OS第5章 作业18192
操作系统第2+5章作业
第二章1.试用信号量机制实现如图所示前驱关系2.我们为某临界资源设置一把锁W，当W=1时表示关锁，当W=0时表示锁已打开。
试写出开锁和关锁原语，并利用它们实现互斥。
3.在一辆公共汽车上，司机和售票员各有各的职责范围。
但两者的工作又需要相互配合、协调。
司机的职责是驾驶车辆，包括启动车辆、行车、到站停车；售票员的工作是到站开车门、关车门、售票；车辆到站，司机停稳车辆后，售票员才能打开车门让乘客上、下车，然后关车门；只有在得到车门已经关好的信号后，司机才能启动汽车继续前进。
试用信号量机制解决此问题。
4.有一空盘，允许存放一只水果。
爸爸可向盘中放苹果，妈妈可向盘中放桔子，儿子专等盘中的桔子吃，女儿专等盘中的苹果吃。
请用P、V原语实现爸爸、妈妈、儿子、女儿四个进程的同步。
1.生产围棋的工人不小心把相等数量的黑子和白子混装载一个箱子里，现要用自动分拣系统把黑子和白子分开，该系统由两个并发执行的进程组成，功能如下：（1）进程A专门拣黑子，进程B专门拣白子；（2）每个进程每次只拣一个子，当一个进程在拣子时不允许另一个进程去拣子；2. 某车站售票厅，任何时刻最多可容纳20名购票者进入，当售票厅中少于20名购票者时，厅外的购票者可立即进入，否则需要在外面等待。
每个购票者可看成一个进程。
第五章1.假定某移动磁盘上，处理了访问56号柱面的请求后，现在正在70号柱面上读信息，目前有下面的请求访问磁盘柱面的序列：73,68,100,120,60,108,8，50。
请写出：（1）用最短查找时间优先算法，列出响应的次序。
（2）用电梯调度算法，列出响应的次序。
2．若某磁盘共有200个柱面，其编号为0～199，假设已完成68号柱面的访问请求，正在为访问96号柱面的请求者服务，还有若干个请求者在等待服务，他们依次要访问的柱面号为：175，52，157，36，159、106，l 08，72，(1)请分别计算用先来先服务调度算法、最短寻找时间调度算法和电梯调度算法来确定实际服务的次序。
os复习第五章
11、在下面的I/O控制方式中，需要CPU干预最少的方式是（）。
A．程序I/O方式 B．中断驱动I/O控制方式 C．直接存储器访问DMA控制方式D．I/O 通道控制方式15、CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为解决这一矛盾，可采用（）A．并行技术B．缓冲技术 C．虚拟存储器技术 D．覆盖技术29、虚拟设备是通过__ SPOOLING技术把独占设备变成能为若干用户_____共享 _的设备。
18、使用SPOOLing系统的目的是为了提高 (1) 的使用效率。
图1 作业页表（1）操作系统（2）I/O设备（3）内存（4）CPU8、为了提高设备分配的灵活性，用户申请设备时应指定（C）号。
A、设备类相对B、设备类绝对C、相对D、绝对9、通常把通道程序的执行情况记录在（A）中。
A、PSWB、PCBC、CAWD、CSW1、为了提高设备分配的灵活性，用户申请设备时应指定(C)号。
A、设备类相对B、设备类绝对C、相对D、绝对1、缓冲区引入有多个原因，下面不属于其主要原因的是。
（2）（1）缓和CPU和I/O设备间速度不匹配的矛盾（2）增加设备的存储空间（3）减少对CPU的中断频率（4）提高CPU和I/O设备之间的并行性2、通过硬件和软件的功能扩充，把原来独占的设备改造成若干用户共享的设备，这种设备称为。
（3）（1）存储设备（2）系统设备（3）虚拟设备（4）用户设备6、实现SPOOL系统时必须在磁盘上辟出称为输入井和输出井的专门区域，以存放作业信息和作业执行结果。
按设备的共享属性可将设备分成独占设备、共享设备和虚拟设备24、I/O设备的控制方式分为程序I/O方式、中断驱动I/O控制方式、DMA方式（或直接存储器访问I/O控制方式）和I/O通道控制方式四类。
14、在现代操作系统中采用缓冲技术的主要目的是。
（3）（1）改善用户编程环境（2）提高CPU的处理速度（3）提高CPU和设备之间的并行程度（4）实现与设备无关性15、与设备分配策略有关的因素有：设备固有属性、设备分配算法、（ 2 ）和设备的独立性。
山东大学操作系统OS作业1-5分析复习进程
操作系统作业 1-5章软件5班张** 201200301311第一章1.1a.个人的程序或者数据可能遭到窃取多人同时使用时可能造成cpu拥堵b.不能。
所有保护机制都有可能被外人破译，所以共用系统一定没有单独使用系统安全。
1.10（1）现代操作系统是由中断驱动的，中断可以改变对系统的控制权。
中断可以使一些需要立即响应的进程及时得到处理，并且不影响原进程的运行。
（2）陷阱即为异常，是一种软件中断，源于出错。
而中断不一定是出错，可能是来自I/O的一个命令，可能为硬件中断。
（3）用户可以有意生成陷阱。
目的是为了避免一个进程的错误影响到很多进程，如死循环发生时就可以通过陷阱避免影响。
1.12操作系统需要在任何时刻都可被控制，故可以构建的安全的操作系统为：所有用户程序通过软件实现。
所有的程序都有高级编程语言编写，以便所有目标代码都被编译出来1.17a.批处理：具有相似需求的作业被成批的集合起来，并把它们作为一个整体通过一个操作员或自动作业程序装置运行通过计算机。
通过缓冲区，线下操作，后台和多道程序，运用尝试保持 CPU 和 I/O 一直繁忙，从而使得性能被提高。
批处理系统对于运行那些需要较少互动的大型作业十分适用。
它们可以被更迟地提交或获得。
b.交互式：这种系统由许多短期交易构成，并且下一个交易的结果是无法预知的。
从用户提交到等待结果的响应时间应该是比较短的，通常为 1 秒左右。
c.分时：分时系统中，CPU通过在作业之间的切换来执行多个作业，但是由于切换的频率很高，用户可以在程序运行期间与之进行交互。
d.实时：系统能够在限定的时间内提供用户要求的服务。
e.网络：提供给操作系统一个特征，使得其进入网络，比如文件共享。
f.并行：有多个紧密通信的CPU，它们共享计算机总线，有时还有时钟，内存，外设等。
g.分布：这种系统在几个物理处理器中分布式计算，处理器不共享内存或时钟。
每个处理器都有它各自的本地存储器。
它们通过各种通信线路在进行通信，比如：一条高速的总线或一个本地的网络。
OS第4章 作业18192
OS第四章作业练习一、选择题1、在固定分区分配中,每个分区的大小是（）。
A.相同B.随作业长度变化C.可以不同但预先固定D.可以不同但根据作业长度固定2、在可变分区分配中，首次适应算法的空闲区是（）。
A.按地址递增顺序连在一起B.始端指针表指向最大空闲区C.按大小递增顺序连在一起D.寻找从最大空闲区开始3、在可变分区分配中，最佳适应算法的空闲区是（）。
A.按大小递减顺序连在一起B.按大小递增顺序连在一起C.按地址由小到大排列D.按地址由大到小排列4、在动态分区分配方案中，某一作业完成后，系统收回其主存空间，并与相邻空闲区合并，为此需修改空闲区表，造成空闲区数减1的情况是（）。
A、无上邻空闲区，也无下邻空闲区B、有上邻空闲区，但无下邻空闲区C、有下邻空闲区，但无上邻空闲区D、有上邻空闲区，也有下邻空闲区5、设内存的分配情况如下图所示。
若要申请一块40K的内存空间，采用最佳适应算法，则所申请到的分区首址为（）。
A．100K B．190K C．330K D．410K6、在分区分配方案中，需要执行紧凑操作的是（）A、固定式分区B、可变式分区C、重定位式分区D、多重式分区7、在可重定位分区存储管理中的拼接技术可以（）。
A 集中空闲区B 增加主存容量C 缩短访问周期D 加速地址转换8、采用页式存储管理的系统中，若逻辑地址用32位表示，其中12位表示页内地址，则地址空间最多允许（）页。
A 232B 224C 220D 2129、很好地解决了“零头”问题的存储管理方法是（）。
A．页式存储B．固定分区C．多重分区D．可变式分区10、联想寄存器在计算机系统中是用于（）。
A、存储文件信息B、与主存交换信息C、地址变换D、存储通道程序11、采用（）不会产生内部碎片。
A、固定式分区存储管理B、分段式存储管理C、分页式存储管理D、段页式存储管理12、段页式存储管理的实现原理是（）。
A、用分段方法分配和管理物理存储空间，分页方法管理用户地址空间。
操作系统第二版第五章课后习题答案
第五章存储管理作业答案2、6、10、13、15、162、解释下列概念：物理地址、逻辑地址、逻辑地址空间、内存空间、重定位、静态重定位、动态重定位、碎片、紧缩、可重定位地址。
物理地址——内存中各存储单元的地址由统一的基地址顺序编址，这种地址称为物理地址。
逻辑地址——用户程序经编译之后的每个目标模块都以0为基地址顺序编址，这种地址称为逻辑地址。
逻辑地址空间——由程序中逻辑地址组成的地址范围叫做逻辑地址空间。
内存空间——由内存中的一系列存储单元所限定的地址范围称作内存空间。
重定位——把逻辑地址转变为内存物理地址的过程叫做重定位。
静态重定位——在目标程序装入内存时所进行的重定位。
动态重定位——在程序执行期间，每次访问内存之前进行的重定位。
碎片——在分区法中，内存出现许多容量太小、无法被利用的小分区称作“碎片”。
紧缩——移动某些已分配区的内容，使所有作业的分区紧挨在一起，而把空闲区留在另一端，这种技术称为紧缩。
可重定位地址——当含有它的程序被重定位时，将随之被调整的一种地址。
6、什么是虚拟存储器？它有哪些基本特征？参考答案：虚拟存储器是用户能作为可编址内存对待的虚拟存储空间，在这种计算机系统中实现了用户逻辑存储器与物理存储器分离，它是操作系统给用户提供的一个比真实内存空间大得多的地址空间。
虚拟存储器的基本特征是：虚拟扩充——不是物理上，而是逻辑上扩充了内存容量；部分装入——每个作业不是全部一次性地装入内存，而是只装入一部分；离散分配——不必占用连续的内存空间，而是“见缝插针”；多次对换——所需的全部程序和数据要分成多次调入内存。
10、某虚拟存储器的用户编程空间共32个页面，每页为1KB，内存为16KB。
假定某时刻一个用户页表已调入内存的页面页号和物理块号如表5-1所示。
则逻辑地址0A5C(H)所对应的物理地址为。
表5-1 页表中页号和物理块号对照表参考答案：0A5C(H)换成二进制：页号为2，查表，对应物理块号为4，与页内地址拼接成物理地址：再转换为十六进制，即125C(H)13、已知段表如表5-2所示。
OS第2章 作业18192
S2 S3
S4
S5
解：
在图上标出信号量并用语言描述：设 S1S2, S1S3, S1S5, S2S4, S3S5,
S4S5 对应的信号量依次为 a,b,c,d,e,f。
Struct semaphore a=0, b=0, c=0, d=0, e=0, f=0；
void main( )
C、在执行时间上是不可重叠的 D、共享系统资源
5． 多道程序环境下，操作系统分配资源以
为基本单位。
A．程序 B．指令 C 进程 D．作业
6． 在进程管理中，当___ _____时，进程从阻塞状态变为就绪状态。
A．进程被进程调度程序选中 B. 等待某一事件
C. 等待的事件发生
D. 时间片用完
7． 分配到必要的资源并获得处理机时的状态是_____ ___。
2、在公共汽车上，司机的活动为：启动车辆、车辆正常行驶、到站停车；售票
员的活动为：关车门、售票、开车门。问题如下：
（1）在汽车不断地启动、行驶、到站停车过程中，司机、售票员的活动有什么
同步关系?
（2）请用信号量和 wait、signal 原语操作实现他们的同步。
解：
（1）同步关系：司机启动车辆的动作必须与售票员关车门的动作同步；售票员开车门的动
16． 两个进程合作完成一个任务。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被称为
____ ___关系。
A.同步 B．互斥 C. 调度 D．执行
17． _____ ___是一种只能进行 P 操作和 V 操作的特殊变量。
A.调度 B．进程 C. 同步 D．信号量
{ 关车门; signal(Sdoor); 售票; wait(Sbus); 开车门;
操作系统第五次作业参考答案
作业共有3次：操作系统作业（2011-04-18）、操作系统作业（2011-04-21）、课本（P159-26）操作系统作业（2011-04-18）：1、下表给出了五个进程的执行时间和优先数，规定优先数越小优先权越大，在某时刻这五个进程按照P0、P1、P2、P3、P4的顺序同时到达，求在采用如下算法时进程的平均周转时间和平均带权周转时间。
（1）先来先服务调度算法（2）短进程优先调度算法（3）时间片轮转调度算法（时间片为5ms）（4）优先权调度算法[参考答案]：（1）作业执行顺序：P0、P1、P2、P3、P4；71ms；2.50（2）作业执行顺序：P1、P0、P3、P2、P4；68ms； 2.25（3）作业执行顺序：略；105ms； 3.83（4）作业执行顺序：P3、P1、P0、P2、P4；71ms； 2.552、在分页存储管理系统中，存取一次内存的时间是8us，查询一次快表的时间是1us，缺页中断的时间是20us，假设页表的查询与快表的查询同时进行。
当查询页表时，如果该页在内存但快表中没有页表项，系统将自动把该页页表项送入快表。
（1）求对某一数据进行一次存取可能需要的时间？（2）现连续对同一页面上的数据进行4次连续读取，求每次读取数据可能需要的时间?[参考答案]：(1) 当系统对数据进行存取时，有3种可能性：①所存取的数据的页面在内存，其页表项已经存储到快表，此时存取数据的时间是：查询快表的时间+存取内存数据的时间=1us+8us= 9us②所存取的数据的页面在内存，但是其页表项没有存储到快表，没有命中快表，此时存取数据的时间是：查询页表的时间+存取内存数据的时间=8us+8us= 16us③所存取的数据的页面不在内存，发生缺页中断，此时存取数据的时间是：查询页表的时间+缺页中断的时间+查询页表的时间+存取内存数据的时间=8us+20us+8us+8us = 44us(2) 当对某一数据进行4次连续读取时：①第1次可能的时间为：1us+8us= 9us；8us+8us= 16us；8us+20us+8us+8us=44us。
操作系统第5章作业答案
赵盈盈 2011210593 第五章作业1. 存储管理的功能及目的是什么？答：存储管理功能：内存分配与管理。
（1）记住每个存储区域的状态。
（2）实施分配。
分配方式有两种：静态分配与动态分配（3）回收。
内存共享。
共享的信息包括：代码共享（纯代码），数据共享存储保护。
存储保护内容有：保护系统程序区不受用户有意无意的侵犯；不允许用户程序写不属于自己地址空间的数据。
（1）以防止地址越界；（2）以防止操作越权“扩充”内存容量。
具体实现是在硬件支持下，软件硬件相互协作，将内存与外存结合起来统一使用。
地址映射。
也称作重定位。
将逻辑地址转换成物理地址。
有两种方法：静态地址映射，动态地址映射。
存储管理目的：充分利用内存，为多道程序并发执行提供存储基础；尽可能方便用户使用；解决程序空间比实际内存空间大的问题；程序在执行时可以动态伸缩；内存存取速度快；存储保护与安全；共享与通信；了解有关资源的使用状况；实现的性能和代价；2. 什么是逻辑地址？什么是物理地址？为什么要进行二者的转换工作？答：逻辑地址：就是cpu逻辑段管理内存而形成的地址。
物理地址：就是程序或数据在内存中的实际地址，即内存单元的地址，也就是被装入内存的内存地址寄存器的地址。
转换原因：当程序装入内存时，操作系统要为之分配一个合适的内存空间，由于程序逻辑地址与所分配到的内存物理地址编号不一致，而cpu执行指令时是按物理地址进行的，所以要进行地址转换。
3. 什么是动态地址重定位？试用图画出动态地址重定位的过程。
答：动态地址重定位就是指动态地址映射。
是地址映射的一种方式。
它是在程序执行过程中要访内存空间4. 在分区分配方案中，回收一个分区时有几种不同的邻接情况，在各种情况下应如何处理？ 答：有四种：上邻，下邻，上下相邻，上下不相邻。
（1）回收分区的上邻分区是空闲的，需要将两个相邻的空闲区合并成一个更大的空闲区，然后修改空闲区表。
（2）回收分区的下邻分区是空闲的，需要将两个相邻的空闲区合并成一个更大的空闲区，然后修改空闲区表。
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第五章设备管理
一、选择、填空题
1、设备管理的主要程序之一是设备分配程序，当进程请求在内存和外设之间传送信息时，
设备分配程序分配设备的过程通常是（）。
A. 先分配设备，再分配控制器，最后分配通道
B. 先分配控制器，再分配设备，最后分配通道
C. 先分配通道，再分配设备，最后分配控制器
D. 先分配通道，再分配控制器，最后分配设备
2、通道是一种（）。
A. I/O端口
B. 设备控制器
C. I/O专用处理器
D. 软件工具
3、CPU对通道的请求形式是（）。
A．自陷 B.中断 C.通道命令 D.转移指令
4、（）数据传送方式的作用是在外设和内存之间开辟直接的数据交换通道。
A 程序直接控制
B DMA
C 通道控制
D 中断
5、CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为了解决这一矛盾，可采用（）。
A.缓冲技术
B.并行技术
C.通道技术
D.虚存技术
6、虚拟设备是指（）。
A．允许用户使用比系统中具有的物理设备更多的设备
B．允许用户以标准化方式来使用物理设备
C．把一个物理设备变换成多个对应的逻辑设备
D．允许用户程序不必全部装入主存便可使用系统中的设备
13、通道又称I/O处理机，用于完成（）之间的信息传输。
A、CPU与外设
B、CPU与外存
C、主存与外设
D、主存与外存
7、以下磁盘调度算法中，（）可能出现“饥饿”现象。
A．先来先服务算法B．最短寻找时间优先算法
C.循环扫描算法
D.电梯调度算法
8、在采用SPOOLing技术的系统中，用户的打印结果首先被送到( )。
A.磁盘固定区域
B.内存固定区域
C.终端
D.打印机
9、缓冲区的引入有多个原因，以下不属于主要原因的是( )。
A 缓和CPU和I/O设备间速度不匹配的矛盾
B 增加设备的存储空间
C 减少对CPU的中断频率
D 提高CPU和I/O设备之间的并行性
10、磁盘上的文件以（）为单位读/写。
A．块B．记录C．柱面D．磁道
11、下列设备与CPU之间的数据传送控制方式中，并行效率最高的是( )。
A.程序直接控制方式
B.中断控制方式
C.DMA方式
D.通道方式
12、( )是操作系统中采用的以空间换取时间的技术。
A. 多道程序设计技术
B. 通道技术
C. 覆盖与交换技术
D. SPOOLING 技术
13、缓冲技术中的缓冲池在（）中。
A、主存
B、外存
C、ROM
D、寄存器
14、常用的I/O 控制方式有程序直接控制方式、中断驱动控制方式、DMA控制方式和_____
通道方式。
15、磁盘访问时间由三部分组成，即寻道时间、旋转延迟时间和传输时间。
16、系统在进行设备分配时所需的表格主要有系统设备表、设备控制表、设备控制表、
和通道控制表。
17、实现SPOOLING 系统时，必须在磁盘上开辟出称为输入井和输出井的专门区
域以存放作业信息和作业执行结果。
18、磁盘调度算法中，先来先服务算法可能随时改变磁头的运动方向。
19、在操作系统中，用户在使用I/O 设备时，通常采用逻辑设备名。
20、设备分配程序分配外部设备时，先分配设备，再分配控制器，最后分配
通道。
21、通道是通过通道程序对I/O设备进行控制的。
二、简答题
1、引入缓冲的主要原因是什么？
答：（1）缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾；
（2）减少对CPU的中断频率,放宽对CPU中断响应时间的限制；
（2）提高CPU与I/O设备之间的并行性。
2、什么是SPOOLing技术？SPOOLing系统的组成是什么？有什么特点？
答：SPOOLing技术是指在联机的情况下实现的同时外围操作。
组成：磁盘的输入井和输出井、内存的输入缓冲区和输出缓冲区、输入进程SPi和输出进程SPo
特点：（1）提高了I/O的速度，缓和了CPU与低速I/O设备速度不匹配的矛盾
（2）将独占设备改造为了共享设备
（3）实现了虚拟设备功能，使每个进程都感到独占了一台设备
三、综合题
1、现有一磁盘读写请求队列：190、10、160、80、90、125、30、20、140、25，假设移动臂当前位于100号柱面，且每移动一个磁道需要3毫秒时间。
请按下列算法分别写出磁道访问序列，并分别计算平均寻道长度及完成访问所花费的寻道时间。
（1）先来先服务算法；
（2）最短寻道时间优先算法；
（3）电梯调度算法（当前磁头正向磁道号减少的方向移动）。
解：（1）磁道访问顺序为：（也可参照课本画表格）
190、10、160、80、90、125、30、20、140、25
平均寻道长度=（90+180+150+80+10+35+95+10+120+115）÷10=88.5
寻道时间=（90+180+150+80+10+35+95+10+120+115）×3=2655（毫秒）
（2）磁道访问顺序为：
90、80、125、140、160、190、30、25、20、10
平均寻道长度=（10+10+45+15+20+30+160+5+5+10）÷10=31
寻道时间=（10+10+45+15+20+30+160+5+5+10）×3=930（毫秒）
（3）磁道访问顺序为：
90、80、30、25、20、10、125、140、160、190
平均寻道长度=（10+10+50+5+5+10+115+15+20+30）÷10=27
寻道时间=（10+10+50+5+5+10+115+15+20+30）×3=810（毫秒）。