操作系统课后作业(2010年下期 08级)解答

19. 考虑一个由8页且每页1K字组成的地址空间， 如果内存被划分成32块，试问： a) 逻辑地址的有效位是多少？ b) 物理地址需要多少位？
20. 考虑下面的段表： 段号 基地址 段长 0 219 600 1 2300 14 2 90 100 3 1327 580 4 1952 96 给出下列各逻辑地址所对应的物理地址： （0，430） ，（1，10），（2，88）， （3，444），（4，112）
v(f5);
}
}
}
4. 产者和消费者关系的算法中，交换两个V 操作的次序会有什么结果？交换两P操作的次 序会有什么结果？说明理由。
5. 有三个进程A、B、C，其中A与B构成一 对生产者和消费者，共享一个由n个缓冲区块组 成的缓冲池；B与C也构成一对生产者与消费 者，共享另一个由m个缓冲块组成的缓冲池。 用P、V操作描述它们之间的同步关系。 PA
21. 对于一个利用快表且页表存于内存的分页 系统，假定CPU一次访问内存的时间为1us，访 问快表的时间可忽略不计，如果85%的地址映 射可直接通过快表完成，那么进程完成一次内 存读写的平均时间为多少？
22. 一个计算机系统的虚拟存储器，其最大容 量和实际容量分别由什么决定？ 【答】 内存容量与外存容量之和。 内存容量。
14. 考虑一组进程： 进程 CPU周期时值 优先数 P1 10 3 P2 1 1 P3 2 3 P4 1 4 P5 5 2 其中，小的优先数表示高的优先级。设这组进程在相对时刻0 以P1、P2、P3、P4、P5的次序进入就绪队列，进入时耗 费的时间忽略不计。 a) 分别给出在FCFS、SJF、HRN和RR（时间片S=1）及非剥 夺式HPF算法下，这组进程的执行顺序图示。 b) 每个进程在上述各种算法下，谁的等待时间和周转时间最短？ c) 计算在每种算法下的平均等待时间和平均周转时间。
（1）该状态是安全状态吗？ （2）如果进程P2提出资源请求（0，4，2，0）， 能否立即给予满足？
【第4章 】处理机管理
11. 处理机调度一般分成几个级别？说明每级调 度的含义。 【答】： 高级调度（或作业调度或长程调度） 低级调度（或进程调度或短程调度） 中级调度（或中程调度）
12. 判别下列各结论的真假性，并说明理由。 a) 若系统限定一个进程在CPU上一次只能执行 一个时间片，则系统采用的是剥夺式调度。T b) 若只当一个进程执行完了它的当前CPU周期 后，系统才重新调度，则系统采用的是剥夺 式调度。 F c) 若现行进程需要等待某个事件时，系统将立 即把CPU转交给其它进程，则系统采用的是 剥夺式调度。F d) 实时系统通常采用的剥夺式调度。T e) 在剥夺式系统中，进程的周转时间较之在非 剥夺式系统可预见。 F
26. 一个请求分页系统，测得如下的时间利用 率：CPU：20%； 分页磁盘：97．7%； 其他 外设：５％ 下述措施中哪些可以改善ＣＰＵ的利用率？ 说明理由。 （1）更换速度更快的ＣＰＵ；f （2）更换更大容量的分页磁盘；f （3）增加内存中的用户进程数；f （4）挂起内存中的某个（些）用户进程。t
系统如何检测抖动？ 系统可以 利用将CPU的利用率与多道程 序的度数进行比较的方法来检测系统抖动。
一旦检测出抖动后，系统怎样消除它？ 一旦发生抖动，可通过减少多道程序的度 数的办法来消除它。
Available=（0，0，0，1）
Alloction=
Need=
（1） 给出该状态的资源分配图RAG；（2） 给 出该RAG的化简过程（3） 该状态是死锁状态 么？
Available=（0，0，0，1） = Alloction Need= R4 o o P4 P1 o R1 P2 R2 o o o o R3
17. 在采用HPF调度的系统中： a) 在某一时刻系统中既无执行态进程又无就绪 态进程，是否可能？若可能，在什么情况下会 发生？ b) 执行态进程的优先级是否一定不低于任一就 绪态进程？ 【解答】 a)可能，只有阻塞进程的情况 b)不一定
【第5章 】存储器管理
18. 设按地址递增次序有5个内存空闲分区，它 们的容量依次为100K，500K，200K，300K、 600K，另在后备作业队列中顺序有4个作业， 其大小分别为212K、417K、112K、426K，假 定系统采用FCFS作业调度，那么采用FF、BF 和WF三种内存分配算法中，哪一种可获得最佳 内存利用率？
27.什么是抖动？产生抖动的原因是什么? 【答】 指导致系统效率急剧下降的，主存和辅 存之间频繁的页面置换现像。又称为“抖动”。 系统花在页面替换上的时间远远多于执行进 程的时间。 通常在系统内运行的作业数过多时会出现这 种情况。 由于分配给进程的页面数少于进程所需的最 低页面数，导致出现接连不断的缺页中断，从 而引起系统抖动。
3→1 答案： 5→1
图 2.1
3.设有六个进程P1,P2,…P6,它们有如图2.2所 示的并发关系。试用P、V操作实现这些进程间 的同步。
图2.2
【解答】设五个同步信号量f1,f2,f3,f4,f5分 别表示进程P1, P2, P3, P4, P5是否执行完， 其初值均为0。这六个进程的同步描述如下： int f1=0; Main() int f2=0; { Begin f1 P1( ); int f3=0; f2 f3 P2( ); int f4=0; f4 f5 P3( ); int f5=0; P4( ); 图2.2 P5( ); End }
2. 如图2.1所示的进程状态，图中标出的数 字分别表示一种形式的状态变迁。现设分别有 进程处于执行态、就绪态和等待态，试判别下 列诸条件式是否成立？为什么？ 1→2，1→3，2→1，2→4，3→1，3→4，4→1， 4→2，4→3，5→1,条件式“x→y”表示：若一进 程产生状态变迁x，则导致另一进程产生状态变 迁y。 2→1
缓冲池1 n
PB
缓冲池2 m
PC
解答： 设置四个信号量empty1、empty2、 full1和full2，其同步关系描述如下： int empty1=n; /*表示缓冲池1中的空缓冲 区数*/ int empty2=m; /*表示缓冲池2中的空缓冲 区数*/ int full1=0; /* 表示缓冲池1中装满产品 的缓冲区数*/ int full2=0; /* 表示缓冲池2中装满产品 的缓冲区数*/
15. 下述各结论是否正确？为什么？ a) SJF调度是公平的。F b) 越短的作业或进程，应越优先服务。F c) 由于SJF算法优先服务短者，故可用于分时 系统。 F d) 对于剥夺式SJF调度，若采用最短剩余原则， T 则平均周转时间总比采用最短原则要短。
A B 16. 请在下面空格中，填入"静态优先级"或"动 态优先级"，并说明理由： A B （1）-----比----易于实现。 A B （2）-----比----运行开销小。 B A （3）-----比----更能反映进程运行环境的变化。 （4）-----比----更需慎重地确定初始优先级。 A B
操作系统课后作业 （2010年下期 08级)
【第3章 】进程管理
1. 试说明PCB的作用？为什么说PCB是进程存 在的唯一标志？ 【答】PCB的作用：操作系统调度进程的主 要数据依据；记录进程的有关信息，供系统 对进程进行控制；标志进程存在。 PCB是进程存在的唯一标志的理由：在进程 的整个生命周期中，系统总是通过PCB对进 程进行控制的，亦即，系统是根据进程的 PCB感知到该进程的存在的。
PC( ) { while(1) { P(full2); 从缓冲池2中取出一件产品； V(empty2); } }
6. 在解决死锁问题的几个方法中，哪种方法 最容易实现？哪种方法使资源的利用率最高？ 【解答】
预防死锁 避免死锁
7. 如果三个进程共享四个同类资源，且每个 进程至多需要两个资源，那么这三个进程是否 会陷入死锁？ 【解答】
23. 实现虚拟存储器需要哪些硬件支持？ 【答】 页表或段表机制； 缺页或缺段中断机构； 地址变换机构。
24. 在实现虚拟存储器时的几个关键技术是什 么？ 【答】 请求分页如下： 10，11，104，170，73，309，185，245， 246，434，458，364 （1） 若页尺寸为100，给出访页踪迹。 （2） 若该进程的内存空间大小为200，采用 FIFO淘汰算法，那么缺页率是多少？ （3） 若采用LRU淘汰算法，给出缺页率。
13. 设在批处理系统中有四道作业，它们进入系 统的时刻及运行时间如下： 作业号 进入时刻（h） 运行时间（h） 1 10.00 2 2 10.30 1 3 10.50 1 4 10.70 0.5 设系统每次只选择一个作业装入主机。分 别给出在下列算法中这组作业的运行顺序、 平均周转时间和平均带权周转时间。 ① FCFS算法 ② SJF算法 ③ HRN 算法。 3.00 2.75 3.00
不会陷入死锁
8. 假定系统中有m个同类资源，并被n个进 程所共享，进程每次只申请或释放一个资源。 如果： (a)每个进程至少需要一个资源，且最多 不超过m个资源； (b)所有进程的需求总和少于m+n。该系统 会不会发生死锁。
9. 设有四个进程P1、P2、P3、P4共享一组 资源R1、R2、R3、R4，假定在某个时刻他们 的资源分配如下所示：
Need R1 R2 R3 R4
Available R1 R2 R3 R4
p1 p2
0022 1750
0012 1000 (1 4 2 0) 1354 0632 0014
0010 0750 (0 3 3 0) 1002 0020 0642
1520 (1 1 0 0)
p3
p4 p5
2356
0652 0656
o
P3
10、 考虑如下资源分配状态：
Available=（1，5，2，0）
1
Alloction 5×4 =