操作系统教程第5版部分习题答案解析Word文档格式.docx
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(5)联网与通信管理。
27.什么是操作系统的内核?
内核是一组程序模块,作为可信软件来提供支持进程并发执行的基本功能和基本操作,通常驻留在内核空间,运行于内核态,具有直接访问计算机系统硬件设备和所有内存空间的权限,是仅有的能够执行特权指令的程序。
35.简述操作系统资源管理的资源复用技术。
系统中相应地有多个进程竞争使用资源,由于计算机系统的物理资源是宝贵和稀有的,操作系统让众多进程共享物理资源,这种共享称为资源复用。
(1)时分复用共享资源从时间上分割成更小的单位供进程使用;
(2)空分复用共享资源从空间上分割成更小的单位供进程使用。
.
二、2、5
2、答:
画出两道程序并发执行图如下:
一
(1)两道程序运行期间,CPU存在空闲等待,时间为100至150ms之间(见图中有色部分)。
(2)程序A无等待现象,但程序B有等待。
程序B有等待时间段为180ms至200ms间(见图中有色部分)。
5、答:
画出三个作业并行工作图如下(图中着色部分为作业等待时间):
(1)Job1从投入到运行完成需80ms,Job2从投入到运行完成需90ms,Job3从投入到运行完成需90ms。
(2)CPU空闲时间段为:
60ms至70ms,80ms至90ms。
所以CPU利用率为(90-20)/90=77.78%。
(3)设备I1空闲时间段为:
20ms至40ms,故I1的利用率为(90-20)/90=77.78%。
设备I2空闲时间段为:
30ms至50ms,故I2的利用率为(90-20)/90=77.78%。
第二章:
一、9、18、20、26、48
9.什么是系统调用?
试述API、库函数和系统调用之间的关系.叙述系统调用执行流程.
18.什么是进程?
计算机操作系统为什么要引入进程?
进程是具有独立功能的程序在某个数据集合上的一次运行活动,是计算机操作系统进行资源分配和保护的基本单位.
(1)刻画程序的并发性;
(2)解决资源的共享性.
20.进程的最基本状态有哪些?
哪些事件可以引起不同状态间的转换?
运行态
就绪态
阻塞态
26.何谓进程控制块(PCB)?
它包含哪些基本信息?
进程控制块是进程存在的唯一标识,是操作系统用来记录和刻画进程状态及环境信息的数据结构,是进程动态特征的汇集,也是操作系统掌握进程的唯一资料结构和管理进程的主要依据。
(1)标识信息;
(2)现场信息;
(3)控制信息。
48.处理器调度分为哪几种类型?
简述各类调度的主要任务。
高级调度,中级调度,低级调度。
高级调度,创建就绪进程和做进程完成后的善后工作。
中级调度,根据内存资源情况决定内存中所能容纳进程的数目,并完成内存和外存中进程的对换。
低级调度,根据某种原则决定就绪队列中哪个进程/线程获得处理器,并将处理器出让给它使用。
二、5、10、12、16、20、21、25、28
采用短作业优先算法调度时,三个作业的总周转时间为:
T1=a+(a+b)+(a+b+c)=3a+2b+c①
若不按短作业优先算法调度,不失一般性,设调度次序为:
J2、J1、J3。
则三个作业的总周转时间为:
T2=b+(b+a)+(b+a+c)=3b+2a+c②
令②-①式得到:
T2-T1=b-a>
可见,采用短作业优先算法调度才能获得最小平均作业周转时间。
10、答:
5个待运行的作业同时到达,按照最短作业优先的算法可以使平均响应时间最短。
X取值不定,按照以下情况讨论:
1)x≤3次序为:
x,3,5,6,9
2)3<
x≤5次序为:
3,x,5,6,9
3)5<
x≤6次序为:
3,5,x,6,9
4)6<
x≤9次序为:
3,5,6,x,9
5)9<
x次序为:
3,5,6,9,x
12、答:
(1)FCFS调度算法
执行次序执行时间等待时间周转时间带权周转时间
A100101
B610162.66
C216189
D418225.5
E822303.75
作业平均周转时间T=(10+16+18+22+30)/5=19.2
作业平均带权周转时间W=(1+2.66+9+5.5+3.75)/5=4.38
(3)优先级调度算法
B6061
E86141.75
A1014242.4
C2242613
D426307.5
作业平均周转时间T=(6+14+24+26+30)/5=20
作业平均带权周转时间W=(1+1.75+2.4+13+7.5)/5=5.13
(3)时间片轮转法(每个作业获得相同的2分钟长的时间片)
按次序ABCDEABDEABEAEA轮转执行。
作业执行时间等待时间周转时间带权周转时间
A1020303
B616223.66
C2463
D412164
E820283.5
作业平均周转时间T=(30+22+6+16+28)/5=20.4
作业平均带权周转时间W=(3+3.66+3+4+3.5)/5=3.43
16、
答:
FCFSSJFHRRF
作业开始完成周转开始完成周转开始完成周转
时间时间时间时间时间时间时间时间时间
18.0010:
002.008:
0010.001208:
0010.00120
210.0010:
502.0010:
3011.2015010:
1011.00130
310.5011:
002.0010:
0010:
107010:
1070
411.0011:
201.510:
1010:
304011:
0011.2090
平均周T=112.5分T=95分T=102.5分
转时间=
带权平均W=4.975W=3.25W=3.775
周转时间=
20、答:
执行次序提交时间执行时间开始时间完成时间周转时间
J18:
00608:
009:
0060
J58:
3559:
0530
J68:
40109:
059:
1535
J38:
25209:
159:
3570
J48:
30259:
3510:
0090
J28:
203510:
35135
作业平均周转时间T=(60+30+35+70+90+135)/6=70
注意,J1被调度运行后,直到它执行结束,才会引出作业调度程序工作。
所以,J2至J6虽在J1执行期间进入,但未被调度,均在等待。
当J1撤离后,作业调度程序工作,按SJF算法,显然有执行次序:
J5、J6、J3、J4、和J2。
21
作业名
到达时刻
估计运行时间/min
优先数
JOB1
10:
00
40
5
JOB2
20
30
3
JOB3
60
4
JOB4
50
6
JOB5
11:
JOB6
10
如下表所示
进入内存时刻
开始运行时刻
结束运行时刻
周转时间
带权周转时间
12:
160
1
80
4/3
13:
130
13/2
11:
平均周转时间=(160+30+80+130+80+50)/6=88.88
平均带权周转时间=(4+1+4/3+13/2+4+5)/6=3.64
25、答:
每个作业运行将经过两个阶段:
作业调度(SJF算法)和进程调度(优先数抢占式)。
另外,批处理最多容纳2道作业,更多的作业将在后备队列等待。
C
CPU
(1)10:
00,作业A到达并投入运行。
(2)10:
20,作业B到达且优先权高于作业A,故作业B投入运行而作业A在就绪队列等待。
(3)10:
30,作业C到达,因内存中已有两道作业,故作业C进入作业后备队列等待。
(4)10:
50,作业B运行结束,作业D到达,按SJF短作业优先算法,作业D被装入内存进入就绪队列。
而由于作业A的优先级高于作业D,故作业A投入运行。
(5)11:
10,作业A运行结束,作业C被调入内存,且作业C的优先级高于作业D,故作业C投入运行。
(6)12:
00,作业C运行结束,作业D投入运行。
(7)12:
20,作业D运行结束。
作业进入内存时间运行结束时间
A10:
0011:
B10:
2010;
C11:
1012:
D10:
5012:
各作业周转时间为:
作业A70,作业B30,作业C90,作业D90。
平均作业周转时间为70分钟。
28、答:
(1)FIFO算法选中作业执行的次序为:
A、B、D、C和E。
作业平均周转时间为63分钟。
(2)SJF算法选中作业执行的次序为:
A、B、D、E和C。
作业平均周转时间为58分钟。
第三章:
一、9、13、15、25
9.什么是临界区和临界资源?
临界区管理的基本原则是什么?
并发进程中与共享变量有关的程序段称为临界区。
共享变量所代表的资源叫做临界资源,即一次仅供一个进程使用的资源。
(1)一次至多有一个进程进入临界区内执行;
(2)如果已有进程在临界区内,试图进入此临界区的其它进程应等待;
(3)进入临界区的进程应在有限时间内退出,以便让进程等待队列中的一个进程进入。
13.什么是信号量?
如何对其进行分类?
信号量是物理资源的实体,它是一个与队列有关的整型变量。
按用途分
(1)公用信号量;
(2)私有信号量。
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