(完整word版)操作系统习题及参考答案.docx
CH4 应用题参考答案
1在一个请求分页虚拟存储管理系统中，一个程序运行的页面走向是：
1、2 、3 、4 、2 、1 、5 、6 、2 、1 、2 、3 、7 、 6 、3 、2 、1 、2 、
3、6 。
分别用 FIFO 、OPT 和 LRU 算法，对分配给程序 3 个页框、 4 个页框、 5 个页框和 6 个页框的情况下，分别求出缺页中断次数和缺页中断率。
答：
页框数FIFO LRU OPT
3161511
414108
51287
6977
只要把表中缺页中断次数除以20，便得到缺页中断率。
2 在一个请求分页虚拟存储管理系统中，一个作业共有 5 页，执行时其访问页面次序
为： ( 1 ) 1、4、3、1、2、5、1、4、2、1、4、5
( 2 ) 3、2、1、4、4、5、5、3、4、3、2、1、5
若分配给该作业三个页框，分别采用 FIFO和 LRU 面替换算法，求出各自的缺页
中断次数和缺页中断率。
答：( 1 ）采用 FIFO 为 9 次，9 / 12 = 75 ％。采用 LRU 为 8 次，8 / 12 = 67 ％。( 2）采用FIFO和LRU均为9次，9 / 13 = 69％。
3一个页式存储管理系统使用 FIFO 、OPT 和 LRU 页面替换算法，如果一个作业的页面走向为：
( l ) 2、3、2、l、5、2、4、5、3、2、5、2。
( 2 ) 4、3、2、l、4、3、5、4、3、2、l、5。
( 3 ) 1、2、3、4、1、2、5、l、2、3、4、5。
当分配给该作业的物理块数分别为 3 和 4 时，试计算访问过程中发生的缺页中断
次数和缺页中断率。
答： ( l ）作业的物理块数为3块，使用 FIFO 为 9次， 9 / 12 = 75％。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？
答： ( 1）空闲分区如图所示。
答
分区号分区长
110K
24K
320K
418K
57K
69K
712K
815K
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
12KB 选中分区 3 ，这时分区 3 还剩 8KB 。 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
12KB 选中分区 3 ，这时分区 3 还剩 8KB 。 10KB 选中分区 4 ，这时分区 4 还剩
8KB 。9KB 选中分区 6 ，恰好分配故应删去分区 6 。
( 2）原始分区情况同上图。
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 。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。
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 。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 。
3）最差适应算法
12KB 选中分区 3 ，这时分区 3 还剩 8KB 。10KB 选中分区 4 ，这时分区 4 还
剩8KB 。15KB 选中分区 8 ，恰好分配故应删去分区 8 。最后无法满足 18KB 的申请，应该等待。
4）下次适应算法
12KB 选中分区 3 ，这时分区 3 还剩 8KB 。 1OKB选中分区 4 ，这时分区 4 还
剩8KB 。15KB 选中分区 8 ，恰好分配故应删去分区 8 。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？
答：按题意地址从小到大进行分区如图所示。
分区号分区长
1100KB
2500KB
3200KB
4300KB
5600KB
( 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-fit 212KB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 。 426KB 无分区能满足，应该等待。
( 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？
答：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 、
E ：假定使用 FIFO 替换算法，在内存有 3 分别给出页面替换次数。、D 、A 、B 、E 、A 、B 、C 、个和 4 个空闲页框的情况下，
答：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？
答：
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 ) ?
答： 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？
答： (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
0219600
1230014
290100
31327580
4195296
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。
答： 1) 6492) 1 7273) 2301 4）越界5) 1994
12、某计算机系统提供24 位虚存空间，主存为 2 18 B，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。
答：虚拟地址 11123456 （八进制）转化为二进制为：
001 001 001 010 011 100 101 110
其中前面为页号，而后 10 位为位移： 001 001 001 010 01-------1100 101 110 。由于主存大小为 218 B，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 1 100
101 110 并接，得到：八制物理地址 001000000 1 100 101 110 = = 201456 （八制）。13主存中有两个空区如所示，
0K
100K
15K
125K
50K
有作序列依次： Job1 要求 30K ; Job2要求70K ; Job3要求50K；使
用首次适、最坏适和最佳适算法理个作序列，哪种算法可以足分配？什么？
答：首次适、最坏适算法理个作序列可以足分配，最佳适算法不行。因后者会分
割出无法使用的碎片，浪内存，从而，不能足所有作的内存需求。
14 有一式存管理系，向用提供的地址空最大16 ，每
2048 字，内存共有 8 个存。地址至少多少位？内存空有多大？
答：
地址 211×24，故 15 位。内存大小23×211 = 2 14B = 16KB 。
15、在一分存管理系中，地址度 16 位，面大小 4096 字，有一地址 ZF6AH ，且第 0 、1 、2 依次存在物理 10 、12 、14 号中，相的物理地址多少？
答：因地址度16 位，而面大小4096 字，所以，前面的 4 位表示号。把 ZF6AH 成二制： 00 10 1 1 11 0110 1010，可知号
2 。故放在 14 号物理中，写成十六制：EF6AH。
16 有矩： VAR A : ARRAY [ 1 ? 100 , 1 ?100 ] OF integer ；元素按行存。在一虚存
系中，采用 LRU 淘汰算法，一个程有 3 内存空，每可以存放 200 个整数。其中第
1 存放程序，且假定程序已在内存。程序 A :
FOR i : = 1 TO 100 DO
FOR j : = 1 TO 100 DO
A [i，j ] : = 0 ;
程序 B :
FOR j : = 1 TO 100 DO
FOR i : = 1 TO 100 DO
A [ i,j ] : = 0 ;
分就程序 A 和 B 的行程算缺次数。
答：100 * 100 = 10000 个数据，每可以存放 200 个整数，故一共存放在 50 个
第99 行、第 100 行缺中断 5000 次。由于元素按行存，第 1 行、第 2 行放在第 1 ，?第 99 行、第 100 行放在第 50 。故于程序 A ，缺中断 50 次。于程序 B，缺中断5000 次。
17、一台机器有 48 位虚地址和 32 位物理地址，若 8KB ，表共有多少个表？如
果一个反置表，有多少个表？
答：因 8KB 占用 13 位，所以，表有235个。反置表有219个。18在虚式存管理中，解决抖，可采用工作集模型以决定分程的物理数，
有如下面序列：
?? 2 5 1 6 3 3 7 8 9 1 6 2 3 4 3 4 3 4 4 4 3 4 4 3??
|△ t1| |△ t2|
窗口尺寸△ ＝9 ，求 t1 、 t2 刻的工作集。
答： t1刻的工作集： { l , 2 , 3 , 6 , 7 , 8 , 9｝。 t 刻的工作集
： { 3, 4 ｝。
19 有一个分虚存系，得CPU 和磁的利用率如下，指出每种情况下的
存在和可采取的措施： ( 1 ) CPU 利用率 13 % ，磁利用率 97 %( 2 ) CPU 利用率 87 % ，磁利用率 3 % ( 3 ) CPU利用率 13 % ，磁利用
率 3％。
答： ( 1 ）系可能出抖，可把停部分程运行。（ 2 ）系运行正常，可增加运行程数以
一步提高源利用率。（3 ）理器和和利用率均很低，可增加并运行的程数。
20、在一个分虚存系中，用程空 32 个， IKB ，主存 16KBo 如果用程序有 10 ，若己知虚 0 、1 、2 、3 ，己分到框 8 、7 、4 、 10 , 把虚地址 OACSH和 IACSH 成的物理地址。
答：虚地址 OACSH 的物理地址： 12CSH。而行虚地址 IACSH 会表中尚未有分配的框而生缺中断，由系另行分配框。
21 某算机有 4 个框，每的装入、最后、位R 、修改位
D 如下所示（用点数表示）:
page loaded last ref R D
012627900
123026010
212027211
316028011
分用 FIFO 、LRU 、二次机会算法分淘汰哪一？
答： ( 1 ) FIFO淘汰 page2 。
( 2 ) LRU 淘汰 page1 。
( 3）二次机会淘汰 page1
22考下面的程序： for ( i = 0;i < 20 ; i++）
For(j=0;j<10;j++)
a [ i ] : = a [i]×j
例明程序的空局部性和局部性。
答：当数元素 a [0] , a[1]，?，a [ 19 ]存放在一个面中，其空局部性和局部性好，也就是，在很短内行都挂行循乘法程序，
而且数元素分布在的存元中。当数元素存放在不同面中，
其局部性相同，但空局部性差，因理的数元素分布在不的
存元中。
23 一个有快表的式虚存系，内存周期 1 微秒，内外存送一个面的平均 5 毫秒。如果快表命中率75 % ，缺中断率 10％。忽略快表，求内存的有效存取。
答：快表命中率75 % ，缺中断率 10 % ，所以，内存命中率 15％。故内存的有效存取＝ 1×75 % + 2*15%+( 5000+2) *10%=501.25微秒。
24 假某虚存的用空IO24KB ，面大小 4KB ，内存空 512KB 。
已知用的虚 10 、11 、12 、13 分得内存框号 62 、78、25、36，求出虚地址 OBEBC ( 16 制）的地址（ 16 制）是多少？
答：虚地址 0BEBC ( 16 制）的二制形式： 0000 1 011 1110 1011 1100。由于面大小 4KB ，故其中后 12 位是位移，所以，虚地址的号：11 。表分得内存框号： 78 。己知内存空 512KB ，故内存共有128 个框， 78 是合法物理。把78 化 16 制是 4E，虚地址 OBEBC( 16制）的地址（ 16 制）是： 4EEBC。
25 ／某求分存系使用一表，假表全部放在主存内，:
1 ）若一次主存花 120ns ，那么，一个数据的是多少？
2 ）若增加一个快表，在命中或失需有 20ns 开，如果快表命中率80 % ，一个数据的
答： 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。
10k 18k 30k 40k 54k70k
答： ( 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 > .
答： 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？
答： 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？
3 个用户进程，而 CPU 的利用率为：1（-70 %) 3 ,答：由题意可知，内存中可以存放
= 1 一（ 0 . 7 )
= 65 . 7％。再增加1M 内存，可增加 2个用户进程，这时
3
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？
答： ( 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。
答： ( 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？
答：设快表命中率是 x ，则内存命中率为1-x 。于是： 500 ( 1-x ） + 100x = = 2 00，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？
答：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 1 5000 = 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。
答：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。
答：段数 2 2 = 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：
0 101 1010 1011 1100
所以，逻辑地址表示为：01 011 010 1011 1100
SABCH的逻辑地址为：第1 段第 3 页，位移由后 11 位给出。
36.对已知某系统页面长4KB ，页表项4B ，采用多级页表映射64 位虚地址空间。若限定最高层页表占 1 页，问它可以采用几级页表？
答：由于页面长 4KB ，页表项 4B ，故每页可· 包含 IKB 个页表项。由于限定最
高层页表占 1 页，即它的页表项为 210个；而每个页表项指向一页，每页又存
放页表项个数为210个，依此类推，最多可以采用砚巧取整为 6 级页表。
37 在请求分页虚存管理系统中，若驻留集为m 个页框，页框初始为空，在长为
p的引用串中具有 n 个不同页面 n＞m ) ，对于 FIFO、LRU 两种页面替换算法，试
给出缺页中断的上限和下限，并举例说明。
答：对于 FIFO 、LRU 两种页面替换算法，缺页中断的上限和下限：为 p 和 n 。因为有 n 个不同页面，无论怎样安排，不同页面进入内存至少要产生一次缺页
中断，故下限为n 次。由于 m 而多次发生缺页中断。极端情况，访问的页都不在内存，这样共发生了p 次缺 页中断。例如，当vm =3 ，p=12 , n =4时，有如下访问中： 1 , 1 , 1 , 2 , 2 , 3 , 3 , 3 , 4 , 4 , 4 , 4。缺页中断为下限 4 次。而访问串： 2 , 3 , 4 , 1 , 2 , 3 , 4 , 1 , 2 , 3 , 4 , 1。缺页中断为上限12 次。 38在请求分页虚存管理系统中，页表保存在寄存器中。若替换一个未修改过页面的 缺页中断处理需 8 毫秒，若替换一个己修改过页面的缺页中断处理需另加写盘时间 12 毫秒，内存存取周期为 1 微秒。假定 70 ％被替换的页面被修改过，为保证有效 存取时间不超过 2 微秒，允许的最大缺页中断率为多少？ 答：设最大缺页中断率为x ，则有： ( l - x ) *1微秒＋( 1 -70 % ) *X*8毫秒＋70 % *X *( 8 + 12 ) = 2微秒 即得到 -x +2400x + 14000x = 1，解得：x约为0 .00006。 39 若内存按地址递增次序有三个不邻接的空闲区 Fl 、F2 、F3 ，它们的大小分别是：50K 、 120K 和 25K 。请给出后备作业序列，使得实施分配时： ( l ）采用最佳适应 算法效果好，但采用首次适应与最坏适应算法效果不好。（2 ）采用最环适应算法 效果好，但采用首次适应与最佳适应算法效果不好。 答 ( 1）采用最佳适应算法效果好，120 , 50。 ( 2）采用最环适应算法效果好，80 , 50 , 25。 但采用首次适应与最坏适应算法效果不好。作业序列：25 但采用首次适应与最佳适应算法效果不好。作业序列：40 , 40 有两台计算机 P1 和 P2，它们各有一个硬件高速缓冲存储器 Cl 和 CZ ，且各有 一个主存储器 Ml 和 M2。其性能为： CI CZ Ml M2 存储容量 4KB 4KB 2MB 2MB 存取周期 60ns 80ns 1 us 0 9 us 若两台机器指令系统相同，它们的指令执行时间与存储器的平均存取周期成正比。如果在执行某个程序时，所需指令或数据在高速缓冲存储器中存取到的概率 P 是 0 . 7 ，试问：这两台计算机哪个速度快？当 P = 0 .9 时，处理器的速度哪个快？答： CPU平均存取时间为： T = = T1+（ 1 -p ）*T2 , T1 为高速缓冲存储器存取周期， T2 为主存储器存取周期， p 为高速缓冲存储器命中率。 ( 1）当 p=0 . 7时， Pl平均存取时间为： 60+ ( 1 -0. 7 ) * 1 us = 360ns PZ 平均存取时间为： 80+ ( 1 -0. 7 ) *0.9 us= 350ns 故计算机 P2 比 P1处理速度快。 ( 2）当 p = 0 . 9时， P1 平均存取时间为： 60+ ( 1 -0.9 ) * 1 us = 160ns PZ 平均存取时 l ' ed为： 80 + ( l -0 . 9 ) *0 .9 us = 170ns 故计算机 P1 比 P2处理速度快。 FI ( 50 ) F2 ( 120 ) F3 ( 25 ) 操作系统作业 （第一章—第四章） 一、单项选择 1 在计算机系统中配置操作系统的目的是【】。 A 增强计算机系统的功能 B 提高系统资源的利用率 C 合理组织工作流程以提高系统吞吐量 D 提高系统的运行速度 2 在操作系统中采用多道程序设计技术，能有效提高CPU、内存和I/O设备的【】。 A 灵活性 B 可靠性 C 兼容性 D 利用率 3 在操作系统中，并发性是指若干事件【】发生。 A 在同一时刻 B 一定不在同一时刻 C 在某一时间间隔内 D 依次在不同时间间隔内 4 以下不属于衡量操作系统性能指标的是【】。 A 作业的大小 B 资源利用率 C 吞吐量 D 周转时间 5 下列选项中，操作系统提供给应用程序的接口是【】。 A 系统调用 B 中断 C 函数 D 原语 6 在分时系统中，当用户数为50时，为了保证响应时间不超过1s，选取的时间片最大值为【】。 A 10ms B 20ms C 50ms D 100ms 7 假设就绪队列中有10个就绪进程，以时间片轮转方式进行进程调度，如果时间片为180ms，切换开销为20ms。如果将就绪进程增加到30个，则系统开销所占的比率为【】。 A 10% B 20% C 30% D 90% 8 中断系统一般由相应的【】组成。 A 硬件 B 软件 C 硬件和软件 D 固件 9 以下工作中，【】不是创建进程所必须的。 A 创建进程的PC B B 为进程分配内存 C 为进程分配CPU D 将PCB插入就绪队列 10 系统中有5个用户进程且CPU工作于用户态，则处于就绪状态或阻塞状态的进程数最多分别为【】。 A 5，4 B 4，0 C 0，5 D 4，5 11 如果系统中有n个进程，则就绪队列中进程的个数最多为【】。 A 1 B n-1 C n D n+1 第一章绪论 1．什么是操作系统的基本功能? 答：操作系统的职能是管理和控制汁算机系统中的所有硬、软件资源，合理地组织计算 机工作流程，并为用户提供一个良好的工作环境和友好的接口。操作系统的基本功能包括： 处理机管理、存储管理、设备管理、信息管理(文件系统管理)和用户接口等。 2．什么是批处理、分时和实时系统?各有什么特征? 答：批处理系统(batchprocessingsystem)：操作员把用户提交的作业分类，把一批作业编成一个作业执行序列，由专门编制的监督程序(monitor)自动依次处理。其主要特征是：用户脱机使用计算机、成批处理、多道程序运行。 分时系统(timesharingoperationsystem)：把处理机的运行时间分成很短的时间片，按时间片轮转的方式，把处理机分配给各进程使用。其主要特征是：交互性、多用户同时性、独立性。 实时系统(realtimesystem)：在被控对象允许时间范围内作出响应。其主要特征是：对实时信息分析处理速度要比进入系统快、要求安全可靠、资源利用率低。 3．多道程序(multiprogramming)和多重处理(multiprocessing)有何区别? 答；多道程序(multiprogramming)是作业之间自动调度执行、共享系统资源，并不是真正地同时执行多个作业；而多重处理(multiprocessing)系统配置多个CPU，能真正同时执行多道程序。要有效使用多重处理，必须采用多道程序设计技术，而多道程序设计原则上不一定要求多重处理系统的支持。 4．讨论操作系统可以从哪些角度出发，如何把它们统一起来? 答：讨论操作系统可以从以下角度出发： (1)操作系统是计算机资源的管理者； (2)操作系统为用户提供使用计算机的界面； (3)用进程管理观点研究操作系统，即围绕进程运行过程来讨论操作系统。 标点符号应用举例：冒号 冒号，表示提示之后或括之前的停，有提示下文或括上文的作用。例如：1．常我：“放学回来，你也帮助老奶奶做点事。少先 懂得尊敬老人，照老人。” (小学《文》第五册《人》) 2．老牧人江希大叔老就喊起来：“我的雁又来啦！” (小学《文》第八册《女的信》) 3．??一走一听着伯父意味深的：在个世界上，金可 以到山珍海味，可以到金珠宝，就是不到高尚的灵魂啊！ (小学《文》第八册《苦柚》) 4．多少种色呀：深的，浅的，明的，暗的，得以形容。 (小学《文》第十一册《林海》)例 1“ 常我”是提示，后面用冒号，冒号后面是“ ”的内容。 例 2“喊起来”是提示，后面用冒号，表示后面是“喊”的内容。 例3“ ”是提示，用冒号，后面是“ ”的内容。 例4 冒号用在提示（括）“多少种色呀”之后，后面是些色的品种。 提示后面用冒号，是冒号的主要用法，是小学段必掌握的。 【冒号用在总括语之前的用法，在小学教材中比较少见。现在举江苏省高等教育自学考 试《现代汉语》(下册 )和初级中学《语文》第四册上的例子作一叙述。 5．三宝走了，三毛走了，大刘走了：是海燕就要去搏击风云。 ( 《现代汉语》 1985 年 12 月版 ) 6．一切学问家，不但对于流俗传说，就是对于过去学者的学说也常常抱怀疑的态 度，常常和书中的学说辩论，常常评判书中的学说，常常修正书中的学说：要这样才能有更新更善的学说产生。 (义务教育初级中学《语文》第四册《怀疑与学问》) 例5 先分项说三个人都走了，干什么去了呢 ?去拼搏进取，去实现自己的理想抱负去了；所以总 结语说：“是海燕就要去搏击风云。”总结语前使用了冒号。 例6 先分项对学问家的“怀疑”进行举说，然后总结说只有这样“才能有更新更善的学说产生”。总结语前用了冒号。】 下面再介几种冒号的用法，些用法的基仍是提示性的。 一、注性的字眼后面加冒号。像“按”“注”等字。 例如： 7．者按：本届参《因工作》出心裁地提出 了一个离异家庭的孩子。??因此，我邀了几位女性，她 就此表看法。 （摘自 1996 年 12 月 6 日《文》）8．注： ⑥ 秀媛：《关于教育价的几个理》，《中小学教育价》， 1）选择题 （1）为多道程序提供的可共享资源不足时，可能出现死锁。但是，不适当的 _C__ 也可能产生死锁。 A. 进程优先权 B. 资源的线性分配 C. 进程推进顺序 D. 分配队列优先权 （2）采用资源剥夺法可以解除死锁，还可以采用 _B___ 方法解除死锁。 A. 执行并行操作 B. 撤消进程 C. 拒绝分配新资源 D. 修改信号量 （3）发生死锁的必要条件有四个，要防止死锁的发生，可以通过破坏这四个必要条件之一来实现，但破坏 _A__ 条件是不太实际的。 A. 互斥 B. 不可抢占 C. 部分分配 D. 循环等待 （4）为多道程序提供的资源分配不当时，可能会出现死锁。除此之外，采用不适当的_ D _ 也可能产生死锁。 A. 进程调度算法 B. 进程优先级 C. 资源分配方法 D. 进程推进次序 （5）资源的有序分配策略可以破坏 __D___ 条件。 A. 互斥使用资源 B. 占有且等待资源 C. 非抢夺资源 D. 循环等待资源 （6）在 __C_ 的情况下，系统出现死锁。 A. 计算机系统发生了重大故障 B. 有多个封锁的进程同时存在 C. 若干进程因竞争资源而无休止地相互等待他方释放已占有的资源 D. 资源数大大小于进程数或进程同时申请的资源数大大超过资源总数 （7）银行家算法在解决死锁问题中是用于 _B__ 的。 A. 预防死锁 B. 避免死锁 C. 检测死锁 D. 解除死锁 （8）某系统中有3个并发进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生死锁的最少资源数是 _C__ 。 A. 12 B. 11 C. 10 D. 9 （9）死锁与安全状态的关系是 _A__ 。 A. 死锁状态一定是不安全状态 B. 安全状态有可能成为死锁状态 C. 不安全状态就是死锁状态 D. 死锁状态有可能是安全状态 （10）如果系统的资源有向图 _ D __ ，则系统处于死锁状态。 A. 出现了环路 B. 每个进程节点至少有一条请求边 C. 没有环路 D. 每种资源只有一个，并出现环路 （11）两个进程争夺同一个资源，则这两个进程 B 。 应用题参考答案 第二章 1、下列指令中哪些只能在核心态运行? (1)读时钟日期；（2）访管指令；（3）设时钟日期；（4）加载PSW；（5）置特殊 寄存器；(6) 改变存储器映象图；(7) 启动I/O指令。 答：(3)，(4)，(5)，(6)，(7)。 2、假设有一种低级调度算法是让“最近使用处理器较少的进程”运行，试解释这种算法对“I/O繁重”型作业有利，但并不是永远不受理“处理器繁重”型作业。 答：因为I/O繁忙型作业忙于I/O，所以它CPU用得少，按调度策略能优先执行。同样原因一个进程等待CPU足够久时，由于它是“最近使用处理器较少的进程”，就能被优先调度，故不会饥饿。 6、若有一组作业J1，…，Jn，其执行时间依次为S1，…，Sn。如果这些作业同时到达系统，并在一台单CPU处理器上按单道方式执行。试找出一种作业调度算法，使得平均作业周转时间最短。 答：首先，对n个作业按执行时间从小到大重新进行排序，则对n个作业：J1’，…，J n’，它们的运行时间满足：S1’≤S2’≤…≤S(n-1)’≤S n’。那么有： T=[S1’+( S1’+S2’)+ (S1’ + S2’+ S3’)+…+(S1’ + S2’+ S3’+…+ S n’)]/n =[n×S1’+( n-1)×S2’+ (n-3)×S3’]+…+ S n’]]/n =(S1’ + S2’+ S3’+…+ S n’)-[0×S1’+1×S2 ’+2×S3’+…+(n-1) S n’]/n 由于任何调度方式下，S1’ + S2’+ S3’+…+ S n’为一个确定的数，而当S1’≤S2’≤…≤S(n-1)’≤S n’时才有：0×S1’+1×S2 ’+2×S3’+…+(n-1) S n’的值最大，也就是说，此时T值最小。所以，按短作业优先调度算法调度时，使得平均作业周转时间最短。 10、有5个待运行的作业，预计其运行时间分别是：9、6、3、5和x，采用哪种运行次序可以使得平均响应时间最短？ 答：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 一、选择题 1 BCBCA 6 C BAAA 二、判断题TFTFT 三、填空题 1外部设备联机并行操作 2安全性和简明性 3内存、缺页 4作业 5执行和完成 6段、系统 7多用户、多任务 8就绪、执行 9虚拟 四、简答题 1．什么是系统调用？ 答：系统调用是用户在程序中能以“函数调用”形式调用的、由操作系统提供的子功能的集合。每一个子功能称作一条系统调用命令。它是操作系统对外的接口，是用户级程序取得操作系统服务的唯一途径。 2．什么是临界资源？ 一次仅允许一个进程使用的资源。 3．什么是抖动（或称颠簸）？ 页面抖动是系统中频繁进行页面置换的现象。即如果一个进程没有一定数量的内存 块，它很快就发生缺页。此时，它必须淘汰某页。由于所有这些页面都正在使用，所以刚被淘汰出去的页很快又被访问，因而要把它重新调入。可是调入不久又再被 淘汰出去，这样再访问，再调入，如此反复，使得整个系统的页面替换非常频繁，以致大部分机器时间都用在来回进行的页面调度上，只有一小部分时间用于进程的 实际运算方面。 4.影响缺页中断率的因素有哪些？ 影响缺页中断率的因素有四个： ①分配给作业的主存块数多则缺页率低，反之缺页中断率就高。 ②页面大，缺页中断率低；页面小缺页中断率高。 ③程序编制方法。以数组运算为例，如果每一行元素存放在一页中，则按行处理各 元素缺页中断率低；反之，按列处理各元素，则缺页中断率高。 ④页面调度算法对缺页中断率影响很大，但不可能找到一种最佳算法。 五、应用题（每题10分，共20分） 1.在一个采用页式虚拟存储管理的系统中，有一用户作业，它依次要访问的字地址序列是：115，228，120，88，446，102，321，432，260，167，若该作业的第0页已经装入主存，现分配给该作业的主存共300字，页的大小为100字，请回答下列问题： （1）按FIFO调度算法将产生多少次缺页中断，依次淘汰的页号为多少，缺页中断率为多少。（2）按LRU调度算法将产生多少次缺页中断，依次淘汰的页号为多少，缺页中断率为多少。答： 页面走向为：1，2，1，0，4，1，3，4，2，1 （1）按FIFO调度算法将产生5次缺页中断；依次淘汰的页号为：0，1，2；缺页中断率为：5/10=50% (3’) 1 2 1 0 4 1 3 4 2 1 0 0 0 0 0 4 4 4 4 4 4 1 1 1 1 1 1 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 1 ×××××(2’) （2）按LRU调度算法将产生6次缺页中断；依次淘汰的页号为：2，0，1，3；缺页中断率为：6/10=60% (3’) 1 2 1 0 4 1 3 4 2 1 0 0 0 0 0 0 0 3 3 3 3 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4 1 ××××××(2’) 2.有一个具有如下作业流的批处理处理系统，作业调度采用短作业优先，进程调度采用基于优先数的抢先式调度算法。下表给出的是作业序列和相应进程的优先数，优先数越小优先级越高。 作业名到达时间估计运行时间/min 优先数 1 8:00 40 4 2 8:20 30 2 3 8:30 50 3 4 8:50 20 5 (1)列出所有作业进入内存时间及完成时间 (2)计算作业的平均周转时间和平均带权周转时间 解答： (1)作业进入内存时间与结束时间如下所示：(`4’=1’*4) 作业名进入内存时间结束时间 1 8:00 9:10 2 8:20 8:50 3 9:10 10:00 4 8:50 10:20 (2)各作业的周转时间为：(`4’=1’*4) 作业A：9:10 – 8:00 = 70 min 作业B：8:50 – 8:20 = 30 min 作业C：10:00 – 8:30 = 90 min 习题一操作系统概论 选择题 1. 计算机的操作系统是一种（） ■ A. 应用软件 B.系统软件 C.工其软件D 字表处理软件 2. 批处理系统的主要缺点是（ ). A. CPU 的利用率不高 B.失去了交互性 C.不具备并行性 D.以上都不是 3. 计算机操作系统的功能是（ ). A. 把源程序代码转换为标准代码 B. 实现计算机用户之间的相互交流 C. 完成计算机硬件与软件之间的转换 D. 控制、管理计算机系统的资源和程序的执行 4. 在分时系统中，时间片一定时， （），响应时间越长. A. 内存越多 B.用户数越多 C.内存越少 D 用户数 越少 5. 操作系统的（ ）管理部分负责对进程进行调度 . A?主存储器 B.控制器 C.运算器 D 处理机 6. 从用户的观点看，操作系统是（ ）. A. 用户与计算机之间的接口 B. 控制和管理计算机资源的软件 C. 合理地组织计算机工作流程的软件 D. 由若干层次的程序按一定的结构组成的有机体 7. 操作系统的功能是进行处理机管理、 （）管理、设备管理及信息管理 9. 操作系统是现代计算机系统不可缺少的组成部分，是 为了提咼计算机的（ 户使用计算机而配备的一种系统软件 . 10. 所谓（）是指将一个以上的作业放入主存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处 和外围设备等其他资源. A.多重处理 B.多道程序设计 C.实时处理 D?并行执行 11. （）操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可以通过各自的终端同 A. CPU 的利用率不高 C.不具备并行性 B.资源利用率 D.以上都不是 A.进程 B.存储器 C.硬件 D.软件 8.操作系统中采用多道程序设计技术提高 CPU 和外部设备的（） A.利用率 B.效率 C.稳定性 D.兼容性 ）和方便用 理机的时间 操作系统作业参考答案及其知识点 第一章 思考题： 10、试叙述系统调用与过程调用的主要区别？ 答： （一）、调用形式不同 （二）、被调用代码的位置不同 （三）、提供方式不同 （四）、调用的实现不同 提示：每个都需要进一步解释，否则不是完全答案 13、为什么对作业进程批处理可以提高系统效率？ 答：批处理时提交程序、数据和作业说明书，由系统操作员把作业按照调度策略，整理为一批，按照作业说明书来运行程序，没有用户与计算机系统的交互；采用多道程序设计，可以使CPU和外设并行工作，当一个运行完毕时系统自动装载下一个作业，减少操作员人工干预时间，提高了系统的效率。 18、什么是实时操作系统？叙述实时操作系统的分类。 答：实时操作系统（Real Time Operating System)指当外界事件或数据产生时，能接收并以足够快的速度予以处理，处理的结果又能在规定时间内来控制监控的生产过程或对处理系统做出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。 有三种典型的实时系统： 1、过程控制系统(生产过程控制) 2、信息查询系统(情报检索) 3、事务处理系统(银行业务) 19、分时系统中，什么是响应时间？它与哪些因素有关？ 答：响应时间是用户提交的请求后得到系统响应的时间（系统运行或者运行完毕）。它与计算机CPU的处理速度、用户的多少、时间片的长短有关系。 应用题： 1、有一台计算机，具有1MB内存，操作系统占用200KB，每个用户进程占用200KB。如果用户进程等待I/0的时间为80％，若增加1MB内存，则CPU的利用率提高多少？ 答：CPU的利用率=1-P n，其中P为程序等待I/O操作的时间占其运行时间的比例1MB内存时，系统中存放4道程序，CPU的利用率=1－（0.8）4＝59％ 2MB内存时，系统中存放9道程序，CPU的利用率=1－（0.8）9＝87％ 所以系统CPU的利用率提高了28％ 2、一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序A先开始做，程序B后开始运行。程序A的运行轨迹为：计算50ms，打印100ms，再计算50ms，打印100ms，结束。程序B的运行轨迹为：计算50ms，输入80ms，再计算100ms，结束。 科目：计算机应用基础 性质：公共基础课 《Word 图文混排——电子板报我来做》 教案 单位：陕西省明德职业中专 姓名：张娜 Word图文混排 ——电子板报我来做 授课专业及年级 9级各班。 授课教材 《计算机应用基础》，傅连仲，电子工业出版社。 教学目的及要求 使学生了解利用 Word 操作修饰文档的意义；使学 生熟练掌握艺术字、边框和底纹的操作技能； 培养学生的爱国情感，锻炼学生的语言表达能力，培养学生的协作精神。 教学方法 任务驱动、分组合作、自主探究等。 教具准备 纸、彩笔、打印机、多媒体机房。 教学重点 艺术字、边框和底纹的操作技能。 教学难点 利用修饰文档的各种操 行实际应用。 求助授课时间 4课时 教室布置 见右图 西 展 示 南北区 作进黑板投影 中控 东 通过课前组织，使课前组织 学生了解本次课1、组织学生分组，选出组长； 学习内容，对学生2、要求学生复习已学知识，预习本次课内容； 潜移默化的进行3、提供我国传统文化的文字、图片资料，感召学生爱国情感； 爱国情感教育，为4、要求学生利用网络等多种手段继续收集有关我国传统文化的资料，并制作电子板报做利用资料设计小板报样稿。 好准备工作。 课堂教学（ 180 分钟） 通过一篇《唐三一、新课导入（ 5 分钟） 彩》的原文和修饰 过的例文对比，使 学生了解修饰文 档的意义，引出本 次课内容—— Word 修饰文档 （电子板报我来 做）。【原文】 1、共享原文给学生； 2、布置学习任务： 引导学生分析问（1）以小组为单位分析讨论如何将原文 【例文】 题、思考解决问修饰为例文效果？ 题。（2）有哪些操作是没有学习的操作，小组讨论学习。 （3）记录学习中遇到的困难。 二、分组学习（ 25 分钟） 1、学生根据布置的学习任务完成自主学习，自主学习要点： （1）艺术字操作 掌握学习方法比①插入艺术字：插入→图片→艺术字 掌握知识更重要。 ②编辑艺术字： A、在艺术字工具栏中编辑 操作系统例题讲解 一、调度算法 对如下表所示的5个进程： 采用可剥夺的静态最高优先数算法进行调度（不考虑系统开销）。 问 题： ⑴ 画出对上述5个进程调度结果的Gantt 图； ⑵ 计算5个进程的平均周转时间、平均带权周转时间。 解： ⑴ 调度结果的Gantt 图如下： 0 2 4 5 7 9 10 12 14 (2) 时间计算： 二、存储管理 某系统采用虚拟页式存储管理方式，页面大小为2KB ，每个进程分配的页框数固定为4页。采用局部置换策略，置换算法采用改进的时钟算法，当有页面新装入内存时，页表的时钟指针指向新装入页面的下一个在内存的表项。设当前进程P 的页表如下（“时钟”指针指向逻辑页面3的表项）： 逻辑页号 0 1 2 3 4 5 问 题： ⑴ 当进程P 依次对逻辑地址执行下述操作： ① 引用 4C7H ； ② 修改 19B4H ； ③ 修改 0C9AH ； 写出进程P 的页表内容； ⑵ 在 ⑴ 的基础上，当P 对逻辑地址27A8H 进行访问， 该逻辑地址对应的物理地址是多少？ 解：页面大小为2KB，2KB=2×210=211， 即逻辑地址和物理地址的地址编码的低11位为页内偏移； ⑴①逻辑地址4C7H=0100 1100 0111B，高于11位为0，所以该地址访问逻辑页面0； 引用4C7H，页表表项0：r=1； ②逻辑地址19B4H=0001 1001 1011 0100B，高于11位为3，所以该地址访问逻辑页面3； 修改19B4H，页表表项3：r=1, m=1; ③逻辑地址0C9AH=0000 1100 1001 1010B，高于11位为1，所以该地址访问逻辑页面1； 逻辑页1不在内存，发生缺页中断； ①、②两操作后，P的页表如下： 逻辑页号 1 2 3 4 5 按改进的时钟算法，且时钟指针指向表项3，应淘汰0页面， 即把P的逻辑页面1读到内存页框101H，页表时钟指针指向表项2。 并执行操作：修改0C9AH。 经上述3个操作后，P的页表如下： 逻辑页号 1 2 3 4 5 ⑵逻辑地址27A8H=0010 0111 1010 1000B，高于11位为4，所以该地址访问逻辑页面4； 页面4不在内存，发生缺页中断；按改进的时钟算法，淘汰页面2，页面4读到110H页框， 所以，逻辑地址27A8H对应的物理地址为： 0001 0001 0000 111 1010 1000B=887A8H。 三、设备与I/O管理 设系统磁盘只有一个移动磁头，磁道由外向内编号为：0、1、2、……、199；磁头移动一个磁道所需时间为1毫秒；每个磁道有32 个扇区；磁盘转速R=7500r/min. 系统对磁盘设备的I/O请求采用N-Step Look （即N-Step Scan，但不必移动到磁道尽头），N=5。设当前磁头在60号磁道，向内移动；每个I/O请求访问磁道上的1个扇区。现系统依次接收到对磁道的I/O请求序列如下： 50, 20, 60, 30, 75, 30, 10, 65, 20, 80,15, 70 问题： ⑴写出对上述I/O请求序列的调度序列，并计算磁头引臂的移动量； ⑵计算：总寻道时间（启动时间忽略）、总旋转延迟时间、总传输时间和总访问处理时间。 解：⑴考虑序列中有重复磁道的I/O请求，调度序列为： 60→75→50→30→20→15→10→65→70→80 磁头移动量=(75-60)+(75-50)+(50-30)+(30-20)+ (20-15)+(15-10)+(65-10)+(70-65)+(80-70) =15+25+20+10+5+5+55+5+10=155（磁道） 《操作系统》课程作业 （2013年春） 姓名： 学号： 专业： 年级： 学校： 日期： 作业一：作业管理 1、有三道程序A、B、C在一个系统中运行，该系统有输入、输出设备各1台。三道程序 A、B、C构成如下： A：输入32秒，计算8秒，输出5秒 B：输入21秒，计算14秒，输出35秒 C：输入12秒，计算32秒，输出15秒 问：（1）三道程序顺序执行的总时间是多少？ （2）充分发挥各设备的效能，并行执行上述三道程序，最短需多少时间（不计系统开销）？并给出相应的示意图。 2、假设一个单CPU系统，以单道方式处理一个作业流，作业流中有2道作业，共占用CPU 计算时间、输入卡片数和打印输出行数如下： 其中，卡片输入机速度为1000张/分钟，打印机输出速度为1000行/分钟，试计算：（1）不采用spooling技术，计算这两道作业的总运行时间（从第1道作业输入开始到最后一个作业输出完毕）。 （2）如采用spooling技术，计算这2道作业的总运行时间（不计读/写盘时间），并给出相应的示意图。 作业二：进程管理 1、 请写出两程序S1和S2可并发执行的Bernstein 条件。 2、 有以下5条语句，请画出这5条语句的前趋图。 S1：y=x+1 R(x) W(y) S2：c=f-w R(f,w) W(c) S3：d=r-y R(r,y) W(d) S4：x=a+b R(a,b) W(x) S5：r=c+y R(c,y) W(r) 3、 设在教材第62页3.6.4节中所描述的生产者消费者问题中，其缓冲部分为m 个长度相等 的有界缓冲区组成，且每次传输数据长度等于有界缓冲区长度以及生产者和消费者可对缓冲区同时操作。重新描述发送过程deposit(data)和接收过程remove(data)。 P P P i P .. .. 1 2 i k 4、 设有k 个进程共享一临界区，对于下述情况，请说明信号量的初值、含义，并用P ，V 操作写出有关互斥算法。 （1） 一次只允许一个进程进入临界区； （2） 一次允许m （m 1.什么是操作系统？其主要功能是什么？ 操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源,有效组织多道程序运行的系统软件(或程序集合),是用户和计算机直接的程序接口. 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。 0 50 100 150 200 250 300 50 100 50 100 50 100 20 100 (1) cpu有空闲等待,在100ms~150ms的时候. (2) 程序A没有等待cpu,程序B发生等待的时间是180ms~200ms. 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。 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。 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; } } 第二章计算机操作系统 一、填空题 1. 在Windows XP中，进行系统软、硬件设置的文件夹称为______。 2. 在Windows XP系统中文标点方式下，键入符号“”对应的中文标点是______。 3. 在Windows XP默认环境中，要改变“屏幕保护程序”的设置，应首先双击“控制面板”窗口中的______图标。 4. 用Windows XP的“记事本”所创建文件的缺省扩展名是______。 5. 在Windows XP中，要添加Windows组件，必须打开______窗口。 6. 当选定文件或文件夹后，欲改变其属性设置，可以单击鼠标______键，然后在弹出的菜单中选择“属性”命令。 7. 在Windows XP中，当用鼠标左键在不同驱动器之间拖动对象时，系统默认情况下，该操作的作用是______。 8. 在Windows XP的“资源管理器”窗Vl中，将文件以列表方式显示，可按～、类型、大小、日期及自动排列五种规则排序。 9. 在WindoWS XP中，若要更改任务栏的属性，可以右键单击______空白处，再从弹出的菜单中选择“属性”命令来实现更改。 10. 在Windows XP环境中，选定多个不相邻文件的操作方法是：单击第一个文件，然后按住______键的同时，单击其它待选定的文件。 11. 在Windows xP中，利用“控制面板”窗口中的______向导工具，可以安装任何类型的新硬件。 12. 在Windows XP中，若要删除选定的文件，可直接按______键。 13. 按操作系统分类，UNIX操作系统是______。 14. 在Windows xP默认环境中，用于中英文输入方式切换的组合键是______。 15. 在Windows XP中，若系统长时间不响应用户的要求，为了结束该任务，使用______组合键。 二、单项选择题 1. Windows XP的“开始”菜单包括了Windows XP系统的（）。 A. 主要功能 B. 全部功能 C. 部分功能 D. 初始化功能 2. 下列不可能出现在Windows XP中的“资源管理器”窗口左侧窗格中的选项是（）。 A. 我的电脑 B. 桌面 C. use（登录的账户名）的文档 D. 资源管理器 3. 在Windows XP中，能更改文件名的操作是（）。 A. 右键单击文件名，选择“重命名”命令，键入新文件名后按Enter键 B. 左键单击文件名，选择“重命名”命令，键入新文件名后按Enter键 C. 右键双击文件名，选择“重命名”命令，键入新文件名后按Enter键 D. 左键双击文件名，选择“重命名”命令，键人新文件名后按Enter键 4. 在Windows XP中，全角方式下输入的数字应占的字节数是（）。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 5. Windows XP中将信息传送到剪贴板不正确的方法是（）。 A. 用“复制”命令把选定的对象送到剪贴板 B. 用“剪切”命令把选定的对象送到剪贴板 C. 用Ctrl+V组合键把选定的对象送到剪贴板 D. Alt+PrintScreen把当前窗口送到剪贴板 6. 在windows XP中，欲选定当前文件夹中的全部文件和文件夹对象，可使用的组合键是（）。 A. Ctrl+V B. Ctrl+A C. Ctrl+X D. Ctrl+D 7. 下列文件名，（）是非法的Windows XP文件名。 A. ThiS is my file B. 关于改进服务的报告 第3章处理机调度1）选择题 （1）在分时操作系统中，进程调度经常采用_D_ 算法。 A. 先来先服务 B. 最高优先权 C. 随机 D. 时间片轮转 （2）_B__ 优先权是在创建进程时确定的，确定之后在整个进程运行期间不再改变。 A. 作业 B. 静态 C. 动态 D. 资源 （3）__A___ 是作业存在的惟一标志。 A. 作业控制块 B. 作业名 C. 进程控制块 D. 进程名 （4）设有四个作业同时到达，每个作业的执行时间均为2小时，它们在一台处理器上按单道方式运行，则平均周转时间为_ B_ 。 A. l小时 B. 5小时 C. 2.5小时 D. 8小时 （5）现有3个同时到达的作业J1、J2和J3，它们的执行时间分别是T1、T2和T3，且T1＜T2＜T3。系统按单道方式运行且采用短作业优先算法，则平均周转时间是_C_ 。 A. T1+T2+T3 B. (T1+T2+T3)/3 C. (3T1+2T2+T3)/3 D. (T1+2T2+3T3)/3 （6）__D__ 是指从作业提交给系统到作业完成的时间间隔。 A. 运行时间 B. 响应时间 C. 等待时间 D. 周转时间 （7）下述作业调度算法中，_ C_调度算法与作业的估计运行时间有关。 A. 先来先服务 B. 多级队列 C. 短作业优先 D. 时间片轮转 2）填空题 （1）进程的调度方式有两种，一种是抢占(剥夺)式，另一种是非抢占(非剥夺)式。 （2）在_FCFS_ 调度算法中，按照进程进入就绪队列的先后次序来分配处理机。 （3）采用时间片轮转法时，时间片过大，就会使轮转法转化为FCFS_ 调度算法。 （4）一个作业可以分成若干顺序处理的加工步骤，每个加工步骤称为一个_作业步_ 。 （5）作业生存期共经历四个状态，它们是提交、后备、运行和完成。 （6）既考虑作业等待时间，又考虑作业执行时间的调度算法是_高响应比优先____ 。 3）解答题 （1）单道批处理系统中有4个作业，其有关情况如表3-9所示。在采用响应比高者优先调度算法时分别计算其平均周转时间T和平均带权周转时间W。（运行时间为小时，按十进制计算） 表3-9 作业的提交时间和运行时间 2.1 一类操作系统服务提供对用户很有用的函数，主要包括用户界面、程序执行、I/O操作、文件系统操作、通信、错误检测等。 另一类操作系统函数不是帮助用户而是确保系统本身高效运行，包括资源分配、统计、保护和安全等。 这两类服务的区别在于服务的对象不同，一类是针对用户，另一类是针对系统本身。 2.6 优点：采用同样的系统调用界面，可以使用户的程序代码用相同的方式被写入设备和文件，利于用户程序的开发。还利于设备驱动程序代码，可以支持规范定义的API。 缺点：系统调用为所需要的服务提供最小的系统接口来实现所需要的功能，由于设备和文件读写速度不同，若是同一接口的话可能会处理不过来。 2.9 策略决定做什么，机制决定如何做。他们两个的区分对于灵活性来说很重要。策略可能会随时间或位置而有所改变。在最坏的情况下，每次策略改变都可能需要底层机制的改变。系统更需要通用机制，这样策略的改变只需要重定义一些系统参数，而不需要改变机制，提高了系统灵活性。 3.1、短期调度：从准备执行的进程中选择进程，并为之分配CPU； 中期调度：在分时系统中使用，进程能从内存中移出，之后，进程能被重新调入内存，并从中断处继续执行，采用了交换的方案。 长期调度：从缓冲池中选择进程，并装入内存以准备执行。 它们的主要区别是它们执行的频率。短期调度必须频繁地为CPU选择新进程，而长期调度程序执行地并不频繁，只有当进程离开系统后，才可能需要调度长期调度程序。 3.4、当控制返回到父进程时，value值不变，A行将输出：PARENT：value=5。 4.1、对于顺序结构的程序来说，单线程要比多线程的功能好，比如（1）输入三角形的三边长，求三角形面积；（2）从键盘输入一个大写字母，将它改为小写字母输出。 习题一操作系统概论 一．选择题 1. 计算机的操作系统是一种（）. A. 应用软件 B.系统软件 C.工其软件D字表处理软件 2. 批处理系统的主要缺点是（）. A. CPU 的利用率不高 B .失去了交互性 C.不具备并行性 D.以上都不是 3．计算机操作系统的功能是（）. A. 把源程序代码转换为标准代码 B .实现计算机用户之间的相互交流 C. 完成计算机硬件与软件之间的转换 D. 控制、管理计算机系统的资源和程序的执行 4. 在分时系统中，时间片一定时，（），响应时间越长. A.内存越多 B.用户数越多 C.内存越少D用户数越少 5．操作系统的（）管理部分负责对进程进行调度. A?主存储器 B.控制器 C.运算器D处理机 6. 从用户的观点看，操作系统是（）. A. 用户与计算机之间的接口 B. 控制和管理计算机资源的软件 C. 合理地组织计算机工作流程的软件 D. 由若干层次的程序按一定的结构组成的有机体 7. 操作系统的功能是进行处理机管理、（）管理、设备管理及信息管理. A.进程 B.存储器 C.硬件 D.软件 8. 操作系统中采用多道程序设计技术提高CPU 和外部设备的（）. A.利用率 B.效率 C.稳定性 D.兼容性 9. 操作系统是现代计算机系统不可缺少的组成部分，是为了提高计算机的（）和方便用户使用计算机而配备的一种系统软件. A. CPU的利用率不高 B.资源利用率 C.不具备并行性 D.以上都不是 10. 所谓（）是指将一个以上的作业放入主存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处理机的时间和外围设备等其他资源. A.多重处理 B.多道程序设计 C.实时处理D?并行执行 11．（）操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可以通过各自的终端同 时交互地使用计算机. A. 网络 B. 分布式 C.分时 D.实时 12.分时操作系统通常采用（）策略为用户服务. A. 可靠性和灵活性 B.时间片轮转 C .时间片加权分配 D. 短作业优先 13.系统调用是由操作系统提供的内部调用，它（）. A.直接通过键盘交互方式使用 B.只能通过用户程序间接使用 习题一 1、举例说明为什么对并发执行的程序不加控制会产生与执行时间有关的错误？ 解：程序在并发执行时由于资源是共享的，而且常常资源数少于程序对这些资源的需求数，致使这些并发执行的程序之间因为竞争资源导致存在间接制约关系，这种间接制约使得并发执行的程序具有随机性（异步性），即“执行—暂停—执行”，它们何时启动、何时停止是未知的。例如：飞机售票系统、堆栈的存数与取数过程等（示例说明略）。 2、程序并发执行为什么会失去顺序执行时的封闭性和可再现性？ 解：所谓“封闭性”是指程序执行得到的最终结果由给定的初始条件决定，不受外界因素的影响。在程序并发执行时由于资源共享，导致这些资源的状态将由多个程序来改变，又由于存在程序执行的随机性，所以程序的运行失去封闭性。由于失去了封闭性，也将导致其失去可再现性。即虽然它们执行时的环境和初始条件相同，但得到的结果却可能各不相同。 习题二 1、试用加锁的方法解决飞机售票系统的问题。 例：民航售票系统，n个售票处 2、用机器指令（testAndset）解决飞机售票系统中任一进程的算法。 习题三 1、进程在做P、V操作时对自己和其他进程有何影响？ 进程在信号量上执行P操作后，若信号量的值为正，当前进程继续执行；若信号量的值为负，当前进程变为等待状态、放弃处理机，其它进程则有机会获得CPU。 进程在信号量上执行V操作后，不会对自己有任何影响，但当信号量的值不大于0时，需要唤醒在该信号量上所对应的等待队列中的进程。 2、设课程的前驱、后继关系如下，若每修一门课程看作进程Px（x∈1..6）试用P、V操作算法描述这种前驱与后继关系。 答： Semaphore：S1：=S2：=S3：=S4：=S5：=S6：=0； Begin Cobegin P1、P2、P3、P4、P5、P6 coend; end. P1（）P2（）P3（） Begin begin begin 修计算机导论；P（S1）；P（S2）； V（S1）；修高级语言程序设计修计算机组成原理； V（S2）；V（S3）V（S4）； End; End; End; P4（）P5（）P6（） Begin begin begin P（S3）；P（S4）；P（S5）； 修数据结构；修86汇编语言；P（S6）； V（S5）；V（S6）；修操作系统； End; End; End; 习题四 1、有三个进程R、W1、W2，进程R 从输入设备上读数据送缓冲区B，若是奇数由W1 进程从B 取数输出；若 一、单项选择题 1．若处理器有32位地址，则它的虚拟地址空间为（ B ）字节。 A 2G B B 4GB C 100KB D 640KB 2．支持程序浮动的地址转换机制是( A ) A 动态重定位 B 段式地址转换 C 页式地址转换 D 静态重定位 3．UNIX中的文件系统采用（ D ）。 A 网状文件 B 记录式文件 C 索引文件 D 流式文件 4．段页式管理每取一数据，要访问（ C ）次内存。 A 1 B 2 C 3 D 4 5．文件系统的主要目的是（ A ）。 A 实现对文件的按名存取 B 实现虚拟存贮器 C 提高外围设备的输入输出速度 D 用于存贮系统文档 6. 某基于动态分区存储管理的计算机，其主存容量为55mb（初始为空），采用最佳适 配算法，分配和释放的顺序为：分配15mb，分配30mb，释放15mb，分配8mb，分配6mb，此时主存中最大空闲分区的大小是( B ) A 7mb B 9mb C 10mb D 15mb 7．设计批处理多道系统时，首先要考虑的是( B )。 A 灵活性和可适应性 B 系统效率和吞吐量 C 交互性和响应时间 D 实时性和可靠性 8．进程调度的对象和任务分别是( C )。 A 作业，从就绪队列中按一定的调度策略选择一个进程占用CPU B 进程，从后备作业队列中按调度策略选择一个作业占用CPU C 进程，从就绪队列中按一定的调度策略选择一个进程占用CPU D 作业，从后备作业队列中调度策略选择一个作业占用CPU 9．一种既有利于短小作业又兼顾到长作业的作业调度算法是( C )。 A 先来先服务 B 轮转 C 最高响应比优先 D 均衡调度 10．两个进程合作完成任务。在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来消息，或者建立某个条件后再向前执行，这种制约性合作关系称为进程的（ B ）。 A 互斥 B 同步 C 调度 D 伙伴 11．当每类资源只有一个个体时，下列说法中不正确的是（ C ）。 A 有环必死锁 B 死锁必有环 C 有环不一定死锁 D 被锁者一定全在环中12．在现代操作系统中引入了（ D ），从而使并发和共享成为可能。 A 单道程序 B 磁盘 C 对象 D 多道程序 13．设有3个作业，它们同时到达，运行时间分别为T1、T2和T3,且T1≤T2≤T3，若它们在单处理机系统中按单道运行，采用短作业优先调度算法，则平均周转时间为（ D ） A T1+T2+T3 B (T1+T2+T3)/3 C T1+T2/3+2*T3/3 D T3/3+2*T2/3+T1操作系统作业(1-4)答案
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