操作系统复习试题.docx

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操作系统复习试题.docx

操作系统复习试题

1.操作系统是系统软件中的一种,在进行系统安装时可以先安装其它软件,然后再装操作系统。

答:

操作系统是系统软件中的一种,在进行系统安装时必须先安装其它软件,然后再装操作系统。

 

2.在虚拟存储系统中,操作系统为用户提供了巨大的存储空间。

因此,用户地址空间的大小可以不受任何限制。

答:

在虚拟存储系统中,操作系统为用户提供了巨大的存储空间。

但是,用户地址空间的大小依然不受任何限制。

3.在请求式分页系统中,增加内存帧一定可以降低缺页中断率。

4.

答:

在请求式分页系统中,增加内存帧不一定可以降低缺页中断率。

5.若系统处于不安全状态,则一定发生了死锁。

答:

若系统处于不安全状态,则不一定发生了死锁。

OPT页面替换算法是堆栈型算法?

证明如下:

因为LRU算法满足,n

n>=Lt时,Bt(n)=Bt(n+1)

n表示分配给程序的实页数,Bt(n)表示t时刻在n个实页中的虚页集合,Lt为t时刻不同虚页的页面数。

由于在主存中保留的是最近使用过的页面。

如果先给某一个程序分配n个主存页面,那么在t时刻,这n个主存页面都是最近使用过的页面。

如果再给这个程序多分配一个主存页面,那么在t时刻,这n+1个主存页面也都是最近使用过的页面。

因此,在这n+1个主存页面中必然包含了前面的n个主存页面。

所以,opt算法是堆栈型算法。

1.读着优先、写者优先(代码)。

读者优先

如果有读者来时,

无读者和写者,新读者可以读;

如有写者等待,但有其他读者正在读,则新读者可以读;

有写者写,新读者则等待

Varwsem:

semaphore;(initialvalue:

1)

Writer:

while

(1){

P(wsem);

V(wsem);

}

intreadCount=0;

semaphorewsem=1;

semaphoremutex=1;

 

reader():

while

(1){

P(mutex);

readCount=readCount+1;

if(readCount==1)

P(wsem);

V(mutex);

P(mutex);

readCount=readCount-1;

if(readCount==0)

V(wsem);

V(mutex);

}

写者优先

如果有写者来时,

无读者,新写者可以写;

如有读者正在读,则新读者等待;

有其他写者正在写,新写者则等待。

intwriteCount=0;

semaphorewsem,rsem=1;

semaphoremutexY=1;

writer():

while

(1){

P(mutexY);

writeCount=writeCount+1;

if(writeCount==1)

P(rsem);

V(mutexY);

P(wsem);

V(wsem);

P(mutexY);

writeCount=writeCount-1;

if(writeCount==0)

V(rsem);

V(mutex);

}

 

intreadCount=0;

semaphorewsem,rsem=1;

semaphoremutexX,mutex=1;

reader():

while

(1){

P(mutex);

P(rsem);

P(mutexX);

readCount=readCount+1;

if(readCount==1)

P(wsem);

V(mutexX);

V(rsem);

V(mutex);

P(mutexX);

readCount=readCount-1;

if(readCount==0)

V(wsem);

V(mutexX);

}

变量wsem用来保证读者与写者之间的互斥,以及写者与写者之间的互斥;变量writeCount用来记录写者的数目;变量mutexY用来实现读者对于变量writeCount访问的互斥;变量readCount用来记录读者的数目;变量mutexX用来实现读者对于变量readCount访问的互斥;mutex用来实现rsem上不要有长的排队等待。

2.资源分配图的化简。

可以通过对资源分配图的约简,来判断系统是否处于死锁状态.

资源分配图中的约简方法如下:

(1)寻找一个非孤立且没有请求边的进程结点pi,若无算法结束;

(2)去除所有pi的分配边使pi成为一个孤立结点;

(3)寻找所有请求边均可满足的进程pj,将pj的请求边全部改为分配边;

(4)转步骤

(1).

若算法结束时,所有结点均为孤点,则称资源分配图是可以完全约简的,否则称为不可完全约简的.文献已经证明,系统处于死锁状态的充分必要条件是资源分配图不可完全约简.这一结论称为死锁定理.

定理:

S为死锁状态的充分必要条件是S的资源分配图不可完全约简.

对于问题1,假设进程p3申请资源类r2中的一个实例,由于没有空闲的资源实例,将增加一条申请边(p3,r2),形成图5-2.此时,出现了两个环路:

p1®r1®p2®r3®p3®r2®p1和p2®r3®p3®r2®p2.进一步分析可以验证,此时系统已经发生死锁,且进程p1、p2和p3都参与了死锁.

对于问题2,此图中亦有一个环路:

p1®r2®p4®r1®p1

然而并不存在死锁.注意观察p2可能会释放资源类r1中的一个资源实例,该资源实例可分配给进程p3,从而使环路断开.

综合上述分析可以看出,如果资源分配图中不存在环路,则系统中不存在死锁;反之,如果资源分配图中存在环路,则系统中可能存在死锁,也可能不存在死锁.

3.扔球问题。

(1)有一个充分大的池子,两个人分别向池中扔球,甲扔红球,乙扔蓝球,一次扔一个,开始时池中有红、蓝球各一个,要求池中球满足条件:

1<=红球数/蓝球数<=2,用PV操作描述两个进程

信号量初值:

r=1;b=0

扔红扔蓝

P(r)P(b)

扔一个红扔一个蓝

V(b)V(r)

V(r)

(2)一个充分大的池子,甲乙丙三人扔球,甲扔红,乙扔蓝,丙扔绿。

开始时池子中又红绿蓝球各一个。

要求:

池中球满足要求:

1<=红/蓝<=2,且蓝<=绿<=红+蓝

信号量初值:

r,b1,g=1;b2=0

扔红扔蓝扔绿

P(r)P(b1)P(g)

扔一个红P(b2)扔一个绿

V(b1)扔一个蓝V(b2)

V(g)V(r)

V(r)

V(g)

4.最佳页面尺寸算法例:

在一个分页系统中,设计算机的内存大小为M,作业平均尺寸为J,一个页表项占x个存储单位,问最佳页面尺寸P是多少?

每个进程需要的页数:

J/P

占用x·J/P个存储单位

每个进程的内部碎片平均为:

P/2

由页表和内部碎片带来的总开销:

x·J/P+P/2=M

对P求导,令其等于0,得到方程:

-x·(J/P^2)+1/2=0

由此得到最佳页面尺寸公式P=2xJ^(1/2)

5.安全性检测算法(已知流程图,写代码)。

数据结构:

Available:

array[1..m]ofinteger;//系统可用资源

Claim:

array[1..n,1..m]ofinteger;//进程最大需求

Allocation:

array[1..n,1..m]ofinteger;//当前分配

Need:

array[1..n,1..m]ofinteger;//尚需资源

Request:

array[1..n,1..m]ofinteger;//当前请求

intWork[m];工作变量,记录可用资源.

intFinish[n];工作变量,记录进程是否可进行完.

1.Work=Available;Finish=false;

2.寻找满足如下条件的i:

(1)Finish[i]==false;

(2)Need[i]≤Work[i];

如果不存在,则转步骤4;

3.Work=Work+Allocation[i];Finish[i]=true;

转步骤2

4.如果对于所有i,Finish[i]=true,则系统处于安全状态,否则处于不安全状态.

6.进程的状态及其转移。

运行:

进程当前处于运行状态。

·就绪;进程已准备好运行。

·阻塞;进程等待某些事件发生(如I/O操作)后才能运行。

·创建:

进程刚产生,但还未被操作系统提交到可运行进程池中。

·消失:

进程被操作系统从可运行进程池中释放。

带有挂起状态的进程状态图:

(a)带有一个挂起状态的进程转换图

(b)带有两个挂起状态的进程转换图

7.进程的状态转换原因:

(1)处于就绪状态的进程,当进程调度程序为之分配了处理机后,该进程就由就绪状态变为执行状态

(2)正在执行的进程因发生某事件而无法执行,如暂时无法取得所需资源,则由执行状态转变为阻塞状态。

(3)正在执行的进程,如因时间片用完或被高优先级的进程抢占处理机而被暂停执行,该进程便由执行转变为就绪状态。

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