心实际的设备是什么，这就是与设备无关性
2．以下各项工作由I/O软件的哪一层完成？
a.为一个磁盘读操作计算磁道、扇区、磁头；设备驱动程序
b.向设备寄存器写命令；中断处理程序
c.检查用户是否允许使用设备；设备独立性软件
d.将二进制整数转换成ASCII码以便打印硬件
3．为什么在要打印的文件通常都假脱机输出到磁盘上？
答：
达到缓冲的目的，实现提高I/O设备性能的目的。
为了打印一个文件，一个进程首先要生成需要打印的整个文件并把它放在假脱机目录里。
由守护进程打印该目录下的文件，该进程是允许使用打印机设备文件的唯一进程。
通过保护设备文件来防止用户直接使用，可以解决某些进程不必要地长期空占打印机的问题。
第六次作业
1．假设页表在内存保存的分页系统，
a.如果一次访问内存用200ns，那么访问一个页内的一次数据访问用多少时间？
b.如果加入TLB，有75%的命中率，那么内存有效访问时间是多少？
a）访问一个页内数据需要访问两次内存，第一次访问内存中的页表，第二次根据页表中的信息形成的物理地址访问内存访问数据，所以要用200*2=400ns
b）加入TLB，获得物理地址的过程为：
先在TLB中查找，如果TLB中命中，则直接获得物理地址，如果TLB中不存在，则去访问页表，所以需要的访问时间为0.25*200=50ns
总共需要的时间为50ns+200ns=250ns
2.在一个虚拟存储管理系统中采用页式方法对内存空间进行管理，它有24位的虚拟地址空间，而实际的物理地址空间是16位，页框大小为2k。
假设有两个进程A和B。
其中A进程的0、2页已经调入到内存的2、3号页框；B进程的1、3页已经调入到内存的7、8号页框。
请问：
A进程的虚拟地址12FF可以转换成什么物理地址？
B进程的虚拟地址17BA可以转换成什么物理地址？
如果不能转换，操作系统会执行什么操作？
页框大小为2k=2^11,有11位的位移。
A进程：
12FF=0001001011111111,00010=2,A进程中2页调进3号框，因此物理地址为：
0001101011111111
B进程：
17BA=0001011110111010，在进程2中没有2号页，需要的页面不在内存时，请求调入所需的页面
判断对错
如果缺页率太高，通常说明一个进程分得的页框太多了。
X
第五次作业
基础作业
1．内部碎片与外部碎片之间的区别？
内部碎片：
内存分页时，最后一页未装满的部分就是内部碎片。
或因调入的数据小于分区而产生分区空间的浪费，称为内部碎片。
外部碎片：
共享时要分段，在段的换入换出时未使用的部分就是外部碎片。
一开始运行得很好，但是在执行一段时间后,会出现一些小的洞。
这种在分区外的洞称为外部碎片。
内存按顺序有100k，500k，200k，300k，600k，用首次适应、最佳适应和最差适应如何放置212k，417k，112k，426k的进程？
首次适应：
212k分配给500k，417k分配给600k，112k分配给200k，426k没有可分配
最佳适应：
首先将212k分配给300k，将417k分配给500k，将112k分配给200k，将426k分配给600k；
最差适应：
将212k分配给600k，将417分配给500k，将112分配给300k，最后426没有可分配的。
2．假设一个有8个1k页面的逻辑地址空间，映射到一个32个页框的物理内存，问：
逻辑地址多少位？
物理地址多少位？
逻辑地址：
13位
物理地址：
15位
4．（8.12）有段表
段基地址长度
0219600
1230014
290100
31327580
4195296
下面的物理地址是多少？
a）0,430;b）1,10;c）2,500;d）3,400;e）4,122
a、649b、2310c、590d、1727e、2074
5．在页面大小为4k的系统中，根据图中所示
页表，下面的逻辑地址经过重定位之后的物理地址是什么？
a）20;b）4100;c）8300
A、49172b、53252c、61548
6．一台计算机为每个进程提供65536字节的地址空间，页面的大小为4k。
一个程序有32768字节的正文，16386字节的数据，15870字节的堆栈，此程序是否能装入此地址空间？
若页面大小为512字节呢？
4k不能，512字节可以；
解析过程：
65536/4096=16，共计16个页面；
正文需要页面：
32768/4096=8
数据需要页面：
16386/4096=5
对战需要：
15870/4096=4
共需17个页面，所以不能装入
512字节同理可得正好能够装入
补充作业
判断对错
编译时绑定是大多数通用操作系统使用的地址绑定方法。
X
最佳适配法可以在内存分配过程中留下最小的洞。
√
为解决内存分配时导致的外部碎片可以采用压缩的方法来解决，因此需要在地址绑定的时候采用静态重定位方法。
X
如果现在基地址寄存器的值是1200，界限寄存器的值是350，那么当前进程产生对绝对地址1551的访问是合法的。
X
可重入代码不可以被共享。
X
基础作业
1．考虑下面一组进程，进程占用的CPU区间长度以毫秒计算。
假设在0时刻进程以P1,P2,P3,P4,P5的顺序到达。
进程区间时间优先级
P1103
P211
P323
P414
P552
（1）画出4个Gantt图，分别演示使用FCFS,SJF,非抢占优先级（数字越小表示优先级越高）和RR（时间片=1）算法调度时进程的执行过程。
（2）每个进程的周转时间是多少？
（3）每个进程在每种调度算法下的等待时间是多少？
解：
（1）GANTT图
FCFS：
P1P2P3P4P5
SJF：
P2P4P3P5P1
非抢占优先级：
P2P5P1P3P4
RR：
P1P2P3P4P5P1P3P5P1P5P1P5P1P5P1
（2）周转时间：
FCFS
SJF
非抢占优先级
RR
P1
10
19
16
19
P2
11
1
1
2
P3
13
4
18
7
P4
14
2
19
4
P5
19
9
6
14
（3）等待时间：
FCFS
SJF
非抢占优先级
RR
P1
0
9
6
9
P2
10
0
0
1
P3
11
2
16
5
P4
13
1
18
3
P5
14
4
1
9
2．考虑下面一个系统在某一个时刻的状态。
AllocationMaxAvailable
ABCDABCDABCD
P0001200121520
P110001750
P213542356
P306320652
P400140656
使用银行家算法回答下面的问题：
（1）Need矩阵
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