操作系统习题课及思考题精选

1、操作系统习题课 Lec 15.2 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 习题一 ? 系统有A、B、C、D共4种资源，在某时刻进程P0、P1、P2、P3和P4 对资源的占有和需求情况如表，试解答下列问题： ? (1) 系统此时处于安全状态吗？ ? (2) 若此时P2发出request1(1, 2, 2, 2)，系统能分配资源给它吗？ 为什么？ 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 习题一解答 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)运用安全性检测算法，寻找安全序列 Available = (1, 6, 2, 2) Lec 15.4 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 习题一解答 ? (1) 找到一个安

4、全序列： P0, P3, P1, P2, P4 ，因此系统在此状态是安全的。 ? (2) 当前剩余资源能否满足 P2的请求, 需假定将 资源先分配给该进程，得到一个系统状态，然 后判断该状态是否安全。 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)运用安全性检测算法，无法寻找安全序列，因此不能分配 习题一解答习题一解答 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 习题二 ? 把安全性检测算法用于下面的数据，并请问： 此时系统

6、处于安全状态吗？ 若第二个进程提出资源请求request2(0, 0, 1, 0)， 系统能分配资源给它吗？ 若第五个进程提出资源请求request5(0, 0, 1, 0)， 系统能分配资源给它吗？ 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 习题二解答 ? (1) 运用安全性检测算法，寻找安全序列 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 习题二解答 ? (1) 找到安全序列：P4, P1, P2, P3, P5，因此该状态 安全。 ? (2) 假定满足P2的请求，则得到另一个系统状态，运用 安全性检测算法判断该状态是否安全。 Lec 15.9 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 习题五解答 ?

9、(2) 运用安全性检测算法，寻找安全序列 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 习题二解答 ? (2) 找到安全序列：P4, P1, P2, P3, P5，因此该状态安 全。 ? (3) P2进程资源申请得到满足后，可使用得系统资源为(1, 0, 1, 0) ，当P5提出申请(0, 0, 1, 0)时，如果满足该申 请，则系统资源剩余(1, 0, 0, 0)无法满足任何一个进程 的最大需求，将进入不安全状态，因此应拒绝P5提出的资 源申请。 Lec 15.11 26/12/06 L

11、iu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 习题二解答 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 习题三 页号 块号 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 ?设块大小为32，利用下面的页表，将逻辑 地址140变换为物理地址 1）逻辑地址物理地址 ?页号 INT140/32 4 ?页内地址140212 2）查页表得到块号为5 3）物理地址532+12 172 Lec 15.13 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 作业 ? 请解释为什么当程序装入内存后要进行地址变换，可举 例说明 ? 设页和块的大小均为64字节，页表内容如下，请计算逻 辑地址100在内存中的地址，并结合分页式地址转换机 构

13、描述地址转换过程 页号 块号 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 逻辑地址 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 分页号 分块块号 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 逻辑地址到物理地址的变换 块大小为4 1415 1004

14、1401 Lec 15.15 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 作业 ? 设页和块的大小为32字节。段表和页表如下，请计算段 页式存储管理方式下，data段地址10和code段地址60 的单元存放在内存的哪个单元（即物理地址） 段名 段号 页表指针 data 0 code 1 页号 块号 0 3 1 4 2 5 页号 块号 0 1 1 2 2 6 Lec 15.16 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,H

15、unan University 习题四 ?给定内存空闲分区，按地址从小到大 为：100K、500K、200K、300K和 600K。现有用户进程依次分别为 212K、417K、112K 和426K，(1)分 别用first-fit, best-fit 和worst- fit算法将它们装入到内存的哪个分区 ？(2)哪个算法能最有效利用内存? Lec 15.17 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 习题四解答 ? ff算法算法 100K 500K 200K 300K 600K 1 2 3

16、 4 5 作业序列：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 习题四解答 ? bf算法算法 100K 500K 200K 300K 600K 1 2 3 4 5 212K 417K 112K 212K 417K 112K 426K 作业序列：212K, 417K, 112K, 426K 426K Lec 15.19 26/12/06 L

17、iu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 习题四解答 ? wf算法算法 100K 500K 200K 300K 600K 1 2 3 4 5 212K 417K 112K 212K 417K 112K 426K 388K 作业序列：212K, 417K, 112K, 426K Lec 15.20 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 习题四解答 ?结论 对于该作业序列，只有best-fit 算法能够使

18、所有作业能够进入内 存，因此该算法针对上述作业序 列能够最有效利用内存。 Lec 15.21 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 习题五 ?请页式存储管理中，进程访问地 址序列为：10, 11, 104, 170, 73, 305, 180, 240,244,445, 467, 366 。试问1) 如果页面大 小为100，给出页面访问序列。 2) 进程若分得3个页框，采用 FIFO和LRU替换算法，求缺页中 断率？ Lec 15.22 26/12/06 Liu yufeng Scho

19、ol of Computer and Communication,Hunan University 习题五解答 1) 逻辑地址的分解 页面号 = 逻辑地址 div 页面大小 则对应的页面访问序列： 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 习题五解答 2) 1. 采用FIFO替换算法 访问页号 页面淘汰序列 被淘汰页面 是否缺页 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 缺页中断率 = 缺页次数 / 总的页面访问次数 = 5/12 41.7% Lec 15.24 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 习题五解答 2) 2. 采用LRU替换算法 访问页号 页面淘汰序列 被淘汰页面 是否缺页 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 缺页中断率 = 缺页次数 / 总的页面访问次数 = 6/12 = 50% Lec 15.25 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 习题五解答 ?结论： 针对该页面访问序列，FIFO算法 反而比LRU算法优。 Lec 15.26 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and C

22、ommunication,Hunan University 习题六 ?300M的磁盘若采用位图管理，每块 大小为2k字节，则位图占用的空间大 小为多少字节？ ?答： (个)字节 19200 8 1 10242 10241024300 ? ? ? Lec 15.27 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University 思考题 ? 什么是操作系统？ ? 为了支持操作系统，现代处理器一般都提供哪两种工 作状态，以隔离操作系统和普通程序？两种状态各有什 么特点？ 操作系统有哪些特征？ ? 操作系统有哪些分类

23、？ ? 操作系统有哪些功能？ ? 什么是软中断？什么是硬中断？ ? 系统调用的处理过程？ ? 内核态和用户态有何区别？ ? 批处理系统是如何提高系统效率的？ ? 分时系统是如何提高系统的交互性的？ Lec 15.28 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University ? 什么是进程，为什么要引入进程这个概念？ ? 请解释“PCB是进程在系统存在的唯一标识”，为什么 这个唯一标识不是程序体或数据？ ? 进程有哪些基本状态？有哪些状态转换过程？ ? 进程和程序的区别？ ? 什么是线程？线程有哪些基本模型？ Lec 15.29 26/12/06 Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University ? 进程同步的主要关系有哪些？ ? 进程同步的原则是什么？ ? 信号量