操作系统应用题答案.docx
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操作系统应用题答案.docx
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操作系统应用题答案
1、解:
因为打印机是一种临界资源,所以这三个进程只能互斥使用这台打印机,即一个用户的计算结果打印完之后,另一个用户再打印。
设三个进程分别为A、B和C。
设一个互斥信号量mutex,其初值为1。
A进程B进程C进程
P(mutex)P(mutex)P(mutex)
使用打印机使用打印机使用打印机
V(mutex)V(mutex)V(mutex)
2、解:
①这个算法不对。
因为A、B两进程共用一个缓冲区Q,如果A先运行,且信息数量足够多,那么缓冲区Q中的信息就会发生后面的冲掉前面的,造成信息丢失,B就不能从Q中读出完整的信息。
改正:
A、B两进程要同步使用缓冲区Q。
为此,设立两个信号量:
empty表示缓冲区Q为空,初值为1;
full表示缓冲区Q为满,初值为0。
算法框图如图1所示。
②这个算法不对。
因为A、B两个进程是并发的,它们共享一个临界资源,所以二者应互斥地使用该临界资源,在进入临界区时不存在A先B后的时序关系,而是哪个进程先到一步就先进入自己的临界区。
改正:
A、B两个进程应互斥地进入临界区。
为此,设立一个信号量:
互斥信号量mutex,其初值为1。
算法框图如图2所示。
A进程B进程A进程B进程
P(empty)P(full)P(mutex)P(mutex)
向Q写入信息从Q中读出信息临界区代码CSa临界区代码CSb
V(full)V(empty)V(mutex)V(mutex)
图1图2
3、解:
①系统可设三个进程来完成这个任务:
R进程负责从卡片输入机上读入卡片信息,输入到缓冲区B1中;C进程负责从缓冲区B1中取出信息,进行加工处理,之后将结果送到缓冲区B2中;P进程负责从缓冲区B2中取出信息,并在打印机上印出。
②R进程受C进程影响,B1放满信息后R进程要等待——等C进程将其中信息全部取走,才能继续读入信息;C进程受R进程和P进程的约束:
B1中信息放满后C进程才可从中取出它们,且B2被取空后C进程才可将加工结果送入其中;P进程受C进程的约束:
B2中信息放满后P进程才可从中取出它们,进行打印。
③信号量含义及初值:
B1full——缓冲区B1满,初值为0;
B1empty——缓冲区B1空,初值为0;
B2full——缓冲区B2满,初值为0;
B2empty——缓冲区B2空,初值为0;
4、解:
作业周转时间等待时间
JOB173
JOB253
JOB342
所有作业的平均周转时间5.33
5、解:
(1)非抢占式优先级算法
作业1作业3作业2
||||t
101317
(2)和(3)
作业
到达时间
运行时间
完成时间
周转时间
带权周转时间
1
0
10
10
10
1.0
2
1
4
17
16
4.0
3
2
3
13
11
3.7
平均周转时间
12.3
平均带权周转时间
2.9
6、解:
480K+154。
7、解:
逻辑地址0A5C(H)所对应的二进制表示形式是:
0000101001011100
所对应的页号是:
2(十进制)
查页表,得到物理块号是:
11(十进制)
拼接后,得到物理地址:
2E5C(H)
8、解:
FIFO淘汰算法:
内存块为3时,缺页中断(或称缺页次数、页面故障)为9;内存块为4时,缺页中断为10。
(这似乎是一个奇怪的现象,同时也告诉我们,操作系统是一个复杂的机构,直观是靠不住的!
)
LRU淘汰算法:
内存块为3时,缺页中断为10;内存块为4时,缺页中断为8。
9、答
某航空公司为两旅行社a和b的顾客预订飞机票,飞机票是互斥内容。
假设为a订完了机票,b就不能再订票。
10、答
一个生产者,一个消费者和一个产品之间关系是典型的进程同步问题。
设信号量s为仓库内产品,p-v操作配对进行缺一不可。
生产者进程将产品放入仓库后通知消费者可用;消费者进程在得知仓库有产品时取走,然后告诉生产者可继续生产。
11、解
UNIX系统中,进程的调度采用多级反馈队列轮转调度方式。
引起进程调度的时机有:
(1)当前进程的时间片用完,由核心将当前进程放入下一级的优先级队列的末尾,并调度另一进程运行;
(2)在当前进程执行了sleep例程,进入睡眠状态而放弃处理机时;(3)进程通过核心执行了自我终止的系统调用exit时;(4)在执行完系统调用而返回到用户态时,如果此时系统中已出现了更高优先级的进程在等待运行,此时核心将剥夺当前进程的执行;(5)当核心完成中断处理,控制被返回到用户态而要执行原进程时,若有更高优先级的进程在等待运行,等等。
12解:
当用户要求对一个文件实施多次读/写或其他操作时,每次都要从检索目录开始。
为了避免多次重复地检索目录,在大多数OS中都引入了“打开”(open)这一文件系统调用,当用户第一次请求对某文件进行操作时,先利用open系统调用将该文件打开。
在UNIX文件系统,打开文件/home/user01/myfile的过程四步:
(1)检索目录
核心先调用检索目录过程namei从根目录或从当前目录开始,沿目录树查找指名文件的索引结点。
在查找时,利用线性检索法,将文件路径名中的各分量名,与相应目录文件中的文件名逐一进行比较。
若未找到指名文件,或者该文件不允许存取,便做出错处理;否则,进入第二步。
(2)分配内在索引结点
如果该文件已被其他用户打开,此时只需对在第一步中所找到的i结点,执行其引用计数加1的操作;否则,应为被打开文件分配一内存i结点,并调用磁盘读过程将磁盘i结点的内容拷贝到内存i结点中,并设置i.count为1。
(3)分配文件表
这是指为已打标开的文件分配一个文件表项,使文件表项中的f.node指向内存索引结点。
通常还将读写指针f.offset置为0,以表示从头开始读/写此文件;置读写标志f.flag,及将文件的引用计数f.count加1,并记入该表项的首址fp。
(4)分配用户文件描述表项
在用户文件描述表中取得一空表项。
若成功,便将fp填入该表项中,并把该表项的序号fd作为文件描述符,写入调用进程的U区中。
13解:
利用安全算法对该时刻资源分配情况进行分析,如下图所示:
WorkNeedAllocationWork+AllocationFinish
P01520000000121532true
P21532100213542886true
P3288600200632214118true
P4214118064200142141212true
P12141212075010003141212true
由以上分析可知,在该时刻存在着一个安全序列{P0,P2,P3,P4,P1},故系统是安全的。
如果进程P1要求(0,4,2,0),系统假定可为P1分配资源,由此形成的资源变化情况如图示:
已分配资源矩阵需求资源矩阵最多资源矩阵可用资源向量
P11420033017501100
利用安全算法对该时刻资源分配情况进行分析,如下图所示:
WorkNeedAllocationWork+AllocationFinish
P01100000000121112true
P21112100213542466true
P324660020063221098true
P421098064200142101012true
P12101012033014203141212true
由以上分析可知,可找到一个安全序列{P0,P2,P3,P4,P1},故系统能立即满足进程的要求。
14、解:
因为分页磁盘占95%,主要是考虑页表的存储问题,挂起某个进程,可扩大进程的存储空间;更换更大容量的分页磁盘,可增加页表的分页速度,从而改善CPU的利用率。
所以应选择
(2)和(4)。
15、解:
0.85*1μ+0.15*2μ=1.15μs
16、解:
varrmutex,wmutex:
semaphore:
=1,1;
readcount:
integer:
=0;
writer:
begin
repeat
wait(wmutex);
performwriteoperation;
signal(wmutex);
untilfalse;
end
reader:
begin
repeat
wait(rmutex);
ifreadcount=0thenwait(wmutex);
readcount:
=readcount+1;
signal(rmutex);
┇
Performreadoperation;
┇
wait(rmutex);
readcount:
=readcount-1;
ifreadcount=0thensignal(wmutex);
signal(rmutex);
untilfalse;
end
17、答:
核心态是CPU运行操作系统代码。
用户态是CPU运行用户程序代码的状态。
通过系统调用、Trap、中断可以使得系统从用户态到核心态。
特权指令指的是只能由操作系统而不是用户调用的指令。
(1)是。
(2)否(3)否(4)是(5)是(6)否
18、答:
经过三次中断后,在第4个队列中终止运行
19、答:
因为一张页表只能包含1024/4=256个页表项。
而页的大小为210,所以共需要32-10=22位来表示页号。
而每一级页表只能处理22位中的8位,所以共需要3级。
有两级页表有28个页表项,另一级只有26个页表项
20、答:
18位
21答:
(a)3(b)229/28=221,因此为21页(c)8(d)3+21+8=32
22、解:
(1)FIFO算法总是淘汰最先进入内存页面,即选择在内存中驻留时间最长的页予以淘汰。
算法如图所示:
0
1
4
2
0
2
6
5
1
2
3
2
1
2
6
2
1
3
6
2
0
0
0
2
2
2
5
5
5
3
3
3
2
1
1
1
0
0
0
1
1
1
6
6
6
4
4
4
6
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