操作系統(tǒng)習(xí)題課及思考題精選

1、操作系統(tǒng)習(xí)題課 Lec 15.2 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 習(xí)題一 ? 系統(tǒng)有A、B、C、D共4種資源，在某時刻進程P0、P1、P2、P3和P4 對資源的占有和需求情況如表，試解答下列問題： ? (1) 系統(tǒng)此時處于安全狀態(tài)嗎？ ? (2) 若此時P2發(fā)出request1(1, 2, 2, 2)，系統(tǒng)能分配資源給它嗎？ 為什么？ Process Allocation MAX Available A B C D A B C D A B C D P0 0 0 3 2 0 0 4

2、 4 1 6 2 2 P1 1 0 0 0 2 7 5 0 P2 1 3 5 4 3 6 10 10 P3 0 3 3 2 0 9 8 4 P4 0 0 1 4 0 6 6 10 Lec 15.3 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 習(xí)題一解答 Proce ss work Need Allocation Work:=Work+A llocationi Order A B C D A B C D A B C D A B C D P0 1 6 2 2 0 0 1 2 0 0 3 2 1

3、6 5 4 P1 1 9 8 6 1 7 5 0 1 0 0 0 2 9 8 6 P2 2 9 8 6 2 3 5 6 1 3 5 4 3 12 13 10 P3 1 6 5 4 0 6 5 2 0 3 3 2 1 9 8 6 P4 3 12 13 10 0 6 5 6 0 0 1 4 3 12 14 14 (1)運用安全性檢測算法，尋找安全序列 Available = (1, 6, 2, 2) Lec 15.4 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 習(xí)題一解答 ? (1) 找到一個安

4、全序列： P0, P3, P1, P2, P4 ，因此系統(tǒng)在此狀態(tài)是安全的。 ? (2) 當(dāng)前剩余資源能否滿足 P2的請求, 需假定將 資源先分配給該進程，得到一個系統(tǒng)狀態(tài)，然 后判斷該狀態(tài)是否安全。 Lec 15.5 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University Proce ss work Need Allocation Work:=Work+A llocationi Order A B C D A B C D A B C D A B C D P0 0 0 1 2 0 0 3 2 P1 1

5、7 5 0 1 0 0 0 P2 1 1 3 4 2 5 7 6 P3 0 6 5 2 0 3 3 2 P4 0 6 5 6 0 0 1 4 (2)運用安全性檢測算法，無法尋找安全序列，因此不能分配 習(xí)題一解答習(xí)題一解答 Available = Available - Request = (1, 6, 2, 2) (1, 2, 2, 2) = (0, 4, 0, 0) Lec 15.6 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 習(xí)題二 ? 把安全性檢測算法用于下面的數(shù)據(jù)，并請問： 此時系統(tǒng)

6、處于安全狀態(tài)嗎？ 若第二個進程提出資源請求request2(0, 0, 1, 0)， 系統(tǒng)能分配資源給它嗎？ 若第五個進程提出資源請求request5(0, 0, 1, 0)， 系統(tǒng)能分配資源給它嗎？ 1 1 0 0 0 1 1 2 3 1 0 0 0 0 1 0 2 1 1 0 Need = 3 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 Allocation = Available = (1, 0, 2, 0) Lec 15.7 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan Un

7、iversity 習(xí)題二解答 ? (1) 運用安全性檢測算法，尋找安全序列 Proce ss work Need Allocation Work:=Work+ Allocationi Order A B C D A B C D A B C D A B C D P1 2 1 2 1 1 1 0 0 3 0 1 1 5 1 3 2 P2 5 1 3 2 0 1 1 2 0 1 0 0 5 2 3 2 P3 5 2 3 2 3 1 0 0 1 1 1 0 6 3 4 2 P4 1 0 2 0 0 0 1 0 1 1 0 1 2 1 2 1 P5 6 3 4 2 2 1 1 0 0 0 0 0 6 3

8、 4 2 Available = (1, 0, 2, 0) Lec 15.8 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 習(xí)題二解答 ? (1) 找到安全序列：P4, P1, P2, P3, P5，因此該狀態(tài) 安全。 ? (2) 假定滿足P2的請求，則得到另一個系統(tǒng)狀態(tài)，運用 安全性檢測算法判斷該狀態(tài)是否安全。 Lec 15.9 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 習(xí)題五解答 ?

9、(2) 運用安全性檢測算法，尋找安全序列 Proce ss work Need Allocation Work:=Work+ Allocationi Order A B C D A B C D A B C D A B C D P1 2 1 1 1 1 1 0 0 3 0 1 1 5 1 2 2 P2 5 1 2 2 0 1 2 2 0 1 1 0 5 2 3 2 P3 5 2 3 2 3 1 0 0 1 1 1 0 6 3 4 2 P4 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 2 1 1 1 P5 6 3 4 2 2 1 1 0 0 0 0 0 6 3 4 2 Available =

10、(1, 0, 1, 0) Lec 15.10 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 習(xí)題二解答 ? (2) 找到安全序列：P4, P1, P2, P3, P5，因此該狀態(tài)安 全。 ? (3) P2進程資源申請得到滿足后，可使用得系統(tǒng)資源為(1, 0, 1, 0) ，當(dāng)P5提出申請(0, 0, 1, 0)時，如果滿足該申 請，則系統(tǒng)資源剩余(1, 0, 0, 0)無法滿足任何一個進程 的最大需求，將進入不安全狀態(tài)，因此應(yīng)拒絕P5提出的資 源申請。 Lec 15.11 26/12/06 L

11、iu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 習(xí)題二解答 1 1 0 0 0 1 0 2 3 1 0 0 0 0 1 0 2 1 0 0 Need = Available = (1, 0, 0, 0) Lec 15.12 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 習(xí)題三 頁號 塊號 0 6 1 7 4 5 5 10 140 = 1 0 0 0 1 1 0 0 (10) (2) 4 12 172 = 1 0 1

12、 0 1 1 0 0 (10) (2) 5 12 ?設(shè)塊大小為32，利用下面的頁表，將邏輯 地址140變換為物理地址 1）邏輯地址物理地址 ?頁號 INT140/32 4 ?頁內(nèi)地址140212 2）查頁表得到塊號為5 3）物理地址532+12 172 Lec 15.13 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 作業(yè) ? 請解釋為什么當(dāng)程序裝入內(nèi)存后要進行地址變換，可舉 例說明 ? 設(shè)頁和塊的大小均為64字節(jié)，頁表內(nèi)容如下，請計算邏 輯地址100在內(nèi)存中的地址，并結(jié)合分頁式地址轉(zhuǎn)換機 構(gòu)

13、描述地址轉(zhuǎn)換過程 頁號 塊號 0 20 1 55 2 12 3 8 Lec 15.14 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University MOV bx, 1 程序 0 1 2 邏輯地址 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 分頁號 分塊塊號 物理地址 PUSH ax POP bx JMP 5 . . 30 100 1000 120 121 122 123 400 402 403 4001 4002 MOV bx,1 401 JMP 401 邏輯地址到物理地址的變換 塊大小為4 1415 1004

14、1401 Lec 15.15 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 作業(yè) ? 設(shè)頁和塊的大小為32字節(jié)。段表和頁表如下，請計算段 頁式存儲管理方式下，data段地址10和code段地址60 的單元存放在內(nèi)存的哪個單元（即物理地址） 段名 段號 頁表指針 data 0 code 1 頁號 塊號 0 3 1 4 2 5 頁號 塊號 0 1 1 2 2 6 Lec 15.16 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,H

15、unan University 習(xí)題四 ?給定內(nèi)存空閑分區(qū)，按地址從小到大 為：100K、500K、200K、300K和 600K?，F(xiàn)有用戶進程依次分別為 212K、417K、112K 和426K，(1)分 別用first-fit, best-fit 和worst- fit算法將它們裝入到內(nèi)存的哪個分區(qū) ？(2)哪個算法能最有效利用內(nèi)存? Lec 15.17 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 習(xí)題四解答 ? ff算法算法 100K 500K 200K 300K 600K 1 2 3

16、 4 5 作業(yè)序列：212K, 417K, 112K, 426K 212K 417K 112K 212K 417K 112K 183K 288K 426K Lec 15.18 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 習(xí)題四解答 ? bf算法算法 100K 500K 200K 300K 600K 1 2 3 4 5 212K 417K 112K 212K 417K 112K 426K 作業(yè)序列：212K, 417K, 112K, 426K 426K Lec 15.19 26/12/06 L

17、iu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 習(xí)題四解答 ? wf算法算法 100K 500K 200K 300K 600K 1 2 3 4 5 212K 417K 112K 212K 417K 112K 426K 388K 作業(yè)序列：212K, 417K, 112K, 426K Lec 15.20 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 習(xí)題四解答 ?結(jié)論 對于該作業(yè)序列，只有best-fit 算法能夠使

18、所有作業(yè)能夠進入內(nèi) 存，因此該算法針對上述作業(yè)序 列能夠最有效利用內(nèi)存。 Lec 15.21 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 習(xí)題五 ?請頁式存儲管理中，進程訪問地 址序列為：10, 11, 104, 170, 73, 305, 180, 240,244,445, 467, 366 。試問1) 如果頁面大 小為100，給出頁面訪問序列。 2) 進程若分得3個頁框，采用 FIFO和LRU替換算法，求缺頁中 斷率？ Lec 15.22 26/12/06 Liu yufeng Scho

19、ol of Computer and Communication,Hunan University 習(xí)題五解答 1) 邏輯地址的分解 頁面號 = 邏輯地址 div 頁面大小 則對應(yīng)的頁面訪問序列： 0, 0, 1, 1, 0, 3, 1, 2, 2, 4, 4, 3 Lec 15.23 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 習(xí)題五解答 2) 1. 采用FIFO替換算法 訪問頁號 頁面淘汰序列 被淘汰頁面 是否缺頁 0 0 1 1 0 3 1 2 2 4 4 3 0 0 0, 1 0,

20、1 0, 1 0, 1, 3 0, 1, 3 1, 3, 2 1, 3, 2 3, 2, 4 3, 2, 4 3, 2, 4 0 1 是 否 是 否 否 是 否 是 否 是 否 否 缺頁中斷率 = 缺頁次數(shù) / 總的頁面訪問次數(shù) = 5/12 41.7% Lec 15.24 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 習(xí)題五解答 2) 2. 采用LRU替換算法 訪問頁號 頁面淘汰序列 被淘汰頁面 是否缺頁 0 0 1 1 0 3 1 2 2 4 4 3 0 0 0, 1 0, 1 1, 0

21、1, 0, 3 0, 3, 1 3, 1, 2 3, 1, 2 1, 2, 4 1, 2, 4 2, 4, 3 0 3 1 是 否 是 否 否 是 否 是 是 否 否 是 缺頁中斷率 = 缺頁次數(shù) / 總的頁面訪問次數(shù) = 6/12 = 50% Lec 15.25 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 習(xí)題五解答 ?結(jié)論： 針對該頁面訪問序列，F(xiàn)IFO算法 反而比LRU算法優(yōu)。 Lec 15.26 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and C

22、ommunication,Hunan University 習(xí)題六 ?300M的磁盤若采用位圖管理，每塊 大小為2k字節(jié)，則位圖占用的空間大 小為多少字節(jié)？ ?答： (個)字節(jié) 19200 8 1 10242 10241024300 ? ? ? Lec 15.27 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 思考題 ? 什么是操作系統(tǒng)？ ? 為了支持操作系統(tǒng)，現(xiàn)代處理器一般都提供哪兩種工 作狀態(tài)，以隔離操作系統(tǒng)和普通程序？兩種狀態(tài)各有什 么特點？ 操作系統(tǒng)有哪些特征？ ? 操作系統(tǒng)有哪些分類

23、？ ? 操作系統(tǒng)有哪些功能？ ? 什么是軟中斷？什么是硬中斷？ ? 系統(tǒng)調(diào)用的處理過程？ ? 內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)有何區(qū)別？ ? 批處理系統(tǒng)是如何提高系統(tǒng)效率的？ ? 分時系統(tǒng)是如何提高系統(tǒng)的交互性的？ Lec 15.28 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University ? 什么是進程，為什么要引入進程這個概念？ ? 請解釋“PCB是進程在系統(tǒng)存在的唯一標識”，為什么 這個唯一標識不是程序體或數(shù)據(jù)？ ? 進程有哪些基本狀態(tài)？有哪些狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程？ ? 進程和程序的區(qū)別？ ? 什么是線程？線程有哪些基本模型？ Lec 15.29 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University ? 進程同步的主要關(guān)系有哪些？ ? 進程同步的原則是什么？ ? 信號量