完整word版操作系统习题及参考答案Word下载.docx
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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,按地址排列的内存空闲区为:
10K、4K、20K、18K、7K、9K、12K和15K。
对于下列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、最佳适应算法、最差适应算法和下次适应算法,哪个空闲区被使用?
(1)空闲分区如图所示。
答
分区号
分区长
1
2
10K
4K
20K
18K
7K
9K
12K
15K
1)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9KB。
2)最佳适应算法
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
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
10KB选中分区4,这时分区4还剩8KB。
(2)原始分区情况同上图。
1)首次适应算法
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。
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。
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?
按题意地址从小到大进行分区如图所示。
100KB
500KB
200KB
300KB
600KB
(1)1)first-fit212KB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-fit212KB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选中分区5,这时分区5还剩174KB。
3)worst-fit212KB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。
(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?
由于32-9-11=12,所以,页面大小为4KB,页面的个数为220个。
7、一进程以下列次序访问5个页:
A、B、C、D、A、B、E、A、B、C、D、E:
假定使用FIFO替换算法,在内存有3个和4个空闲页框的情况下,分别给出页面替换次数。
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。
假设缓存命中率为(n-1)/n,内存命中率为(m-1)/m,则数据平均访问时间是多少?
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-(n-1)/n)×
(1-(m-1)/m)1/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)=A+B/n+C/nm
9、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,则数据平均访问时间是多少(ns)?
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少时间?
(2)若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?
(1)2.4微秒
(2)0.8×
1.2+0.2×
2.4=0.76+0.45=1.24微秒
11给定段表如下:
段号
段首址
段长
219
600
2300
90
100
1327
580
1952
96
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。
1)6492)17273)23014)越界5)1994
12、某计算机系统提供24位虚存空间,主存为218B,采用分页式虚拟存储管理,页面尺寸为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。
虚拟地址11123456(八进制)转化为二进制为:
001001001010011100101110
其中前面为页号,而后10位为位移:
00100100101001-------1100101110。
由于主存大小为218B,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1100101110并接,得到:
八进制物理地址0010000001100101110==201456(八进制)。
13主存中有两个空间区如图所示,
100K
50K
0K
125K
现有作业序列依次为:
Job1要求30K;
Job2要求70K;
Job3要求50K;
使用首次适应、最坏适应和最佳适应算法处理这个作业序列,试问哪种算法可以满足分配?
为什么?
首次适应、最坏适应算法处理这个作业序列可以满足分配,最佳适应算法不行。
因为后者会分割出无法使用的碎片,浪费内存,从而,不能满足所有作业的内存需求。
14设有一页式存储管理系统,向用户提供的逻辑地址空间最大为16页,每页2048字节,内存总共有8个存储块。
试问逻辑地址至少应为多少位?
内存空间有多大?
逻辑地址211×
24,故为15位。
内存大小为23×
211=214B=16KB。
15、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4096字节,现有一逻辑地址为ZF6AH,且第0、1、2页依次存在物理块10、12、14号中,问相应的物理地址为多少?
因为逻辑地址长度为16位,而页面大小为4096字节,所以,前面的4位表示页号。
把ZF6AH转换成二进制为:
0010111101101010,可知页号为2。
故放在14号物理块中,写成十六进制为:
EF6AH。
16有矩阵:
VARA:
ARRAY[1…100,1…100]OFinteger;
元素按行存储。
在一虚存系统中,采用LRU淘汰算法,一个进程有3页内存空间,每页可以存放200个整数。
其中第1页存放程序,且假定程序已在内存。
程序A:
FORi:
=1TO100DO
FORj:
A[i,j]:
=0;
程序B:
FORj:
FORi:
A[i,j]:
分别就程序A和B的执行进程计算缺页次数。
100*100=10000个数据,每页可以存放200个整数,故一共存放在50个第99行、第100行缺页中断为5000次。
由于元素按行存储,第1行、第2行放在第1页,…第99行、第100行放在第50页。
故对于程序A,缺页中断为50次。
对于程序B,缺页中断为5000次。
17、一台机器有48位虚地址和32位物理地址,若页长为8KB,问页表共有多少个页表项?
如果设计一个反置页表,则有多少个页表项?
因为页长8KB占用13位,所以,页表项有235个。
反置页表项有219个。
18在虚拟页式存储管理中,为解决抖动问题,可采用工作集模型以决定分给进程的物理块数,有如下页面访问序列:
……25
1633789162343434443443……
|
△t1
||
△t2
|
窗口尺寸△=9,试求t1、t2时刻的工作集。
t1时刻的工作集为:
{l,2,3,6,7,8,9}。
t时刻的工作集为:
{3,4}。
19有一个分页虚存系统,测得CPU和磁盘的利用率如下,试指出每种情况下的存在问题和可采取的措施:
(1)CPU利用率为13%,磁盘利用率为97%
(2)CPU利用率为87%,磁盘利用率为3%(3)CPU利用率为13%,磁盘利用率为3%。
(1)系统可能出现抖动,可把暂停部分进程运行。
(2)系统运行正常,可增加运行进程数以进一步提高资源利用率。
(3)处理器和设备和利用率均很低,可增加并发运行的进程数。
20、在一个分页虚存系统中,用户编程空间32个页,页长IKB,主存为16KBo如果用户程序有10页长,若己知虚页0、1、2、3,己分到页框8、7、4、10,试把虚地址OACSH和IACSH转换成对应的物理地址。
虚地址OACSH对应的物理地址为:
12CSH。
而执行虚地址IACSH会发现页表中尚未有分配的页框而发生缺页中断,由系统另行分配页框。
21某计算机有4个页框,每页的装入时间、最后访问时间、访问位R、修改位D如下所示(时间用时钟点数表示):
pageloadedlastrefRD
012627900
123026010
212027211
316028011
分别用FIFO、LRU、二次机会算法分别淘汰哪一页?
(1)FIFO淘汰page2。
(2)LRU淘汰page1。
(3)二次机会淘汰page1
22考虑下面的程序:
for(i=0;
i<
20;
i++)
For(j=0;
j<
10;
j++)
a[i]:
=a[i]×
j
试举例说明该程序的空间局部性和时间局部性。
当数组元素a[0],a[1],…,a[19]存放在一个页面中时,其空间局部性和时间局部性较好,也就是说,在很短时间内执行都挂行循环乘法程序,而且数组元素分布在紧邻连续的存储单元中。
当数组元素存放在不同页面中时,其时间局部性虽相同,但空间局部性较差,因为处理的数组元素分布在不连续的存储单元中。
23一个有快表的请页式虚存系统,设内存访问周期为1微秒,内外存传送一个页面的平均时间为5毫秒。
如果快表命中率为75%,缺页中断率为10%。
忽略快表访问时间,试求内存的有效存取时间。
快表命中率为75%,缺页中断率为10%,所以,内存命中率为15%。
故内存的有效存取时间=1×
75%+2*15%+(5000+2)*10%=501.25微秒。
24假设某虚存的用户空间为IO24KB,页面大小为4KB,内存空间为512KB。
已知用户的虚页10、11、12、13页分得内存页框号为62、78、25、36,求出虚地址OBEBC(16进制)的实地址(16进制)是多少?
虚地址0BEBC(16进制)的二进制形式为:
00001011111010111100。
由于页面大小为4KB,故其中后12位是位移,所以,虚地址的页号为:
11。
查页表分得内存对应页框号为:
78。
己知内存空间为512KB,故内存共有128个页框,78是合法物理块。
把78化为16进制是4E,虚地址OBEBC(16进制)的实地址(16进制)是:
4EEBC。
25/某请求分页存储系统使用一级页表,假设页表全部放在主存内,:
1)若一次访问主存花120ns,那么,访问一个数据的时间是多少?
2)若增加一个快表,在命中或失误时需有20ns开销,如果快表命中率为80%,则
访问一个数据的时间为
1)120ns*2=240ns
2)(120+20)*80%+(120+120+20)*20%=174ns
26设某系统中作业J.,JZ,J3占用主存的情况如图。
今有一个长度为20k的作业J4要装入主存,当采用可变分区分配方式时,请回答:
(l)J4装入前的主存己分配表和未分配表的内容。
(2)写出装入J4时的工作流程,并说明你采用什么分配算法。
10k18k30k40k54k70k
(1)主存已分配表共有三项,由作业j1、j2、j3占用,长度依次为:
10k、30k和54k未分配表共有三项:
空闲区1、空闲区2和空闲区3,长度依次为18k、40k和70k。
(2)作业J4装入时,采用直接分配,搜索未分配表,空闲区1不能满足。
所以,要继续搜索未分配表,空闲区2可以满足J4的装入要求。
27考虑下列的段表:
段号始址段长:
段号始址段长
0200500
189030
2120100
31250600
4180088
对下面的逻辑地址,求物理地址,如越界请指明。
l)<0,480>
2)<
l,25>
3)<
l,14>
4)<
2,200>
5)<
3,500>
6)<
4,100>
.
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:
10,11,104,170,73,305,180,240,2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、讲程若分3个页框采用
FIFO和LRU替换算法,求缺页中断率?
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?
由题意可知,内存中可以存放3个用户进程,而CPU的利用率为:
1-(70%)3,=1一(0.7)3=65.7%。
再增加1M内存,可增加2个用户进程,这时CPU的利用率为:
1-(70%)5,=1一(0.7)5=83.2%。
故再增加1M内存,吞吐率增加了:
83.2%/65.7%-100%=27%。
30一个计算机系统有足够的内存空间存放4道程序,这些程序有一半时间在空闲等待I/O操作。
问多大比例的CPU时间被浪费掉了?
(500%)=(l/2)=1/16。
31如果一条指令平均需1微秒,处理一个缺页中断另需n微秒,给出当缺页中断每k条指令发生一次时,指令的实际执行时间。
(1+n/k)微秒。
32一台计算机的内存空间为1024个页面,页表放在内存中,从页表中读一个字的开销是50Ons。
为了减少开销,使用了有32个字的快表,查找速度为10Ons。
要把平均开销降到20Ons需要的快表命中率是多少?
设快表命中率是x,则内存命中率为1-x。
于是:
500(1-x)+100x==200,解方程得x=75%。
33假设一条指令平均需花1微秒,但若发生了缺页中断就需2001微秒。
如果一个程序运行了60秒,期间发生了15000次缺页中断,若可用内存是原来的两倍,这个程序坛行需要多少时间?
一个程序运行期间发生了15000次缺页中断,由于缺页中断处理花2000微秒(1微秒是指令执行时间,于是这个程序缺页中断处理花了:
2000微秒米15000=30秒。
占了运行时间60秒的一半。
当可用内存是原来的两倍时,缺页中断次数减为一半,故有巧秒就能处理完。
所以,这个程序运行需要时间为:
45秒。
34在分页式虚存管理中,若采用FIFO替换算法,会发生:
分给作业页面越多,进程执行时缺页中断率越高的奇怪现象。
试举例说明这个现象。
见本章应用题7。
35假设一个任务被划分成4个大小相等的段,每段有8项的页描述符表,若页面大小一为ZKB。
试问段页式存储系统中:
(a)每段最大尺寸是多少?
伪)该任务的逻辑地址空间最大为多少?
(c)若该任务访问到逻辑地址空间5ABCH中的一个数据,试给出逻辑地址的格式。
段数22=4,每段有23=8页,页大小为211=ZKB。
(a)故每段最大为214B=16KB。
伪)逻辑她曳匕勿风爆七尺4又、曰KB=64KB。
(c)若该任务访问到逻辑地址空间SABCH,其二进制表示为:
0101101010111100
所以,逻辑地址表示为:
0101101010111100
SABCH的逻辑地址为:
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