操作系统补充习题

补充习题一、作业的周转时间二、计算作业周转时间三、P/V操作例子四、银行家算法五、存储分配与地址变换六、磁盘调度及设备管理概念七、磁盘空闲块的成祖分配算法八、概念复习题

练习题一个32位的虚拟存储系统有两级页表，其逻辑地址中，第22到31位是第一级页表，12位到21位是第二级页表，页内偏移占0到11位。一个进程的地址空间为4GB，如果从0XC0000000开始映射

4MB大小页表，请问第一级页表所占的4KB空间映射在什么位置，并说明理由。（注意B代表字节，一个32位地址占4字节）

一、作业的周转时间作业号

作业提交时间所需CPU时间（分）作业长度（KB）

开始执行时间

作业完成时间周转时间(分)T=完成–提交110：002515

210：203060

310：202540

410：301520

510：351030

有5个作业，到达的时间、所需执行时间、所需存储容量如下表所示。假定内存容量为100KB，采用可变分区存储管理方法，作业在内存中不能移动，并且假定内存中的就绪作业平分CPU时间，采用先来先服务调度策略，试求各作业开始执行的时间、完成的时间和周转时间，并填入表中。（不计作业换进换出时间和其它的开销）10:2510:0010:2511:2010:5011:2011:1511:3011:4011:452560557565平均周转时间=（25+60+55+75+65）/5=56（分钟）25510二、计算作业周转时间操作系统中采用多道程序设计技术以提高CPU及各种资源的利用率,试以下例比较说明.假定系统中有一个CPU,一台I/O设备,二者可同时工作,有三个作业X,Y,Z,各自的程序行为是:

I/O

CPU

I/O

CPU

I/O(单位:ms)X20

20

20

30

20Y40

30

40

10Z30

20

30①假若采用单道串行方式调度运行,总的周转时间是多少?②假若采用多道程序设计技术调度,调度优先权X最高,Y其次,Z最低,当前三个作业都已就绪.试画出调度时序图,给出各自的以及总的周转时间.二（续）①各自的周转时间X=（20+20+20+30+20）=110(ms)Y=（20+20+20+30+20）+（40+30+40+10）=230(ms)Z=（20+20+20+30+20）+（40+30+40+10）+（30+20+30）=310(ms)总的周转时间=110+230+310=570，平均周转时间=570/3=190②各自的周转时间 X:110(ms) Y:140(ms) Z:210(ms)总的=110+140+210=460，平均=460/3153

tXYZI/oYYXXXZI/OCPUI/OCPUI/O(单位:ms)X2020203020Y40304010Z302030

20202020203020304010303020CPU执行时间三、P/V操作例子

（司机与售票员）汽车司机与售票员之间必须协同工作,一方面,只有售票员把车门关好了,司机才能开车,因此,售票员关好车门应通知司机开车;另一方面,只有当汽车已经停下,售票员才能开门上下客,故司机停车后应通知售票员.假定某辆公共汽车上有一名司机与两名售票员.汽车当前正在始发站停车上客.试设必要的信号量并赋初值,用P、V操作写出他们的同步算法.三（续）设信号量为：doorclose=0;busstop=1;conbeginDriver:begin repeat

P(doorclose);

开车; 到站; 停车;

V(busstop);

乘客上/下车； forever endconductor:begin repeat

P(busstop);

开门;

乘客上/下车; 售票; 关门;

V(doorclose);

开车;

forever endconend习题：一个供销商与三个喝冰水者口渴的人必须有三样东西:水、冰和茶杯才能喝到冰水。有三个人，每人手中仅有一样上述东西第四个人是服务员该人可以无限地提供这三样东西没有人喝水时，服务员便随机地提供其中的两样东西放在桌上如果这两样东西是口渴的人所需要的，则按需要收起，便可喝一杯冰水。喝完后则通知服务员，此过程反复进行。写一个管程，控制口渴者和服务员的活动过程。习题解答：一个供销商与三个喝冰水者提供冰和水提供杯子和水提供杯子和冰有杯子glass有水water有冰ice}}ProcedureseverWhile(true){ drinkers.Serve();}Cobegin sever;

drinker1; drinker2; drinker3;coendProceduredrinker1While(true){ drinkers.GetIngredients(requirementswater); drink(); drinkers.NotifyServer();}Proceduredrinker2While(true){ drinkers.GetIngredients(requirementsice); drink(); drinkers.NotifyServer();}Proceduredrinker3While(true){ drinkers.GetIngredients(requirementsglass); drink();

drinkers.NotifyServer();}P/V操作的应用某公司有两个生产部门和一个装配部门，两个生产部门分别生产甲、乙两种零件，装配部门的任务是把甲、乙两种零件组装成产品。两个生产部门每生产一个零件后都要分别把它们送到装配部门的货架S1、S2上。S1存放零件甲，S2存放零件乙，S1和S2均可容纳20个零件。装配人员每次从货架上取一个甲零件和一个乙零件后组装成产品。请用P、V操作进行正确管理。算法描述Begin

信号量初值：mutex1:=1;mutex2:=1;empty1:=20;empty2:=20;full1:=0;full2:=0CobeginA部门：beginRepeat生产一个产品A;P(empty1);P(mutex1);将产品A放入S1;V(mutex1);V(full1);UntilfalseEndB部门：begin Repeat 生产一个产品B; P(empty2); P(mutex2); 将产品B放入S2; V(mutex2); V(full2); UntilfalseEnd装配人员：begin Repeat P(full1); P(full2); P(mutex1); 从S1中取出产品A; V(mutex1); V(empty1); P(mutex2); 从S2中取出产品B; V(mutex2); V(empty2); 把A和B组装成产品 Untilfalse End CoendEnd;另一种描述?BeginA:=1;B:=1;S1:=0;S2:=0;

Procedure：ProductA:部门AbeginrepeatWhile(S1<20)beginP(A);

ProduceA;S1=S1+1;V(A);EndForeverendProductB:部门BbeginrepeatWhile(S2<20)beginP(B);

ProduceB;S2=S2+1;V(B)EndForeverendProcedure:Assembly：装配部门beginrepeatWhile(S1>0&&S2>0)begin P(A); P(B); S1=S1-1 S2=S2-1

AssemblyA

andB; V(A); V(B);EndforeverendCobeginproductA;productB;

Assembly;coend四、银行家算法在银行家算法中，若出现下述的资源分配情况：

ProcessAllocationNeedAvailablep01,0,2,37,6,6,13,0,1,4p12,1,0,16,6,5,7p21,0,4,13,5,1,5

p3

0,3,2,13,1,2,8p43,2,1,03,2,2,5p50,1,2,62,0,1,2当前状态安全吗？ 若进程p3提出请求Request(2,0,1,1)后，系统能否将资源分配给它？为什么？Available的变化p53,1,3,10p33,4,5,11p46,6,6,11p18,7,6,12p09,7,8,15p210,7,12,16（1）安全！

needAvailableP31,1,1,71,0,0,3如果满足（2，0，1，1）请求，则所有其它请求再也无法满足，造成死锁。80KB五、存储分配与地址变换某一采用分段虚拟存储管理的系统,假定:(1).系统提供有序对虚拟字节地址v=(s,d),其中s是被访问的虚地址所在的段号,d是它在该段内的偏移量.(2).段表格式如下:(3).内存物理存储的当前分区状态如图:OSJ1J2J3040K80K100K120K160K240K256K其中带斜线者为空闲区///40K空区//////20K空区///段号段长(字节)是否在内存(y或n)内存起址(字节)20KB空区40KB空区五续大一(4迅).魂系岁统采置用最佳性适应的空父闲区陵分配以算法片.现在潮调度族进程羡要调万度一茅个有哑下述帮逻辑险结构肆的进武程到津内存请完易成:1.柜填描写该予进程澡相应锣的段示表信舍息.2.决图寄示虚鹊拟地粮址v的再译定位棍过程铜.3.伤分置别求芦出主云程序会段与青数据散段中长字节窜地址走4K所对腹应的陈物理反地址伏.4.愤画熟出本诊次调坡度后诊的内郊存分篇区状缘瑞态图肾.(注令:哭本题歉目不情考虑跌淘汰典其它枯进程巧的分岔段)012k1段子程序段044k0段主程序段06k2段数据段调度鬼进程悠依段蜻号从筝小到秆大的准顺序碧为该零进程听分配学内存裁,礼并设信法将蹲当前妻段全卵部装腔入内遥存.续二段号段长(字节)是否在内存(y或n)内存起址(字节)044Ky1601212Ky1006Ky112

04K有效地址段表级地址公寄存药器+OSJ1J2J3040K80K100K120K160K240K256K164K0段1段、2段20抢4K//36K空区//2K空区36KB空区40KB空区六、磁盘膨调度进程号磁道号移动磁道数71340141925823205132256149294016322911419101219034181173159376373339620应用SS呆TF向(最短在寻道仓时间sh桂or兰te坝st绪-s捆ee鄙k-干ti虹me配-f躬ir闲st关)调度请策略怜，某鄙些进侍程可秒能永忽远不蔬能被挪调度哈到。破如右率表所蜓示的庙例子筋中，众我们鄙假定傲每当木进程脊9年（要叹求读离出磁旦道3街76现上的晨信息久）的辈请求鞠得到统服务患之前价的某坛段时变间，赚系统抚又接泡收一稀个请透求流马，而愚且这鹿些请茅求所强要移煮动磁皱头的脚距离逮总小尘于达昌到磁命道3滋76北所移疾动的嚷距离扎，因柜而，火进程认9和逼3将命永远伐得不厚到服遭务。试设点计一望种磁铺盘访挣问调拿度算技法，淡以确州保不搜会发齿生诸斧如上也例的狱“饥戒饿”赴现象预。答：黑无饥驴饿现隐象的碍磁盘珠调度战算法昆有FC治FS争、扫描顷算法渔等等府。七、磁盘冤空闲达块的钉成组篇分配偶算法s-睛nf赴re桃e：98[0化]12展0[1勒]12旧1…殖…[9机6]14栽5[9侮7]21睛0…宵…卷资妥源表fi补ls脉yss-哲nf属re借e：99[0词]12溉0[1鹿]12菠1…呢…[9拥6]14钱5[9慎7]21借0[9处8]15东0…牢…s-粗nf输re嫂e：10防0[0使]12亚0[1太]12室1…吴…[9惕6]14北5[9珠7]21衔0[9参8]15崭0[9豆9]15怒2…清…160#参看凯下图业，现祝有某合一进酒程的胜文件眠要释澡放三背个物圾理块萌，其法块号蕉为15关0#，15合2#，16买0#，试炒给出潜其释琴放过胜程和卫释放耳后的抖卷资怕源表fi亚ls揪ys的状很况。谣其后猫，又供有一戴个文世件要炊求分扁配4个空阶闲块卫，试疲给出饶其分撑配过报程和嗓分配浆后的fi抄ls龙ys状况换：s-爸nf腾re桃e：1[0烈]16卸0[1宫]…[9追6][9置7]…卷资尊源表fi牛ls吸ys七（续）

s-nfree：100[0]120[1]121

……[96]145[97]210[98]150[99]152……160#

s-nfree：99[0]120[1]121

……[96]145[97]210[98]150

……s-nfree：98[0]120[1]121

……[96]145[97]210

……

卷资源表filsys152#150#210#设备求管理垫概念横题1、催用于隆设备塔分配淡的数思据结斤构有听哪些翼？它伙们之燃间的韵关系乡丰是什隙么?答：同整个典系统隆有一股张SD嗽T，每个闲设备酸有一邪张DC殃T，每个洗控制师器有危一张CO弱CT专，每个症通道父有一雹张CH竹CT蜻。2、什么拿是I/龟O控制槐？它睁的主歇要任惜务是恭什么栋？答：斑输入拢输出娘处理膨过程辈分为锤两个蜂阶段缎，即甘：用户I/馅O请求分糖配设坚备纲启动值设备博进行I/迟O操作响应栏设备毁中断决设室备中近断处并理从处侄理I/稻O请求敲开始愤到设积备中技断处幼理结者束，介这一辜总过剑程称食为I/台O控制凡。SDTDCTCOCTCHCT设备埋管理惕概念助题续3、I/抗O控制类可用暂哪几辩种方扔式实索现？竿各有本什么剃优缺窑点？答：I/薄O控制墓过程症可用弄三种具方式砍实现详：作揉为请录求I/更O操作垮的进棕程实健现；纠作为真当前百进程六的一亏部分翅实现薪；由辟专门撞的系卷统进悠程（I/着O进程局）完歌成。第一讨种方菠式请俗求对奏应I/豆O操作此的进寸程能隐很快殊占据额处理绢机，羞但要悟求系催统和I/艇O操作案的进棋程应隙具有箱良好况的实汁时性遮。第福二种耍方式情不要缘瑞求系无统具弦有高业的实存时性誉，但I/叮O控制赶过程奥要由科当前殃进程著负责裳。第诊三种阁方式抱增加预了一丛个额踢外的化进程列开销装，但斗用户站进程嚼不用毕处理I/眼O控制安过程挤。4、塌设备帝驱动裹程序柿是什承么？翻为什蚀么要拦有设益备驱惜动程社序？喘用户值进程存怎样遮使用既驱动捎程序者？答：酿设备格驱动贿程序男是驱与动外欠部物伙理设堂备和拥相应DM忧A控制弃器或I/简O控制邻器等侄器件娘，使而之可荡以直讲接和呼内存膝进行I/愤O操作衡的子撞程序乳的集伪合。扬它们堵负责开设置欣相应宜设备臭有关泪寄存我器的位值，规启动战设备阿进行I/争O操作数，指万定操封作的桶类型佳和数复据流别向等四。设备奇驱动灯程序狂屏蔽婚了直呼接对券硬件蕉操作觉的细敌节，允为编电程者占提供坊操纵或设备另的便绵利接谷口。用户洁进程您通过广调用用设备暑驱动揪程序逢提供劝的接添口来凑使用题设备滤驱动筐程序思。li位nu毅x八、问题菠参考操作宽系统仍的类阻型每种鸡操作为系统梳追求宋的目怨标是秃什么存？分析润操作筑系统货的几友种观叉点强株调的枪侧重贪点各遥是什么情？分布化式系贵统与夹网络芬系统边之间冤的关虫系什么航是管似态和离目态级？用绘户程坊序如阅何进讯入管曾态执神行？什么社是特垮权指疑令？远用户具程序狱可以幻玉执行冒特权残指令桥吗？什么拐是系随统调亿用？什么互是进藏程同呆步与锦互斥忌，什牧么是泄进程镇同步棍原语凑？原捆语的是含义轿？什么希是临殃界区裕和临方界资影源？什么邻是PC庸B?什么牲是进勒程？交什么赛