操作系统复习完美版.docx

1、操作系统复习完美版操作系统复习材料作者：孙恩强操作系统复习1、设在内存中有三道程序 A、B、C，并按 A、B、C 的优先次序执行，其内部计算和 I/O 操作时间如下表所示（单位：ms)。操作计算I/O计算A304010B603010C204020解：若采用单道方式运行这三道程序,总的运行时间为: 30+40+10+60+30+10+10+20+40+20=260 ms若采用多道方式运行(一个 I/O 处理机)这三道程序,总的运行时间为: 30+40+10+20+30+40+20=190 ms其运行时间关系图如下:2、桌上有个一次只能放一个水果的盘子，父亲专向盘中放苹果母亲专放橘子，女儿专吃苹果

2、儿子专吃橘子。试用 p、v 操作写出他们能正确同步的过程。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 l；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：int S1;int Sa0;int So0;main()cobeginfather(); /*父亲进程*/son(); /*儿子进程*/daughter(); /*女儿进程*/coendfather()while(1)P(S);将水果放入盘中;if（放入的是桔子）V(So);else V(Sa);son()while(1)P(So);从

3、盘中取出桔子;V(S);吃桔子;daughter()while(1)P(Sa);从盘中取出苹果;V(S);吃苹果;3、桌子上有一只盘子，最多可容纳两个水果，每次只能放入或取出一个水果。爸爸专向盘子中放苹果（apple），妈妈专向盘子中 N 放橘子（orange），儿子专等吃盘子中的橘子，女儿专等吃盘子中的苹果。请用 PV 操作来实现爸爸、妈妈、儿子、女儿之间的同步与互斥关系。（要求相应图形操作配合文字提示）。1操作系统复习材料解：信号量初值 S1=0，S2=0，S=1作者：孙恩强爸爸进程妈妈进程女儿进程儿子进程repeat repeat repeat repeatP(s) P(s) P(s1)

4、 P(s2)放苹果放桔子取苹果取桔子V(s1) V(s2) V(s) V(s)until false until falseuntil falseuntil false4、设有 P1，P2，P3 进程共享某一文件 F，P1 对 F 只读不写，P2 对 F 只写不读，P3 对 F 先读后写。当一个进程写 F时，其他进程对 F 不能进行读写，但多个进程同时读 F 是允许的。试用 P、V 实现 P1，P2，P3 的同步与互斥。解：P1:beginrepeatP(rmutex);count : = count + 1;if count = 1 then P(mutex);V(rmutex);读文件 F

5、；P(rmutex);count : = count 1;if count = 0 then V(wmutex);V(rmutex);until falseend;repeatP(rmutex);count : = count + 1;if count = 1 then P(wmutex);V(rmutex);读文件 F；P(rmutex);count : = count 1;if count = 0 then V(wmutex);V(rmutex);P(wmutex);写文件 F;V(wmutex);until falseend;P2:beginrepeatP(wmutex);写文件 F；V

6、(wmutex);until falseend;P3:begin5、在一个单道批处理系统中，一组作业的提交时刻和运行时间作业如下图所示：试计算以下三种作业调度算法的平均周转时间和平均带权周转时间（1）先来先服务（2）短作业优先 （3）响应比高者优先解 （1）先来先服务 平均周转时间(1.0+0.67+0.7+0.63)/4=0.75平均带权周转时间(1.0+1.34+3.5+6.3)/4=3.0352作业提交时刻运行时间18：001.028：500.5039：000.2049：100.10操作系统复习材料(2)短作业优先作业执行顺序： 1 3 4 2作者：孙恩强平均周转时间（1.0+0.94+

7、0.2+0.13）/4=0.5675平均带权周转时间（1.0+1.94+1.0+1.3)=1.31(3)响应比高者优先同（1）基本概念：作业周转时间（ Ti）完成时间 (Tei)提交时间 (Tsi)作业平均周转时间 (T)周转时间 /作业个数作业带权周转时间（ Wi）周转时间 /运行时间响应比（等待时间运行时间） /运行时间6、有一个具有两道作业的批处理系统，作业调度采用短作业优先的调度算法，进程调度采用以优先数为基础的抢占式调度算法，作业序列如表所示（表中所列作业优先数即为进程优先数，数值越小优先级越高）。（15 分） 列出所有作业进入内存时间及结束时间。 计算平均周转时间。作业的执行时间解

8、：平均周转时间为0 分钟。3作业提交时间运行时间开始时间完成时间周转时间带权周转时间18:001.08:009:001.01.028:500.509:189:480.971.9439:000.209:009:120.21.049:100.109:129:180.131.3作业提交时间运行时间开始时间完成时间周转时间带权周转时间18:001.08:009:001.01.028:500.509:009:300.671.3439:000.209:309:420.73.549:100.109:429:480.636.3作业名到达时间估计运行时间优先数A10:0040 分5B10:2030 分3C10:

9、3050 分4D10:5020 分6作业进入内存结束周转A10:0011:1070B10:2010:5030C10:3012:0090D10:5012:2090操作系统复习材料作者：孙恩强7、假定系统中有五个进程P1,P2,P3,P4,P5和三种类型的资源（A，B，C），A 的总数为 17，B 的总数为 5，C 的总数为 20。在 t0 时刻如下：问： 1）当前系统是否安全？如果安全，请给出一个安全序列，如果不安全，说明其原因。 2）t0 时刻，若 P2（0,3,4）请求资源，问能否实施分配。（3）若 P4（2,0,1）请求，能否分配？解：（1）t0 时刻是安全的，存在安全序列P5，P4，P3

10、，P2，P1（2）P2 提出的请求：Request2（0,3,4）Need2（1,3,4）Request2（0,3,4）Available（2,3,3）所以不能分配。（3）同（1）存在安全序列P4，P5，P3，P2，P1能满足分配。8、已知页面走向为 1，2，1，3，1，2，4，2，1，3，4。且开始执行时主存没有页面。若只给该作业分配 2 个物理块，当采用 FIFO 页面淘汰算法时缺页率为多少？假定现有一种淘汰算法，该算法淘汰页面的策略为：当需要淘汰页面时，把刚使用过的页面作为淘汰对象，试问就相同的页面走向，缺页率又为多少？解：根据所给页面走向，采用 FIFO 淘汰算法的页面置换情况如下：从

11、上述页面置换图可以看出：页面引用次数为 11 次，缺页次数为 9 次，所以缺页率为 9/11。若采用后一种页面淘汰策略，其页面置换情况如下：从上述页面置换图可以看出：页面引用次数为 11 次，缺页次数为 8 次，所以缺页中断率为 8/11。9、假定一个磁盘有 200 个柱面，编号为 0 一 199，在完成了磁道 125 外的请求后，当前正在磁道 143 处为一个请求服务。若请求队列的先后顺序为 86，147，91，177，94，1 50，102，175，130 试分别采用 FCFS（先来先服务），SSTF（最短寻道时间优先）和 SCAN（扫描）算法完成上述请求，写出磁头移动的顺序，并计算存取臂

12、移动总量。解：首先根据题意可知：磁头正由低磁道号向高磁道号方向移动。fcfs: 顺序是：143-86-147-91-177-94-150-102-175-130(143-86)+(147-86)+(147-91)+(177-91)+(177-94)+(150-94)+(150-102)+(175-102)+(175-130)=565sstf:顺序是：143-147-150-130-102-94-91-86-175-177(147-143)+(150-147)+(150-130)+(130-102)+(102-94)+(94-91)+(91-86)+(175-86)+(177-175)=1624

13、资源情况WorkNeedAllocationW+AFinish进程ABCABCABCABCP5233110314547TrueP45472212047411TrueP3741100640511416TrueP21141613440215418TrueP11541834721217520True资源情况AllocationMaxNeedAvailable进程ABCABCABCABCP1212559347233P2402536134P34054011006P4204425221P5314424110（ （操作系统复习材料作者：孙恩强scan:顺序是：先移动到最大柱面号(199)再移动到最小柱面号(

14、0)再移动到 130(199-143)+(199-0)+(130-0)=38510、有一计算机系统利用图所示的位示图来管理空闲盘块。盘块的大小为 1KB，现要为某文件分配两个盘块，试说明盘块的具体分配过程。若要释放磁盘的第 300 块应如何处理？解：分配量个盘块的过程如下： 顺序扫描位示图，从中找到第一个值为 0 的二进制位，得到其号 i=3，列号 j=3。 将所找到的二进制位转换成与之对应的盘块号。盘块号计算公式为：b=（3-1）*16+3=35； 修改位示图，令 map3，3=1，并将该盘块分配出去。类似地，可使用相同的方法找到第二个值为 0 的二进制位，得到行号 i=4，列号 j=7，其

15、对应的盘块号为 55，令 mapi，j=1，并将该盘块分配出去。11、在一个分页存储系统中，页面大小为 4kB，系统中的地址寄存器占 24 位，给定页表如下所示，现给定一逻辑地址，页号为 3，页内地址为 100，试计算相应的物理地址，并画图说明地址变换过程。（本题数值采用 10 进制）页表解：相应的物理地址为：4096710028772地址变换过程如下图：控制寄存器页表长度 页表地址23312111000有效地址页表710012、某操作系统采用可变分区分配存储管理方法，用户区为 512K，且始址为 0，用空闲分区管理空闲分区。若分配时采用分配空闲区低地址部分的方案，且初始时用户的 512K 空

16、间空闲，对述申请序列：申请 300K，申请 100K，释放 300K，申请 150K，申请 30K，申请 40K，申请 60K，释放 30K回答：（1）采用首次适应算法，空闲分区中有哪些空块（给出始址、大小）？（2）采用最佳适应算法，空闲分区中有哪些空块（给出始址、大小）？（3）如再申请 100K，针对（1）和（2）各有什么结果？5123456789101112131415161111111111111111121111111111111111311011111111111114111111011110111150000000000000000页号块号03142937页号块号03142937操

17、作系统复习材料作者：孙恩强解：-0k150k180k220k280k0k150k210k300k400k-300k430k-400k512k470k512k-（3）对（1）再申请 100kb 则在第三块空白块继续申请；对（2）再申请 100kb 则超出空白块的大小需要等待内存释放空间13、在一分页存储管理系统中，逻辑地址长度为 16 位，页面大小为 2048B，现有一逻辑地址为 0A5CH、2F6AH，且第 0、1、2、3 页依次存放在物理块 5、10、4、7 中，问相应的物理地址为多少？解：0A5C1511 1000000 1010 0101 1100查表1 10 1010页号 P页内位移0

18、101 0010 0101 1100物理地址：525CH14、在一个段式存储管理系统中，其段表为：试求下述逻辑地址对应的物理地址是什么？解：第一个：210+430=640第二个：2350+10=2360第三个：无效第四个：1350+400=1750第五个：无效第六个：无效15、在一请求分页存储管理系统中，一个作业的页面走向为 4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，当分配给作业的物理块数分别为 3、4 时，试计算采用下述页面淘汰算法时的缺页率？（1）最佳置换淘汰算法 （2）先进先出淘汰算法 （3）最近最久未使用淘汰算法6段号段基址段长02105001235020210090313505

19、904193895段号段内位移0430110250034004112532基址大小210k90k400k30k470k42k基址大小150k50k280k20k400k112k操作系统复习材料作者：孙恩强16、在一个请求分页系统中，假定系统分配给一个作业的物理块数为 3，并且此作业的页面走向为 2、3、2、1、5、2、4、5、3、2、5、2。试用 FIFO 和 LRU 两种算法分别计算出程序访问过程中所发生的缺页次数。解：FIFO 算法：LRU 算法：17、假定某页式管理系统,主存为 64KB,分成 16 块,块号为时 0,1,2,3,4,15。设某作业有 4 页，其页号为 0,1,2,3,被

20、分别装入主存的 2,4,1,6 块。（1）该作业的总长度是多少？（按十进制）（2）写出该作业每一页在主存中的起始地址。（3）若给出逻辑地址0，100、1，50、2，0、3、60，计算出相应的内存地址。（方括号内第一个元素为页号，第二个元素为页内位移）解：（1）每块的大小为 64KB/16=4KB因为块的大小与页的大小相等，所以每页为 4KB，因此作业的总长度 4KB4=16KB。（2）页表为：所以，该作业各页在内存的起始地址为：第 0 页起始地址为：4K2=8K第 1 页起始地址为：4K4=16K第 2 页起始地址为：4K1=4K第 3 页起始地址为：4K6=24K（3）逻辑地址0，100的内

21、存地址为：4K2+100=8192+100=8292逻辑地址1，50的内存地址为：4K4+50=16384+50=16434逻辑地址2，0的内存地址为：4K1+0=4096逻辑地址3，60的内存地址为：4K6+60=24K+60=2463618、在某个文件系统中，每个盘块为 512B，FCB 为 64B，其中文件名占 8B，如果采用类似 UNIX 系统的方法，将文件名与文件其他描述信息分开存放，在文件目录项中只包括文件名和索引节点的编号，索引节点编号占 2B，对一个存放在磁盘上的 1024 个目录项的目录，试比较引入索引节点前后，为找到其中一个文件的 FCB，平均启动磁盘的次数。解：25664

22、51232+12=16.525610512（5 个盘块）5+12+1=4（4 个盘块）7页面走向232152453252物理块 1物理块 2物理块 3是否缺页页面走向232152453252物理块 1物理块 2物理块 3是否缺页页号块号02142136=目录项所占的盘块数=32=5操作系统复习材料作者：孙恩强19、某系统磁盘有 500 块，块号 0-499，（1）若用位示图管理这个空间字长为 32B 时位示图占几个字？（2）第 i字第 j 位对应的块号是多少？（i、j 均为从 0 开始）*若：块号 1-500，i、j 均从 1 开始，结果如何？20、I/O 软件分为四个层次,请说明以下工作是在

23、哪层完成的?1、向设备寄存器写命令驱动层2、查设备用户是否有权使用设备无关层3、将二进制整数转化成 ASCK码以使用打印用户层21、分页地址变换图22、什么是通道？画出通道方式下 CPU 于设备的流程图：设备通道收到 CPU 发来的 I/O 启动指令启动设备送数据入内存CPU发启动 I/O 指令当前进程等待否结束是I/O收到中断信号被调度的进程等待转中断处理发送中断8唤醒阻塞进程操作系统复习材料23、缺页中断处理流程图：按虚拟地址查快表该页在快表中块表中有登记吗？查页表该页在内存？形成物理地址形成物理地址继续执行命令作者：孙恩强发缺页中断保护现场内存有空闲块是装入所需的页否将该页登记入快表选择调出的页否是该页被修改过么？调整页表和内存分块表将该页写回外存相应位置恢复现场重启被中断的命令9操作系统复习材料作者：孙恩强24、有一个虚拟存储器，它所提供的作业空间最大可达 4096 个页面，每一页是 2048 字节，已知主存容量为220位，块表用按地址访问的联想储存器构成，行数为 32，块表的地址是经过散列技术形成的。 1）请给出逻辑地址和物理地址的示意图（2）画出经过块表的地址变换示意图。解：（1）逻辑地址： 22 11 10 0页号页内位移物