答案-吉林大学23春3月《操作系统》在线考核之六

吉林大学《操作系统》作业考核完整答案附后1 假设一个磁盘有100个柱面，每个柱面有10个磁道，每个磁道有15个扇区。当进程的要访问磁盘的12345扇区时，计算该扇区在磁盘的第几柱面、第几磁道、第几扇区?2 如果磁盘扇区的大小固定为512B，每个磁道有80个扇区，一共有4个可用的盘面。假设磁盘旋转速度是360rpm。处理机使用中断驱动方式从磁盘读取数据，每字节产生一次中断。如果处理中断需要2.5ms，试回答如下问ID2(1)处理机花费在处理I/O上的时间占整个磁盘访问时间的百分比是多少(忽略寻道时间)?(2)采用DMA方式，每个扇区产生一次中断，处理机花费在处理I/O上的时间占整个磁盘访问时间的百分比又是多少?二、1 何谓安全分配方式和不安全分配方式? 在系统中引入对换后可带来哪些好处? 试说明UNIX系统中所采用的混合索引分配方式。 解释下列名词:虚拟存储器。5为什么说互斥也是一种同步?6举一个例子来说明通常的优先级调度算法不能适用于实时系统? 7 设有n个进程共享一个互斥段，对于如下两种情况使用信号量，信号量的值的变化怎样? (1)如果每次只允许一个进程进入互斥段。如果每次最多允许m个进程(m<n)同时进入互斥段 8设某作业占有7个页面，如果在主存中只允许装入4个工作页面(即工作集为4)，作业运行时，实际访问页面 的顺序是1，2，3，6，4，7，3，2，1，4，7，5，6，5，2，1。试用FIFO与LRU页面调度算 法，列出各自的页面淘汰顺序和缺页中断次数，以及最后留驻主存4页的顺序。(假设开始的4个页面已装主存)9 何谓死锁?产生死锁的原因和必要条件是什么? 10 如何检索盘块号的一致性?检查时可能出现哪几种情况? --完整答案附后--答案区：吉林大学《操作系统》作业考核1 假设一个磁盘有100个柱面，每个柱面有10个磁道，每个磁道有15个扇区。当进程的要访问磁盘的12345扇区时，计算该扇区在磁盘的第几柱面、第几磁道、第几扇区?答：由题目知，磁盘每个柱面有10个磁头，每个此道有15个15个山区。则每个柱面的山区数位10*15=150.13524/150=90余24，故13524所在煮面为90.24/15=1余9，故13524再次头号为1，山区为9。综上所述，13524山区所在的磁盘地址为：第90号柱面，第1号磁头，第9号扇区。2 如果磁盘扇区的大小固定为512B，每个磁道有80个扇区，一共有4个可用的盘面。假设磁盘旋转速度是360rpm。处理机使用中断驱动方式从磁盘读取数据，每字节产生一次中断。如果处理中断需要2.5ms，试回答如下问ID2（1）处理机花费在处理I/O上的时间占整个磁盘访问时间的百分比是多少（忽略寻道时间）？答：（512*2.5）/（（1/12+1/480）+(512*2.5)）*100%=99.9%（2）采用DMA方式，每个扇区产生一次中断，处理机话费在处理I/O上的时间占整个磁盘访问时间的半分比是多少？答：2.5/((1/12+1/480)+2.5)*100%=96.7%1 何谓安全分配方式和不安全分配方式? 答：①安全分配方式是指每当进程发出I/O请求后，便进入阻塞状态，直到其I/O操作完成时才被唤醒。在采用这种分配策略时，一旦进程已获得某种设备资源后便阻塞，使它不可能再请求任何资源，而在它运行时又不保持任何资源。这种分配方式已经摒弃了造成死锁的“请求和保持”条件，分配是安全的。缺点是进程进展缓慢，CPU与I/O设备串行工作。②不安全分配方式是指进程发出I/O请求后仍继续执行，需要时又可发出第二个I/O请求、第三个I/O请求。仅当进程请求的设备已被另一个进程占有时，进程才进入阻塞状态。优点是一个进程可同时操作多个设备，进程推进迅速。缺点是分配不安全，可能具有“请求和保持”条件，可能造成死锁。因此，在设备分配程序中需增加一个功能，用于对本次的设备分配是否会发生死锁进行安全性计算，仅当计算结果表明分配安全的情况下才进行分配。在系统中引入对换后可带来哪些好处? 答:交换技术将暂不需要的作业移到外存,让出内存空间以调入其它作业,交换到外存的作业也可以被再次调入。目的是解决内存紧张冋题,带来的好处是进一步提咼了内存利用率和系统吞吐量。3 试说明UNIX系统中所采用的混合索引分配方式。 答：UNIX系统中采用混合索引分配方式，是指将多种索引分配方式相结合而形成的一种分配方式。系统既采用了直接地址，又采用了一级索引分配方式，两级索引分配方式，三级索引分配方式。再UNIXSystemV的索引结点中，共设有13个地址项，即iaddr(0)-iaddr(12).(1)直接地址，用iaddr(0)-iaddr(9)存放直接地址。（2）一次间接地址，地址项iaddr(10)提供一次间接地址。（3）多次间接地址，用地址项iaddr(11)提供二次间接地址，地址项iaddr(12)作为三次间接地址。解释下列名词:虚拟存储器。 答：在具有层次结构存储器的计算机系统中，自动实现部分装入和部分替换功能，能从逻辑上为用户提供一个比物理贮存容量大得多，可寻址的“主存储器”。5为什么说互斥也是一种同步?答：互斥指的是某种资源一次只允许一个进程使用，即你在使用的时候我不能使用；我在使用的时候你不能使用。这就是一种协调，一种步伐上的一致，因而也就是一种同步。但是，为了求解实际问题，将同步与互斥加以区别是有好处的，因为这两种问题的求解方法是不同的。6举一个例子来说明通常的优先级调度算法不能适用于实时系统? 答：实时系统的调度算法很多，主要是基于任务的开始截止时间和任务紧急/松弛程度的任务优先级调度算法，通常的优先级调度算法不能满足实时系统的调度实时性要求而不适用。在实时系统中，高优先级任务需要频繁地发生，而低优先级任务可能会长时间处于空闲状态。在这种情况下，如果使用通常的优先级调度算法，那么高优先级任务将会不断地抢占CPU资源，而低优先级任务则很难得到执行的机会，这就会导致实时系统的性能严重下降因此，为了满足实时系统的调度实时性要求，需要采用基于任务的开始截止时间和任务紧急/松弛程度的任务优先级调度算法45。7 设有n个进程共享一个互斥段，对于如下两种情况使用信号量，信号量的值的变化怎样? (1)如果每次只允许一个进程进入互斥段。答：信号量的初值是1，变化量范围是1，日,-1,-2，1-n如果每次最多允许m个进程(m<n)同时进入互斥段 答：信号量的初值是m，变化量范围是m，m-1,m-2,m-n8设某作业占有7个页面，如果在主存中只允许装入4个工作页面(即工作集为4)，作业运行时，实际访问页面 的顺序是1，2，3，6，4，7，3，2，1，4，7，5，6，5，2，1。试用FIFO与LRU页面调度算法，列出各自的页面淘汰顺序和缺页中断次数，以及最后留驻主存4页的顺序。(假设开始的4个页面已装主存)答:FIFO：

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6已在主存9 何谓死锁?产生死锁的原因和必要条件是什么? 答：(1)死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程都将永远不能再向前推进；（2）产生死锁的原因有二，一是竞争资源，二是进程推进顺序非法；（3）必要条件是：互斥条件，请求和保持条件，不剥夺条件和环路等待条件。10 如何检索盘块号的一致性?检查时可能出现哪几种情况? 答：为了保证盘块号的一致性，先将计数器表中的所有表项初始化为0，用N个空闲盘块号计数器组成的第一组计数器对从空闲盘块表中读出的盘块号计数，用N个数据盘块号计数器组成的第二组计数器对从文件分配表中读出的已分配给文件使用的盘快号计数。如果两组计数中