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1、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FIFOLRUOPT3161511414108512876977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

2、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、 、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

4、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

5、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1 10K2 4K3 20K4 18K5 7K6 9K7 12K8 15K1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 9

6、KB 。2 / 122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1

7、2KB 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

8、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

9、地址从小到大进行分区如下图。分区号 分区长1100KB2500KB3 / 123 200KB4 300KB5 600KB( 1 ) 1 first-fit 212KB 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-fit 212KB 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

10、区 5 ，这时分区 5 还剩 174KB 。3 ) worst-fit 212KB 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

11、、 一进程以以下次序访问 5 个页：A 、B 、C D 、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

12、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 -n1 ) / n ) ( 1 m 1 ) / m1/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 )

13、 = A + B / n + C / nm4 / 129、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

14、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02196001230014290100313275804195296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) 6492) 1 7273) 2301 4越界5) 199412、 某计算机系统提供24 位虚存空间，主存为 2 18 B，采用分页式虚拟存储管理，页面

15、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：001 001 001 010 011 100 101 110其中前面为页号， 而后 10 位为位移： 001 001 001 010 01-1 100 101 110 。由于主存大小为 218 B，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 1 1005 / 12101 110 并接，得到：八 制物

16、理地址 001000000 1 100 101 110 = = 202156 八 制。13主存中有两个空 区如 所示，0K100K15K125K50K 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

17、 。 地址至少 多少位？内存空 有多大？答： 地址 21124 ，故 15 位。内存大小 23211 = 2 14B = 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 ： 00 10 1 1 11 0110 1010 ，可知 号 2 。故放在 14 号物理 中，写成十六 制 ： EF6AH。16 有矩 ： VAR A : AR

18、RAY 1 100 , 1 100 OF integer ；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 :FOR i : = 1 TO 100 DOFOR j : = 1 TO 100 DOA i ， j : = 0 ;程序 B :FOR j : = 1 TO 100 DO6 / 12FOR i : = 1 TO 100 DOA 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

19、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： 2 5 1 6 3 3 7 8 9 1

20、6 2 3 4 3 4 3 4 4 4 3 4 4 3 | 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

21、 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 / 12page loadedlast

22、refR D012627900123026010212027211316028011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 page122考 下面的程序： for ( i = 0;i 20 ; i+For(j=0;j 2 ) 3 ) 4 ) 5 ) 6 ) .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

23、 , 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