操作系统经典习题教学内容

习题：

1.进程同步，信号量机制实现

设有6个程序s1,…, s6，它们在并发系统中执行时如图所示的制约关系，试用wait和signal原语来实现它们之间的同步。（10分）

Var a, b, c, d, e, f, g, h; semaphore:= 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0;

begin

parbegin

begin S1; signal(a); signal(b);signal(c); end;

begin wait(a); S2; signal(d); end;

begin wait(b); S3; signal(f); end;

begin wait(c); S4; signal(g); end;

begin wait(d); S5; signal(e); end;

begin wait(e); wait(f); wait(g); S6; end;

parend

end

2.进程同步，信号量机制实现。详见上课讲的例题

3.有如下进程，后一个依次比前一个晚一个时间单位到达，

（1）画出下列调度算法下的调度时间图：FCFS、抢占式\非抢占式SPF、抢占式\非抢占式HPF、HRRN和RR（q=1,q=2）

（2）对于上述每种算法，各个作业的周转时间是多少？平均周转时间是多少？

（3）对于上述每种算法，各个作业的带权周转时间和平均带权周转时间各是多少？

相应比=【(等待时间=现在时刻减去到达时间)+服务时间】/服务时间

4.作出页式存储管理系统中地址变换机构图。已知某作业页表如下：

0 2

1 5

2 9

3 8

试借助地址变换机构图求出逻辑地址对应的物理地址（1页为1024字节）

(1) 2968 （2）4599 （3）0FCCH

解：分析逻辑地址除以页面大小=商是页号：余数是页内地址偏移根据页号查找页表中的页号判断是（缺页中断，越界中断...）物理地址=块号*块大小+地址偏移

其中十六进制的直接转换为四位二进制计算

1.2968/1024=

2...920 物理地址：9*1024+920=10136

2.4599/1024=4...503 越界中断

3.0FCCH二进制为：111111001100/2^10=11 (111001100)

物理地址：8*1024+972=9164

5.有一虚拟存储系统，某作业运行中使用的操作数所在的页号依次

为：4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 5 1 2 4 2 5 3 4 1 5

在内存中为该作业进程开辟3个物理块。分别采用FIFO、LRU页

面淘汰算法，图示该作业运行的置换情况，并计算相应的缺页率？

1.最佳置换算法是置换以后永不使用的页面即“向后看”

4 3 2 1 4 3

5 4 3 2 5 1 2 4 2 5 3 4 1 5 4 4 4 1 1 1 5 5 5 4 4 4 1

3 3 3

4 4 4 2 2 2

5 5 5

2 2 2

3 3 3 1 1 1 3 3

2.FIFO是淘汰最先进入的页面

缺页率：(7/20)*100%=35%

LRU算法是淘汰选择最近久未使用的页面就是“向前看”

4 3 2 1 4 3

5 4 3 2 5 1 2 4 2 5 3 4 1 5

4 4 4 1 1 1

5 2 2 2 2 2 2 4 4 4

3 3 3

4 4 4 4

5 5 4 4 3 3 3 5

2 2 2

3 3 3 3 1 1 5 5 5 1 1

缺页率：(4/20)*100%=20%

6.假设磁盘有200个磁道（编号为0～199）的移动头磁盘，在完成

了磁道125处的请求后，当前正在磁道号为143的磁道处为一个请求服务。若请求队列以FIFO次序存放，即86，147，91，177，94，150，102，175，130。对下列每一中磁盘调度算法，若要满足这些要求，则总的磁头移动次数为多少 (后两种要求，读写头朝着磁道号增大的方向移动) ？

（1）FCFS (2)SSTF (3)SCAN (4)CSCAN

首先根据题意可知：磁头正由低磁道号向高磁道号方向移动。

fcfs: 顺序是：143--86--147--91--177--94--150--102--175--130 (143-86)+(147-86)+(147-91)+(177-91)+(177-94)+(150-94)+(150-10 2)+(175-102)+(175-130)=565

sstf:顺序是：143--147--150--130--102--94--91--86--175--177 (147-143)+(150-147)+(150-130)+(130-102)+(102-94)+(94-91) +(91-86)+(175-86)+(177-175)=162

scan:顺序是：先移动到最大柱面号(199)再移动到最小柱面号(0)再移动到130 (199-143)+(199-0)+(130-0)=385

例:假定某磁盘共有200个柱面，编号为0-199，如果在为访问143号柱面的请求者服务后，当前正在为访问125号柱面的请求服务，同时有若干请求者在等待服务，它们每次要访问的柱面号为86，147，91，177，94，150，102，175，130

1、先来先服务算法（FCFS）First Come First Service

这是一种比较简单的磁盘调度算法。它根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度。此算法的优点是公平、简单，且每个进程的请求都能依次得到处理，不会出现某一进程的请求长期得不到满足的情况。此算法由于未对寻道进行优化，在对磁盘的访问请求比较多的情况下，此算法将降低设备服务的吞吐量，致使平均寻道时间可能较长，但各进程得到服务的响应时间的变化幅度较小。