操作系统概念第七版 翻译版复习题说课讲解Word文件下载.docx
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售票员的活动为关车门,售票,开车门。
①给出在汽车不断地到站、停车、行驶过程中,司机和售票员的活动的同步关系。
②用信号量和wait,signal操作实现他们间的协调操作。
●进程同步3:
某高校计算机系开设网络课并安排上机实习,假设机房共有2m台机器,有2n名学生选该课,规定:
(1)每两个学生组成一组,各占一台机器,协同完成上机实习;
(2)只有凑够两个学生,并且此时机房有空闲机器,门卫才允许该组学生进入机房;
(3)上机实习由一名教师检查,检查完毕,一组学生才可以离开机房。
试用信号量机制实现它们的同步关系。
●进程同步4:
多个进程对信号量S进行了5次wait操作,2次signal操作后,现在信号量的值是-3,与信号量S相关的处于阻塞状态的进程有几个?
信号量的初值是多少?
●进程同步5:
使用两个进程计算Y=F1(X)+F2(X).在这个问题中,F1(X)和F2(X)的计算是可以并行处理的,因此F1(X)和F2(X)可以分别出现在两个进程中。
在F1(X)+F2(X)中,必须在F1(X)和F2(X)计算完毕,才能进行加法运算,因此本问题是同步问题。
(1)确定并发和顺序操作
(2)确定互斥或同步的规则
(3)同步的操作流程
(4)确定信号量的个数和含义
(5)确定进程的程序结构
●进程同步6:
如下图所示,有多个PUT操作同时向BUFF1放数据,有一个MOVE操作不断地将BUFF1的数据移到Buff2,有多个GET操作不断地从Buff2中将数据取走。
BUFF1的容量为m,BUFF2的容量是n,PUT、MOVE、GET每次操作一个数据,在操作的过程中要保证数据不丢失。
试用wait、signal原语协调PUT、MOVE的操作,并说明每个信号量的含义和初值。
(1)确定并发操作的规则
(2)设计信号量、初始值及用途含义
(3)给出进程的程序结构
●进程同步7:
一售票厅只能容纳300人,当少于300人时,可以进入;
否则,需在外等候。
若将每一个购票者作为一个进程,请用wait、signal操作给出进程程序结构,并写出信号量及初值。
●进程同步8:
针对如下所示的优先图,使用信号量给出正确的程序结构。
(二)进程调度与死锁
●进程调度与死锁1:
5个进程,3种资源,某个时刻,资源分配情况如下:
AllocationMaxAvailable
ABCABCABC
P0010753,332
P1200322
P2302902
P3211222
P4002433
问:
系统是否处于安全状态?
如果P1再提出请求1个A类,2个C类资源,是否该批准?
●进程调度与死锁2:
假设一个系统有某类资源m个,被n个进程共享,进程每次只请求和释放一个资源,证明只要系统满足下面两个条件,就不会发生死锁:
(1)每个进程需求资源的最大值在1到m之间;
(2)所有进程需要资源的最大值的和小于m+n。
证明:
设每个进程最多申请资源x个(1≤x≤m),
最坏情况下,为进程分配资源数为n(x-1)。
系统剩余资源为m-n(x-1)。
只要m-n(x-1)≥1;
则系统不会出现死锁。
整理得:
nx≤m+n-1,所以nx≤m+n时,不会引起死锁
●进程调度与死锁3:
和死锁1相同,系统的资源数量为:
(10,5,7)。
经过一段时间的分配后,资源分配与占用情况见下表所示。
进程
MAXABC
AllocationABC
NeedABC
AvailableABC
P0
753
010
743
332
P1
322
200
122
P2
902
302
600
P3
222
211
011
P4
433
002
431
分析进程P0的请求(0,1,0)能否满足?
●进程调度与死锁4:
假设系统有4个相容类型的资源被3个进程共享,每个进程最多需要2个资源,证明这个系统不会死锁。
假设每个进程都需要2个资源,3个进程先每个进程分一个资源,共需3个资源,这时候只需要再有一个资源就能保证至少有一个进程能够执行,系统即不会死锁
●进程调度与死锁5:
有三个进程P1、P2和P3并发工作。
进程P1需要资源S3和S1;
进程P2需用资源S1和S2;
进程P3需用资源S2和S3,回答:
(1)若对资源分配不加限制,会发生什么情况?
为什么?
(2)为保证进程正确地工作,应采用怎样的资源分配策略?
1)若对进程间的资源分配不加限制,可能会发生死锁。
若进程P1、P2和P3分别获得资源S3、S1和S2,后再继续申请资源时会导致进程间的“循环等待”,并且这种状态将永远持续下去。
(2)为保证系统处于安全状态,应采用下面列举3种资源分配策略:
1)采用静态资源分配:
由于执行前已获得所需全部资源,故不会出现占有资源又等待资源的现象,从而避免资源的循环等待。
2)采用资源按序分配,避免出现循环等待资源的现象。
3)采用银行家算法进行分配资源前的检测。
●进程调度与死锁6:
有5个任务A,B,C,D,E,它们几乎同时到达,预计它们的运行时间为10,6,2,4,8min。
其优先级分别为3,5,2,1和4,这里5为最高优先级。
对于下列每一种调度算法,计算其平均进程周转时间(进程切换开销可不考虑)。
(1)先来先服务(按A,B,C,D,E)算法。
(2)优先级调度算法。
(3)时间片轮转算法。
●进程调度与死锁7:
设某系统进程的状态有创建状态、运行状态、阻塞状态、延迟状态和完成状态。
试画出系统的进程状态变迁图,并说明状态变迁可能的原因。
●进程调度与死锁8:
一个计算机系统中拥有6台打印机,现有N个进程竞争使用,每个进程要求两台,试问,N的值如何选取时系统中绝对不会出现死锁?
(三)内存管理
●内存管理1:
在分页存储管理系统中,存取一次内存的时间是8us,查询一次快表的时间是1us,缺页中断的时间是20us,假设页表的查询与快表的查询同时进行。
当查询页表时,如果该页在内存但快表中没有页表项,系统将自动把该页页表项送入快表。
(1)求对某一数据进行一次次存取可能需要的时间?
(2)现连续对同一页面上的数据进行4次连续读取,求每次读取数据可能需要的时间?
●内存管理2:
若在一分页存储管理系统中,某作业的页表如下所示。
已知页帧大小为1024字节,试将逻辑地址1011,2148,3000,5012转化为相应的物理地址(注:
此处块号即为页帧号)。
页号
块号
1
2
3
6
●内存管理3:
假设一个请求分页系统具有一个平均访问和传输时间为20ms的分页磁盘。
地址转换时通过在主存中的页表来进行的,每次内存访问时间为1μs。
为了提供性能,加入一个快表,当页表项在快表中,可以减少内存的访问次数。
假设80%的访问发生在快表汇总,而且剩下中的10%会导致页错误,内存的有效访问时间是多少?
(假设快表的查找时间可以忽略)
●内存管理4:
假设有下面也引用序列1,2,3,4,2,1,5,6,2,1,2,3,7,6,3,2,1,2,3,6.LRU页面置换算法会导致多少次页错误?
假设内存帧数分别为2,3,4
●内存管理5:
有一计算机系统,内存容量为512K,辅存容量为2G,逻辑地址形式如下:
段号
段内地址
2920190
求其虚拟存储器的实际容量?
●内存管理6:
有这样一种页面置换算法,它给每一个内存块(块与页大小相等)设置一个计数器,以计数曾经装入过该块的页面数。
当需要置换一个页面时,该算法总是将其计数值最小的那个块内的页面换掉,当有多个最小值时,按FIFO执行。
若某进程分得4个内存块,现对1、2、3、4、5、3、4、1、6、7、8、7、8、9、7、8、9、5、4、5、4、2,页面引用串,解答如下问题:
(1)求在上述算法下的页面错误数;
(2)求在最优置换算法下的页面错误数。
(四)文件系统
●文件系统1:
设想一个在磁盘上的文件系统的块大小为512B,假设每个文件的信息已经在内存中。
对三种分配方法:
连续分配、链接分配(假设链接指针占1个字节)和索引分配,假设文件的线性逻辑地址从0开始线性增长,分别回答下面的问题:
(1)逻辑地址到物理盘块地址的映射是怎样进行的?
(对于索引分配,假设文件总是小于512Blocks)
(2)假设现在处于盘块10,现在想访问盘块4,那么必须从磁盘上读多少个物理块?
●文件系统2:
在有些系统中,一个子目录可以被一个授权用户读和写,就像一个普通文件一样。
(1)描述可能产生的文件保护问题。
(2)给出你认为的保护处理方案。
●文件系统3:
假定一个盘组共有100个柱面,每个柱面上有16个磁道,每个盘面分成4个扇区,问:
(1)整个磁盘空间共有多少个存储块?
(2)如果用字长为32位的单元来构造位示图,共需要多少个字?
(3)位示图中第18个字的第16位对应的块号是多少?
.
(1)4*16*100=6400
(2)6400/32=200
(3)18*32+16=592
●文件系统4:
假设一个系统支持连续分配、连接分配和索引分配,应依据什么标准决定哪个方法最适合一个特定的文件?
●文件系统5:
假定有一个磁盘组共有100个柱面,每个柱面有8个磁道,每个盘面划分成8个扇区。
现有一个5000个逻辑记录的文件,逻辑记录的大小与扇区大小相等,该文件以顺序结构被存放在磁盘组上,柱面、磁道、扇区均从0开始编址,逻辑记录的编号从0开始,文件信息从0柱面、0磁道、0扇区开始存放。
请问:
(1)该文件的3468个逻辑记录应存放在哪个柱面的第几个磁道的第几个扇区上。
(2)第56柱面上的第8磁道的第5扇区中存放的是该文件的第几个逻辑记录。
(1)柱面号:
3468/64=54
磁道号:
(3468%64)/8=1
扇区号:
(3468%64)%8=4
(2)56*64+8*8+5=3652
(五)I/O系统
●I/O系统1:
假定在某移动臂磁盘上,刚刚处理了访问60号柱面的请求,目前正在73号柱面上读信息,并有下列请求序列等待访问磁盘:
请求序列欲访问的柱面号:
150、50、178、167、87、43、23、160、85。
试用最短任务优先算法和电梯调度算法,分别排出实际上处理上述请求的次序。
●I/O系统2:
I/O软件一般分为
- 配套讲稿:
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