电子版操作系统作业参考答案

操作系统作业 参考答案

第一章作业---操作系统引论 ........................................................................................... 1 第二章作业—进程和线程 ............................................................................................... 1 第三章作业—-死锁 ......................................................................................................... 3 第四章作业---调度 ........................................................................................................... 4 第五章作业---存储管理 ................................................................................................... 5 第六章作业---文件系统 ................................................................................................... 6 第七章作业---输入/输出管理 .......................................................................................... 7

第一章作业---操作系统引论

1。什么是操作系统？其主要功能是什么？

2。在某个计算机系统中，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，程序A、B同时运行，A略早于B。A的运行轨迹为：计算50ms、打印100ms、再计算50ms、打印100ms，结束。B的运行轨迹为：计算50ms、输入80ms、再计算100ms，结束。试说明：

（1）两道程序运行时，CPU是否空闲等待？若是，在那段时间段等待？ （2）程序A、B是否有等待CPU的情况？若有，指出发生等待的时刻。 简答：（1）存在空闲等待，时间为100ms~150ms之间

（2）A无等待，但B有等待，B等待时间段为180ms~200ms

第二章作业—进程和线程

1． 设公共汽车上，司机和售票员的活动如下：

司机的活动：启动车辆；正常行车；到站停车。 售票员的活动：关车门；售票；开车门。

在汽车不断的到站、停车、行驶过程中，用信号量和P、V操作实现这两个活动的同步关系。

答：semaphore s1,s2;

s1=0;s2=0; cobegin

司机（）；售票员（）； coend

process 司机（） ｛

while(true) {

P(s1);

启动车辆； 正常行车； 到站停车； V(s2); } ｝

process 售票员（） {

while(true) {

关车门； V(s1)； 售票； P(s2); 开车门； 上下乘客； } }

2． 设有三个进程P、Q、R共享一个缓冲区，该缓冲区一次只能存放一个数据，P进程负责

循环地从磁带机读入数据并放入缓冲区，Q进程负责循环地从缓冲区取出P进程放入的数据进行加工处理，并把结果放入缓冲区，R进程负责循环地从缓冲区读出Q进程放入的数据并在打印机上打印。请用信号量和P、V操作，写出能够正确执行的程序。 答：semaphore sp,sq,sr;

int buf;sp=1;sq=0;sr=0; cobegin

process P() {

while(true) {

从磁带读入数据； P(sp); Buf=data; V(sq); } }

process Q() {

while(true) {

P(sq); data=buf; 加工data; buf=data;

V(sr); } }

process R() {

while(true) {

P(sr); data=buf; V(sp);

打印数据； } }

coend.

3． 简述计数信号量的值与资源使用情况的关系。

第三章作业—-死锁

1． 假定某计算机系统有R1、R2两类可再用资源（其中R1有两个单位，R2有一个单位），

它们被进程P1、P2所共享，且已知两个进程均以下列顺序使用两类资源： →申请R1→申请R2→申请R1→释放R1→释放R2→释放R1→ 试求出系统运行过程中可能到达的死锁点，并画出死锁点的资源分配图。 答：，两个进程都执行完第一步，系统进入不安全状态。这个无论哪个进程执行完第二步，死锁都会发生。可能到达的死锁点：进程P1占有一个R1、一个R2，进程P2占有一个R1。或者相反。就形成死锁。 （略死锁点的资源分配图）

2． 系统有同类资源m个，被n个进程共享，问：当m>n和m≤n时，每个进程最多可以

请求多少个这类资源，使系统一定不会发生死锁？

答：m≤n时，每个进程最多请求1个这类资源时不会死锁；当m>n时，如果 m/n商为k,余数为t：若t为0，每个进程最多请求k个，若t不为0，每个进程最多请求k+1个，则系统不会发生死锁。

3． 设当前的系统状态如下，此时Available=(1,1,2).

(1)、计算各个进程还需要的资源数 （2）、系统是否处于安全状态？为什么？ （3）、进程P2发出请求向量request2=(1,0,1)，系统能把资源分配给它吗？ （4）、若在进程P2申请资源后，P1发出请求向量request1=(1,0,1)，系统能把资源分配给它吗？ （5）、若在进程P1申请资源后，P3发出请求向量request3=(0,0,1)，系统能把资源分配给它吗？ 答：（1）

(2)安全。存在安全序列：P2→P1→P3→P4 (3)可以分配。存在安全序列::P2→P1→P3→P4 (4)不可分配，资源不足。 （5）不可分配，不安全。

第四章作业---调度

1． 有5个批处理作业A~E均已到达计算中心，其运行时间分别为2min、4min、6min、8min、

10min。若采用时间片轮转算法，时间片为2min，计算出平均作业周转时间。 答：

平均周转时间=（2+12+20+26+30）/5=18min

2． 若有如下表所示的4个作业进入系统，分别计算在FCFS、SJF、HRRF算法下平均周转

时间和平均带权周转时间。

简答：

3． 多道批处理系统中有一台处理器和两台外部设备（I1和I2），用户存储空间为100MB。

已知系统的作业调度及进程调度采用可抢占的高优先级调度算法(优先数越大优先级别越高)，主存采用不可移动的可变分区分配策略，设备分配遵循动态分配原则。现有4个作业同时提交给系统，如下表所示。求作业的平均周转时间。

简答：

A的周转时间=12

B的周转时间=13 C的周转时间=7 D的周转时间=11

平均周转时间=10.75分钟

第五章作业---存储管理

1． 在动态分区存储管理下，按地址排列的主存空闲区为：

10KB,4KB,20KB,18KB,7KB,9KB,12KB,15KB。对于下列连续存储区的请求:

(1)12KB,10KB,9KB; (2)12KB,10KB,15KB,18KB。试问：使用最先适应算法、最佳适应算法、循环适应算法，哪个空闲区将被使用？ 答：（1）

（2）

2． 一个32位计算机系统使用二级页表，虚地址被分为9位顶级页表、11位二级页表和页内偏

移。试问：页面长度是多少？虚地址空间共有多少个页面？ 答：页面大小4KB，页面个数2

3。某计算机系统提供24位虚存空间，主存空间为218Byte，采用请求分页虚拟存储管理，页面尺寸为1KB。假定应用程序产生虚拟地址11123456（八进制），而此页面分得的块号为100（八进制），说明此系统如何产生相应的物理地址并写出物理地址。 简答：八进制：201456

4

简答：

（0，260）物理地址：355 （2，200）物理地址：越界 （4，42）物理地址：1842

5。一个有快表的页式虚拟存储系统，设主存访问周期为1ㅥs ，内外存传送一个页面的平均时间为5ms。如果快表的命中率为75%，缺页中断率为10%，忽略快表的访问时间，试求主存的有效存取时间。 答：

1*75%+2*15%+（5000+2）*10%=501.25微秒 6。设程序大小为460个字，考虑如下访问序列：

55，20，108，180，79，310，170，255，246，433，458，369 （1）设页面大小为100个字，试给出访问序列页面走向。

（2）假设程序可用主存为200字，采用FIFO,LRU,OPT淘汰算法，求出缺页中断率。

20

将虚地址（0，260）、（2，200）、（4，42）转换为物理地址。

简答：（1）0 0 1 1 0 3 1 2 2 4 4 3 （2）FIFO: 50% LRU: 58% OPT: 41%

第六章作业---文件系统

1。若两个用户共享一个文件系统，用户甲使用文件A、B、C、D、E，用户乙要使用文件A、D、E、F。已知用户甲的文件A与用户乙的文件A实际不是同一个文件，用户甲、乙的文件D和E是同一个文件。试设计一个文件系统组织方案，使得甲乙能共享此文件系统而又不致造成混乱。 答：

采用二级目录

4Byte，那么，若答：逻辑块号从0开始编号

263168/1024=257 该数据的逻辑块号为257，偏移为0

1024/4=256 一个盘块可存放256个索引项

unix/linu文件系统中，前10块为直接寻址，一次间接寻址256块， 257

如果要求读入从文件首到263168Byte处的数据（包括这个数据），读出过程：首先根据直接寻址读出前10块；读出一次间接索引指示的索引块1块；将索引下标从0~247对应的数据块全部读入。即可。共读盘块数10+1+248=259块

3。某文件系统采用索引文件结构，设文件索引表的每个表目占用3Byte，存放盘块的块号，盘块的大小为512Byte。此文件系统采用直接、一次间接、二次间接索引所能管理的最大磁盘空间是多少？ 简答：

直接：85KB 一次间接: 7255KB 二次间接: 2456500KB

4。设某文件为链接文件，由5个逻辑记录组成，每个逻辑记录的大小与磁盘块大小相等，均为512Byte，并依次存放在50、121、75、80、63号磁盘块上。如要访问文件的第1569逻辑字节处的信息，要访问哪一个磁盘块？

答：

1569/152商为3，余数为33

该字节对应的逻辑块号为3（从0开始编号），位于该块偏移33处。因此访问第80块盘块。

如果要读入该字节，则需从链首开始，逐块读入，直到第80块。所以总的读盘块次数为4次。

第七章作业---输入/输出管理

1． 磁盘有200个磁道，编号0~199。现有请求队列：8，18，27，129，110，186，78，147，

41，10，64，12。试用下面算法计算处理所有请求所移动的总柱面数。假设磁头的当前位置在磁道100。

(1) FCFS （2）SSTF （3）SCAN,磁头当前正在按升序方向移动 （4）电梯算法，磁头当前正在按升序方向移动。 简答：

(1) FCFS: 728 (2) SSTF: 264 (3) SCAN: 290 （4）电梯算法: 264

2． 某磁盘共有200个柱面，每个柱面20个磁道，每个磁道有8个扇区，每个扇区为1024

字节，每个扇区为一块。如果驱动程序接到的访问请求是读出编号为606的块（首块编号0），计算此信息块的物理位置。

答：磁道从0开始编号，磁头从0开始编号，扇区从0开始编号。

每个柱面的块数：20*8=160块

606/160商为3，余数为126。则柱面号为3

每个柱面中每个磁头对应8块，126/8商15，余数6，则磁头号为15，扇区号为6. 因此606块对应物理位置（柱面号，磁头号，扇区号）为（3，15，6）.

3． 某操作系统采用单缓冲技术传送磁盘数据。设从磁盘传送一块数据到缓冲区的时间为

T1，将缓冲区的一块数据传送到用户区的时间为T2，CPU处理这一块数据的时间为T3。系统处理大量数据时，一块数据的处理时间是多少？ 简答：MAX（T1,T3）+T2

4．简述SPOOLING系统工作原理。