操作系統(tǒng)58道簡(jiǎn)答題

試從調(diào)度性、擁有資源方面，對(duì)進(jìn)程和線程進(jìn)行比較。什么是進(jìn)程？試畫(huà)出進(jìn)程間三種基本狀態(tài)的關(guān)系轉(zhuǎn)換圖為實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理，頁(yè)表中至少應(yīng)含有哪些內(nèi)容?某存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中一進(jìn)程的頁(yè)表如下所示，其中狀態(tài)值1表示對(duì)應(yīng)頁(yè)在內(nèi)存，0表示不在內(nèi)存。邏輯地址：431、4500所對(duì)應(yīng)的物理地址（塊大小為1024B）分別是什么？現(xiàn)磁頭位于53柱正在由外到內(nèi)（小柱號(hào)到大）地移動(dòng)，有若干個(gè)進(jìn)程提出了對(duì)如下柱面的I/O請(qǐng)求：98，183，37，122，12，124，65，67。采用電梯（Scan）調(diào)度算法調(diào)度，則服務(wù)上述請(qǐng)求的柱面序列是什么，完成請(qǐng)求后磁頭總共滑過(guò)了多少個(gè)磁道？若磁頭的當(dāng)前位置為100號(hào)柱面，磁頭正向柱面號(hào)增加的方向移動(dòng)?，F(xiàn)有一個(gè)磁盤(pán)讀寫(xiě)請(qǐng)求隊(duì)列，請(qǐng)求的柱面號(hào)為：23，376，205，19，61，190，398，29，40。若采用掃描（SCAN）算法進(jìn)行調(diào)度，則實(shí)際服務(wù)的次序是什么，服務(wù)結(jié)束后磁頭總的移動(dòng)量是多少？假定磁盤(pán)塊大小為512B，對(duì)于400MB的文件存儲(chǔ)空間用位示圖表示需占用多少個(gè)塊？設(shè)磁盤(pán)的I/O請(qǐng)求隊(duì)列中的磁道號(hào)為：98，183，37，122，14，124，65，67，磁頭初始位置為50，若采用SSTF（最短尋道時(shí)間優(yōu)先）的磁盤(pán)調(diào)度算法，磁頭的移動(dòng)順序是什么？移動(dòng)距離分別是多少？設(shè)某磁盤(pán)有400個(gè)磁道,編號(hào)為0--399,設(shè)當(dāng)前磁道=100,并剛剛完成了對(duì)125號(hào)柱面的服務(wù)請(qǐng)求，對(duì)于下列請(qǐng)求序列:19,134,18,56,192,29,3,19,40.當(dāng)用SCAN的調(diào)度算法時(shí)，試寫(xiě)出磁頭移動(dòng)的順序，并求出移動(dòng)量。某文件占10個(gè)磁盤(pán)塊，現(xiàn)要把該文件磁盤(pán)塊逐個(gè)讀入主存緩沖區(qū)，并送用戶區(qū)進(jìn)行分析。假設(shè)一個(gè)緩沖區(qū)與一個(gè)磁盤(pán)塊大小相同，把一個(gè)磁盤(pán)塊讀入緩沖區(qū)的時(shí)間為100μs，將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)傳送到用戶區(qū)的時(shí)間是50μs，CPU對(duì)一塊數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的時(shí)間為50μs。在單緩沖區(qū)和雙緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)下，讀入并分析完該文件的時(shí)間分別是多少？某操作系統(tǒng)采用顯式鏈接方式組織管理磁盤(pán)空間，根據(jù)如下目錄文件、FAT寫(xiě)出文件TT.txt所占的全部盤(pán)塊序列。

某虛擬存儲(chǔ)器的用戶編程空間共32個(gè)頁(yè)面，每頁(yè)為1kB，內(nèi)存為16kB。假定某時(shí)刻一進(jìn)程的頁(yè)表中已調(diào)入內(nèi)存的頁(yè)面的頁(yè)號(hào)和物理塊號(hào)的對(duì)照表如下，則邏輯地址0A5C(H)所對(duì)應(yīng)的物理地址是什么？某虛擬存儲(chǔ)器的用戶編程空間共32個(gè)頁(yè)面，每頁(yè)為1KB，內(nèi)存為16KB。假定某時(shí)刻一用戶頁(yè)表中已調(diào)入內(nèi)存的頁(yè)面的頁(yè)號(hào)和物理塊號(hào)的對(duì)照表如下：

頁(yè)號(hào)物理塊號(hào)

03

17

211

38

則邏輯地址100,2000,6000是否有對(duì)應(yīng)的物理地址？若有，其值是多少？要求：寫(xiě)出主要計(jì)算過(guò)程。若在一基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，某作業(yè)的頁(yè)表如下所示。已知頁(yè)面大小為1024字節(jié)，試問(wèn)邏輯地址1011，2148，5012是否存在相應(yīng)的物理地址？若存在，其值是多少？

頁(yè)號(hào)物理塊號(hào)

02

13

21

36在請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，一個(gè)作業(yè)的頁(yè)面走向是5，3，4，2，1，4，3，5，2，4，1，3，2，4，5，分配給它的物理塊數(shù)是4，從前4頁(yè)（5、3、4、2）進(jìn)入內(nèi)存后起直到訪問(wèn)結(jié)束，采用先進(jìn)先出頁(yè)面淘汰算法時(shí)，訪問(wèn)到哪一頁(yè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生缺頁(yè)，共有幾次缺頁(yè)（寫(xiě)出過(guò)程)？請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，一個(gè)作業(yè)的頁(yè)面走向?yàn)椋?、3、2、1、5、2、4、5、3、2、5、2。當(dāng)系統(tǒng)分給一個(gè)作業(yè)的物理塊數(shù)為3時(shí)，采用LRU頁(yè)面置換算法，試問(wèn)進(jìn)程運(yùn)行過(guò)程中每次發(fā)生缺頁(yè)時(shí)淘汰哪一頁(yè)，共多少次缺頁(yè)（開(kāi)始時(shí)內(nèi)存為空，每一頁(yè)第一次加載內(nèi)存都會(huì)引起缺頁(yè)）？對(duì)于如下的頁(yè)面訪問(wèn)序列：1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5當(dāng)內(nèi)存塊數(shù)量為3時(shí)，試問(wèn)：使用FIFO頁(yè)面置換算法產(chǎn)生的缺頁(yè)中斷次數(shù)是多少？（所有內(nèi)存開(kāi)始時(shí)都是空的，凡第一次用到的頁(yè)面都產(chǎn)生一次缺頁(yè)中斷）對(duì)于進(jìn)程P有如下的頁(yè)面訪問(wèn)序列：1,2,3,5,4,5,2,1,2,1,5,4，若約定：凡第一次用到的頁(yè)面都產(chǎn)生一次缺頁(yè)中斷，當(dāng)分配給P的內(nèi)存塊數(shù)為3時(shí)，試問(wèn)：使用LRU（最近最久未用）頁(yè)面置換算法產(chǎn)生的缺頁(yè)中斷次數(shù)是多少？所淘汰頁(yè)形成的淘汰頁(yè)面序列是什么？有一個(gè)虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)。分配給某進(jìn)程3塊內(nèi)存，開(kāi)始時(shí)內(nèi)存全部空閑，頁(yè)面訪問(wèn)序列如下：

6、5、4、3、2、1、5、1、5、2、1、2、1、2、1、6、5

試問(wèn)若采用先進(jìn)先出的頁(yè)面置換算法（FIFO）（每個(gè)頁(yè)面第一次進(jìn)入內(nèi)存均產(chǎn)生一次缺頁(yè)），缺頁(yè)次數(shù)為多少？置換次數(shù)為多少？某操作系統(tǒng)采用顯式鏈接方式組織管理磁盤(pán)空間，根據(jù)如下目錄文件、FAT寫(xiě)出文件TT.txt所占的全部盤(pán)塊序列。Windows操作系統(tǒng)中，磁盤(pán)的讀寫(xiě)單位是扇區(qū)（1扇=512B），磁盤(pán)空間的分配單位是塊（簇），某種規(guī)格的磁盤(pán)1塊包含4個(gè)扇區(qū)，試問(wèn)大小為21365字節(jié)的文件，操作系統(tǒng)為其分配的空間是多大？該文件是否有內(nèi)部碎片，若有，碎片的大小是多少？某車站售票廳，任何時(shí)刻最多可容納20名購(gòu)票者進(jìn)入，當(dāng)售票廳中少于20名購(gòu)票者時(shí)，則廳外的購(gòu)票者可立即進(jìn)入，否則需在外面等待。若把一個(gè)購(gòu)票者看作一個(gè)進(jìn)程，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)用P、V操作管理這些并發(fā)進(jìn)程時(shí)，應(yīng)怎樣定義信號(hào)量，寫(xiě)出信號(hào)量的初值以及信號(hào)量大于等于0及小于0時(shí)的取值含義。(2)根據(jù)所定義的信號(hào)量，把應(yīng)執(zhí)行的P、V操作填入適當(dāng)?shù)奈恢茫员ＷC進(jìn)程能夠正確地并發(fā)執(zhí)行。COBEGINPROCESSPI(I=1，2，……)begin進(jìn)入售票廳；購(gòu)票；退出；end；COEND在公交車上，司機(jī)的工作是啟動(dòng)車輛、行車、到站停車，售票員的工作是售票、開(kāi)車門(mén)、關(guān)車門(mén)，如此反復(fù)。用信號(hào)量的P、V操作協(xié)調(diào)司機(jī)和售票員工作的代碼如下，其中用兩個(gè)信號(hào)量S1、S2分別表示是否可以開(kāi)車和是否可以開(kāi)門(mén)，試用信號(hào)量、P、V操作填充括號(hào)，以構(gòu)成完整代碼，并給出信號(hào)量S1、S2的初值。

司機(jī)售票員

P（S1）售票

啟動(dòng)車輛（②）

行車開(kāi)車門(mén)

到站停車關(guān)車門(mén)

(①)(S2)（③）動(dòng)態(tài)分區(qū)內(nèi)存管理的空閑分區(qū)表如下，如果采用首次適配算法分配內(nèi)存，并分配低地址端空間，試寫(xiě)出創(chuàng)建大小為3000的進(jìn)程P后的空閑分區(qū)表。

動(dòng)態(tài)分區(qū)內(nèi)存管理的空閑分區(qū)表如下，如果采用最佳適配算法進(jìn)行內(nèi)存分配，當(dāng)新創(chuàng)建進(jìn)程PP大小為1400，試給出為PP分配內(nèi)存（地址低端分配）后的空閑分區(qū)表。動(dòng)態(tài)分區(qū)內(nèi)存管理的空閑分區(qū)表如下，當(dāng)進(jìn)程P（起始地址：11050，長(zhǎng)度：1350）運(yùn)行結(jié)束，試寫(xiě)出回收P所占空間后的空閑分區(qū)表。動(dòng)態(tài)分區(qū)內(nèi)存管理的空閑分區(qū)表如下，當(dāng)進(jìn)程PP（起始地址：11050，長(zhǎng)度：850）運(yùn)行結(jié)束，試寫(xiě)出回收PP所占空間后的空閑分區(qū)表。

動(dòng)態(tài)分區(qū)內(nèi)存管理的空閑分區(qū)表如下，如果采用首次適配算法進(jìn)行內(nèi)存分配，當(dāng)新創(chuàng)建進(jìn)程PP大小為2400，試給出為PP分配內(nèi)存（地址低端分配）后的空閑分區(qū)表。

起址3000695090501240020900

長(zhǎng)度6601240200037003100在銀行家算法中，若T0時(shí)刻出現(xiàn)下面的資源分配情況：

進(jìn)程名已分配資源矩陣最多資源陣可用資源向量

P0001200121520

P110001750

P213542356

P306320652

P400140656

問(wèn)：系統(tǒng)是否安全？在銀行家算法中，若出現(xiàn)下述資源分配情況：

PreocessAllocationNeedAvailable

P0003200121622

P110001750

P213542356

P303320652

P400140656

試問(wèn)：該時(shí)刻是否存在安全序列，若存在，寫(xiě)出此序列。請(qǐng)求分段內(nèi)存管理，進(jìn)程段表如下所示，請(qǐng)問(wèn)對(duì)于邏輯地址（2，314），（1，825），（3，453）是否有對(duì)應(yīng)的物理地址，若有，具體值是多少？某存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中一進(jìn)程的頁(yè)表如下所示，其中狀態(tài)值1表示在內(nèi)存，0表示不在內(nèi)存，內(nèi)存塊大小為512B，試問(wèn)邏輯地址431、2500是否有所對(duì)應(yīng)的物理地址，若有分別是什么？假定在單CPU條件下有下表所示的3個(gè)要執(zhí)行的作業(yè)，采用非搶占式高優(yōu)先級(jí)優(yōu)先算法進(jìn)行調(diào)度。試計(jì)算填寫(xiě)各個(gè)作業(yè)的完成時(shí)間、周轉(zhuǎn)時(shí)間、帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間有三個(gè)用戶進(jìn)程A、B和C，在運(yùn)行過(guò)程中都要使用系統(tǒng)中的一臺(tái)打印機(jī)輸出計(jì)算結(jié)果。（1）試說(shuō)明A、B、C進(jìn)程之間存在什么樣的制約關(guān)系？為保證這三個(gè)進(jìn)程能正確地打印出各自的結(jié)果，請(qǐng)用信號(hào)量和P、V操作寫(xiě)出各自的有關(guān)申請(qǐng)、使用打印機(jī)的代碼。要求給出信號(hào)量的含義和初值。若在一基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，某作業(yè)的頁(yè)表如下所示。已知頁(yè)面大小為1024字節(jié)，試問(wèn)邏輯地址1011，2148，5012是否存在相應(yīng)的物理地址？若存在，其值是多少？

頁(yè)號(hào)物理塊號(hào)

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36考慮一個(gè)由32個(gè)頁(yè)面，每頁(yè)有1024個(gè)字節(jié)組成的邏輯空間，把它裝入到有8個(gè)物理塊的存儲(chǔ)器中，問(wèn)：

（1）邏輯地址需要多少位表示（二進(jìn)制）？

（2）物理地址需要多少位表示（二進(jìn)制）？某操作系統(tǒng)的磁盤(pán)文件空間共有500塊，若用字長(zhǎng)為32位的位示圖管理盤(pán)空間，試問(wèn)：

（1）位示圖需要幾個(gè)字?

（2）第i字第j位對(duì)應(yīng)的塊號(hào)是多少（字號(hào)、位號(hào)、塊號(hào)都從“0”開(kāi)始編號(hào)）?考慮一個(gè)由64個(gè)頁(yè)面，每頁(yè)有1024個(gè)字節(jié)組成的邏輯空間，把它裝入到有16個(gè)物理塊的存儲(chǔ)器中，問(wèn)：

（1）邏輯地址需要多少位表示（二進(jìn)制）？

（2）物理地址需要多少位表示（二進(jìn)制）？考慮一個(gè)由128個(gè)頁(yè)面，每頁(yè)有1024個(gè)字節(jié)組成的邏輯空間，把它裝入到有32個(gè)物理塊的存儲(chǔ)器中，問(wèn)：

（1）邏輯地址需要多少位表示（二進(jìn)制）？

（2）物理地址需要多少位表示（二進(jìn)制）？假設(shè)某進(jìn)程包含5個(gè)段，2號(hào)段在內(nèi)存的起始地址為9100，段長(zhǎng)是924，對(duì)于指令LOADR1,(2,380)的執(zhí)行（將指定單元中的操作數(shù)存入寄存器R1），試解釋其越界檢查過(guò)程。假設(shè)某操作系統(tǒng)采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，時(shí)間片大小為100ms，t0時(shí)刻就緒進(jìn)程隊(duì)列從隊(duì)首到隊(duì)尾依次是P1,P2,P3,P4進(jìn)程，P1,P2,P3,P4進(jìn)程從t0到運(yùn)行結(jié)束所需時(shí)間片數(shù)分別是5，2，8，13，問(wèn)從t0開(kāi)始直到P3進(jìn)程運(yùn)行結(jié)束，此就緒隊(duì)列每一輪有幾個(gè)進(jìn)程在CPU上運(yùn)行，P3的周轉(zhuǎn)時(shí)間是多少（不考慮I/O及創(chuàng)建新進(jìn)程的情況）？系統(tǒng)中有4個(gè)作業(yè)，它們的提交時(shí)間和要求運(yùn)行的時(shí)間如下表。若使用高響應(yīng)比優(yōu)先算法進(jìn)行調(diào)度，試問(wèn)進(jìn)程D的開(kāi)始時(shí)間、完成時(shí)間、周轉(zhuǎn)時(shí)間、帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間各是多少？在基本分段內(nèi)存管理中，段號(hào)從0開(kāi)始，執(zhí)行指令LoadR1,(3,360)（將指定單元中的操作數(shù)送到寄存器R1）時(shí)，系統(tǒng)要進(jìn)行地址越界檢查，試解釋該指令執(zhí)行過(guò)程所做的地址越界檢查?，F(xiàn)有一臺(tái)16位字長(zhǎng)的專用機(jī)，采用頁(yè)式存儲(chǔ)管理。主存儲(chǔ)器共有4096塊(塊號(hào)為0～4095)，現(xiàn)用位示圖分配主存空間。試問(wèn)：

(1)該位示圖占用幾個(gè)字?

(2)主存塊號(hào)3999對(duì)應(yīng)位示圖的字號(hào)和位號(hào)(均從0開(kāi)始)各是多少?

(3)位示圖字號(hào)199，位號(hào)9對(duì)應(yīng)主存的塊號(hào)是多少?某文件系統(tǒng)采用單級(jí)索引文件結(jié)構(gòu)，假定文件索引表每個(gè)表目占3個(gè)字節(jié)，存放一個(gè)磁盤(pán)塊的塊號(hào)（磁盤(pán)塊的大小為512字節(jié)）。試問(wèn)該文件系統(tǒng)能管理的最大磁盤(pán)空間是多少字節(jié)（僅考慮單一磁盤(pán)分區(qū)）？設(shè)有兩個(gè)進(jìn)程W與V，試對(duì)它們的代碼添加P、V操作，使得W與V的同步關(guān)系滿足語(yǔ)序：V1，W1，W2，V2的要求（所用信號(hào)量應(yīng)給出初值）。設(shè)有兩個(gè)進(jìn)程W與V，試對(duì)它們的代碼添加P、V操作，使得W與V的同步關(guān)系滿足語(yǔ)序：V1，W1，W2，V2的要求（所用信號(hào)量應(yīng)給出初值）。

理發(fā)店理有一位理發(fā)師、一把理發(fā)椅和n把供等候理發(fā)的顧客坐的椅子，

如果沒(méi)有顧客，理發(fā)師便在理發(fā)椅上睡覺(jué)，一個(gè)顧客到來(lái)時(shí)，它必須叫醒理發(fā)師，如果理發(fā)師正在理發(fā)時(shí)又有顧客來(lái)到，則如果有空椅子可坐，就坐下來(lái)等待，否則就離開(kāi)。此問(wèn)題用P、V操作實(shí)現(xiàn)的代碼如下，用信號(hào)量填充其中的括號(hào)，使其完整。

intwaiting=0,chair=N;//等待理發(fā)的顧客數(shù),椅子數(shù)

semaphorecustomer=0,baber

=1,mutex=1;//信號(hào)量

Baber()

{

while(1)

{

P(customer)；

P(mutex);

waiting--;

V(mutex);

cut_hair;

V(baber);

}

｝

Customer()

{

while(1)

{P(①);

if(waiting<chair)

waiting++;

else

leave;

V(②);

V(③);

P(④);

get_haircut;

}

}設(shè)有兩個(gè)進(jìn)程P1與P2，試對(duì)它們的代碼添加P、V操作，使得P1與P2的同步關(guān)系滿足語(yǔ)序：P1A，P2A，P2B，P1B，P1C，P2C的要求（所用信號(hào)量應(yīng)給出初值）。

兩個(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程A和B的程序如下，其中N為共享的整型變量，請(qǐng)?zhí)砑覲、V操作，使進(jìn)程A和B并發(fā)執(zhí)行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤，并給出所用信號(hào)量的初值。

進(jìn)程A

while(true)

{

N=N+5;

}

進(jìn)程B

while(true)

{

打印N的值；

N=0；

}某存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中一進(jìn)程的頁(yè)表如下所示，其中狀態(tài)值1表示在內(nèi)存，0表示不在內(nèi)存，內(nèi)存塊大小為2048B，試問(wèn)邏輯地址431、2500是否有所對(duì)應(yīng)的物理地址，若有分別是