操作系统习题课及思考题

操作系统习题课习题一系统有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？ProcessAllocationMAXAvailableABCDABCDABCDP0003200441622P110002750P21354361010P303320984P4001406610习题一解答ProcessworkNeedAllocationWork:=Work+Allocation[i]OrderABCDABCDABCDABCDP01622001200321654①P11986175010002986③P22986235613543121310④P31654065203321986②P43121310065600143121414⑤(1)运用安全性检测算法，寻找安全序列Available=(1,6,2,2)习题一解答(1)找到一个安全序列：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。ProcessworkNeedAllocationWork:=Work+Allocation[i]OrderABCDABCDABCDABCDP000120032P117501000P211342576P306520332P406560014(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Available’=Available-Request=(1,6,2,2)–(1,2,2,2)

=(0,4,0,0)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？11000112310000102110Need=30110100111011010000Allocation=Available=(1,0,2,0)习题二解答(1)运用安全性检测算法，寻找安全序列ProcessworkNeedAllocationWork:=Work+Allocation[i]OrderABCDABCDABCDABCDP12121110030115132②P25132011201005232③P35232310011106342④P41020001011012121①P56342211000006342⑤Available=(1,0,2,0)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。习题五解答(2)运用安全性检测算法，寻找安全序列ProcessworkNeedAllocationWork:=Work+Allocation[i]OrderABCDABCDABCDABCDP12111110030115122②P25122012201105232③P35232310011106342④P41010001011012111①P56342211000006342⑤Available=(1,0,1,0)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。习题二解答11000102310000102100Need=Available=(1,0,0,0)习题三页号块号061745510140=10001100(10)(2)412172=10101100(10)(2)512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＝INT[140/32]＝4页内地址＝140%32＝122）查页表得到块号为53）物理地址＝5×32+12＝172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描述地址转换过程页号块号02015521238PUSHaxMOVbx,1POPbxJMP5程序012逻辑地址0123456789分页号5分块块号物理地址PUSHaxMOVbx,1POPbxJMP5............30100100012012112212340040140240340014002MOVbx,1401JMP401逻辑地址到物理地址的变换块大小为41×4＋1＝5100×4＋1＝401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data0code1页号块号031425页号块号011226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?习题四解答ff算法100K500K200K300K600K12345作业序列：212K,417K,112K,426K212K417K112K212K417K112K183K288K426K习题四解答bf算法100K500K200K300K600K12345212K417K112K212K417K112K426K作业序列：212K,417K,112K,426K426K习题四解答wf算法100K500K200K300K600K12345212K417K112K212K417K112K426K388K作业序列：212K,417K,112K,426K习题四解答结论对于该作业序列，只有best-fit算法能够使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。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？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001103122443000,10,10,10,1,30,1,31,3,21,3,23,2,43,2,43,2,401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%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001103122443000,10,11,01,0,30,3,13,1,23,1,21,2,41,2,42,4,3031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%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。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？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？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？进程同步的主要关系有哪些？进程同步的原则是什么？信号量靠什么技术保证其执行的可靠性，即不像普通的锁机制那样出现“锁不住”的现象？请用信号量描述计算进程向缓冲区写数据，打印进程从缓冲区取出数据并打印的过程进程调度有哪些算法？批处理系统、分时系统和实时系统分别采用哪种调度算法死锁的定义？死锁产生的必要条件是哪些？请简要描述解决死锁的几种方法？什么是分级的存储体系结构？它主要解决了什么问题？内存连续分