操作系統第一章操作系統引論院(系):計算機科學與技術學院研究室:軟件支持技術教師:王紅濱2/7/20231本章習題(1)當CPU執行操作系統代碼時,稱處理機處于( )A.執行態 B.目態 C.管態 D.就緒態(2)在下列性質中,( )不是分時系統的特征。A.多路性 B.交互性 C.獨立性 D.成批性CD2/7/202321、在計算機系統中配置操作系統的主要目的是( ),操作系統的主要功能是管理計算機系統中的( ),其中包括( )管理,( )管理以及設備管理和文件管理,這里的( )管理主要是對進程進行管理。答:提高系統資源的利用率 資源處理機存儲器處理機2/7/202332、利用緩沖區能有效地緩和( )和( )之間速度不匹配的矛盾,虛擬設備的功能是使( )變成能被多個進程同時使用的( )。答:CPU I/O設備一個物理設備邏輯設備2/7/20234操作系統第二章進程管理院(系):計算機科學與技術學院研究室:軟件支持技術教師:王紅濱2/7/20235習題1、對一個可執行程序文件,該程序與執行它的進程是( )的關系。2、在單CPU系統中實現并發技術后( )A.進程間在一個時間段內同時執行,CPU與外設并行工作。B.進程間在一個時刻同時執行,CPU與外設并行工作。C.進程間在一個時間段內同時執行,CPU與外設串行工作。D.進程間在一個時刻同時執行,CPU與外設串行工作。3、從靜態角度上看,進程是由( )、( )、( )三部分組成。4、正在執行的進程由于用完其時間片而被暫停執行,此時進程應從執行狀態變成為( )狀態。一對多APCB(或進程控制塊)程序段數據段就緒2/7/202365、引入進程,可帶來( )和( )的好處,但卻增加了系統的( )和( )開銷。6、臨界區是指進程中用于( )的那段代碼。7、(1)是一種只能由P和V操作所改變的整型變量,(1)可用于實現進程的(2)和(3),(2)是指排他性地訪問臨界資源。(1)A.控制變量 B.鎖 C.整型信號量D.記錄型信號量(2)(3)A.同步 B.通信 C.調度 D.互斥8、設有6個進程共享同一互斥段,若最多允許有3個進程進入互斥段,則所采用的信號量的初值為( )。9、有3個進程共享同一程序段,而每次最多允許兩個進程進入該程序段,若用P、V操作作同步機制,則記錄型信號量S的取值范圍為( )。

資源利用率的提高時間空間系統吞吐量的增加訪問臨界資源CDA32,1,0,-1(或[2,-1])2/7/2023710、為實現消息緩沖隊列通信,在PCB中應增加( )、( )和( )三個數據項。11、若記錄型信號量S的初值為2,當前值為-1,則表示有( )等待進程。A.0個 B.1個 C.2個 D.3個12、當( )時,進程從執行狀態轉變為就緒狀態。A.進程被調度程序選中 B.有高優先級進程來C.等待某一事件 D.等待的事件發生13、在進程狀態轉換時,下列( )轉換是不可能發生的。A.就緒態—>執行態 B.執行態—>就緒態C.執行態—>阻塞態 D.阻塞態—>執行態消息隊列首指針消息隊列互斥信號量消息隊列資源信號量BBD2/7/2023814、下列各項工作步驟中,( )不是創建進程所必需的步驟。A.申請一個PCB B.阻塞進程C.為進程分配內存等必要資源D.將PCB連接入進程就緒隊列15、在操作系統中,死鎖出現指的是( )A.計算機發生了重大故障B.資源數遠遠少于進程數C.若干進程因競爭資源而無限等待其他進程釋放已占有的資源D.進程同時申請的資源數超過資源總數。16、下列關于進程的敘述中,正確的是( )A.進程獲得CPU而運行是通過調度得到的。B.優先級是進行進程調度的重要依據,一旦確定不能改變。C.在單CPU系統中,任一時刻都有1個進程處于運行狀態。D.進程申請CPU得不到滿足時,其狀態變為等待狀態。BCA2/7/2023917、在直接通信方式中,系統通常提供的兩條通信原語如下,請選擇適當的參數填入。send(________,_______);receive(________,_______)A.SenderB.receiverC.textD.messageE.mailbox18、下列原語中,能進行進程通信的原語是( )和( )A.掛起/撤銷 B.創建/撤銷 C.P、V操作 D.鎖/開鎖19、消息緩沖隊列通信中的臨界資源是( )A.隊列中的某個消息緩沖區B.整個消息緩沖隊列C.信箱 D.管道20、處于執行狀態中的進程若同時發生了下列兩種情況:(a)對某信號量執行P操作后,其結果為負。(b)時間片到了中斷發生。則該進程將由執行狀態變遷為( )狀態。A.阻塞 B.就緒 C.阻塞或就緒 D.不定BDADCDBA2/7/2023101、設有無窮多個緩沖區和無窮多個信息,A進程把信息逐個地寫入每個緩沖區,B進程則逐個地從緩沖區中取出信息。試問:(1)兩個進程之間的制約關系。(2)用P、V操作寫出兩進程的同步算法,并給出信號量的初值。(3)指出信號量的變化范圍和其值的含義。2/7/202311答:(1)B進程不能超前A進程,但A進程不受B進程的約束。(2)var S:semaphore;

S:=0; begin parbegin processA begin i:=0; L:i:=i+1; 寫入第i個緩沖區;

V(S);

gotoL; end; parend; end;(3)信號量S的值域為[-1,∞]中的整數,當S=-1時,表示緩沖區沒有信息(或B讀空),且B要求進一步讀出,也即超前A欲讀取信息而受阻。processBbeginj:=0;M:j:=j+1;

P(S);取出第j個緩沖區信息;gotoM;end;2/7/2023122、購物問題。某超級市場,可容納100人同時購物,入口處備有籃子,每個購物者可持一個籃子入內購物,出口處結帳,并歸還籃子(出、入口(2個口)僅容納一人通過),請用P、V操作完成購物同步算法。2/7/202313答:var S,mutex1,mutex2:semaphore;

S:=100; mutex1:=1;

mutex2:=1; begin parbegin processPi begin

P(S);

P(mutex1); 進入口處,取一只籃子;

V(mutex1); 選購商品;

P(mutex2); 結帳,并歸還籃子;

V(mutex2);

V(S); end; parend; end;2/7/202314獨木橋問題3、某條河上只有一座獨木橋(東西向),以便行人過河。現在河的兩邊都有人要過橋,按照下面的規則過橋,為了保證過橋安全,請用P、V操作分別實現正確的管理。規則:(1)每次只有一個人通過橋。 (2)同一方向的可連續過橋,某方向有人過橋時另一方向的人要等待。2/7/202315(1)var mutex:semaphore:=1;begin parbegin Process(E-W)i(i=1,2,…) begin

P(mutex); 過橋;

V(mutex); end; parend;end;Process(W-E)j(j=1,2,…)begin

P(mutex);過橋;

V(mutex);end;2/7/202316(2)var S,S1,S2:semaphore:=1,1,1; rc1,rc2:integer:=0,0;beginparbegin Process(E-W)i(i=1,2,…) begin

P(S1);

rc1:=rc1+1; ifrc1=1thenP(S);

V(S1); 過橋;

P(S1);

rc1:=rc1-1; ifrc1=0thenV(S);

V(S1); end;parend;end;Process(W-E)j(j=1,2,…)begin

P(S2);rc2:=rc2+1;ifrc2=1thenP(S);

V(S2);過橋;

P(S2);rc2:=rc2-1;ifrc2=0thenV(S);

V(S2);end;2/7/2023174、小路問題。在兩地之間有一條彎曲小路,其中S到T的一段路每次只允許一輛自行車通過,但中間有一個小的“安全島”M(同時允許兩輛自行車停留),可供兩輛自行車在從兩端進入小路情況下錯車使用,如圖,試設計一個算法使來往的自行車均可順利通過。LKSTM2/7/202318答:var S,SK,T,TL:semaphore:=1,1,1,1; begin parbegin ProcessST begin

P(S);

P(SK); 通過SK; 進入M;

V(SK);

P(TL); 通過LT;

V(TL);

V(S); end; parend; end;ProcessTSbegin

P(T);

P(TL);通過TL;進入M;

V(TL);

P(SK);通過KS;

V(SK);

V(T);end;LKSTM2/7/2023195、揀棋子問題。生產圍棋的工人不小心把相等數量的黑棋子和白棋子混裝在一個箱子里,現要用自動分揀系統把黑棋子和白棋子分開,該系統由兩個并發執行的進程組成,系統功能如下:(1)進程A專門揀黑子,進程B專門揀白子;(2)每個進程每次只揀一個,當一個進程在揀子時,不允許另一個進程去揀子;(3)當一個進程揀了一個子(黑或白)以后,必讓另一個進程揀一個子(白或黑);2/7/202320答:var S1,S2:semaphore:=1,0; begin paerbegin ProcessA begin repeat

P(S1); 揀黑子;

V(S2);

untilfalse; end; parend; end;ProcessBbeginrepeat

P(S2);揀白子;

V(S1);untilfalse;end;2/7/2023216、某寺廟有小、老和尚若干,有一個水缸,由小和尚提水入水缸供老和尚飲用。水缸可以容納10桶水,水取自同一井水。水井狹窄,每次只能容一個桶取水。水桶總數為3個,每次入、出水缸僅一桶,且不可同時進行。試P、V操作描述算法。2/7/202322答：var mutex1,mutex2,empty,full,count:semaphore:=1,1,10,0,3; begin parbegin processs小和尚 begin repeat P(empty);

P(count);

P(mutex1);

從井中取水;

V(mutex1);

P(mutex2);

送水入水缸;

V(mutex2);

V(count);

V(full);untilfalse; end; parend; end;processs老和尚beginrepeatP(full);

P(count);

P(mutex2);從缸中取水;

V(mutex2);

V(count);V(empty);untilfalse;end;2/7/202323操作系統院(系):計算機科學與技術學院研究室:軟件支持技術教師:王紅濱第三章處理機調度與死鎖2/7/2023241、在三種類型的操作系統中,都設置了( ),在批處理系統中還應設置( )。A.剝奪調度 B.作業調度 C.進程調度 D.中級調度2、如果為每一個作業,只建立一個進程,則為了照顧短作業用戶,應采用( ),為照顧緊急作業的用戶,應采用(),為能實現人機交互作用,應采用( ),而能使短作業,長作業及交互作業用戶都比較滿意時,應采用( )。A.FCFS調度算法 B.短作業優先調度算法C.時間片輪轉法 D.多級反饋隊列調度算法E.基于優先權調度算法CBBECD2/7/2023253、產生死鎖的基本原因是((1) )和((2)),產生死鎖的四個必要條件是互斥條件,((3) ),不剝奪條件和((4))。(1)A.資源分配不當 B.競爭資源 C.作業調度不當 D.資源的獨占性(2)A.進程推進順序不當 B.進程調度不當C.系統中進程太多 D.CPU運行太快(3)A.請求和阻塞 B.請求釋放C.請求和保持條件 D.釋放和阻塞條件(4)A.線性增長條件 B.環路等待條件C.無序釋放條件 D.有序請求條件BACB2/7/2023264、實際操作系統要兼顧資源的使用和安全可靠,對資源的分配策略,往往采用( )策略。A.死鎖的預防 B.死鎖的避免C.死鎖的檢測 D.死鎖的預防、避免和檢測的混合5、在下列死鎖的解決辦法中,屬于死鎖預防策略的是( )A.銀行家算法 B.資源有序分配法C.死鎖檢測法 D.資源分配圖化簡法6、資源的一次分配法和有序分配法分別破壞了產生死鎖的必要條件中的( )和( ),它們屬于( )。而銀行家算法屬于( )。DB請求和保持條件環路等待條件死鎖的預防死鎖避免2/7/2023277、作業調度是從( )中選出一批作業,為它們分配( ),并為它們創建( )。8、最有利于提高系統吞吐量的作業調度算法是( ),能對緊急作業進行及時處理的調度算法是( )。9、在高響應比優先的調度算法中,當各個作業的等待時間相同時,( )將得到優先調度,當各個作業要求的運行時間相同時,( )將得到優先調度。后備作業隊列資源進程短作業優先算法優先權高者優先算法短作業最先到達者(或等待時間最長的)2/7/2023281、設有三道作業,它們的提交時間和運行時間如下表:求:試給出下面兩種調度算法下,作業的執行順序,平均周轉時間和帶權平均周轉時間。(注意:作業調度與進程調度均采用該調度算法)(1)先來先服務FCFS調度算法。(2)短作業優先SJF調度算法。作業號提交時刻(時)運行時間(小時)110.002210.101310.250.252/7/202329內存無限大,作業調度和進程調度都采用FCFS作業名提交運行裝入主存開始執行結束執行周轉帶權周轉 時間 時間時間時間時間時間時間1 10.002 2 10.10 1 3 10.25 0.25

執行順序:1->2->3周轉時間=結束執行時間-提交時間帶權周轉時間=周轉時間/運行時間(1)先來先服務調度算法(FCFS)10.0010.0012.002110.1012.0013.002.902.910.2513.0013.25312平均值:2.635.32/7/202330內存無限大,作業調度和進程調度都采用SJF作業名提交運行裝入主存開始執行結束執行周轉帶權周轉 時間 時間時間時間時間時間時間1 10.002 2 10.10 1 3 10.25 0.25

執行順序:1->3->2周轉時間=結束執行時間-提交時間帶權周轉時間=周轉時間/運行時間(2)短作業優先調度算法(SJF)10.0010.0012.002110.1012.2513.253.153.1510.2512.0012.2528平均值:2.384.052/7/2023312、某一系統中有4個進程,有3種資源(R1,R2,R3),進程的資源分配“瞬間狀態”為：最大需求已分配可用資源 (Max)(Allocation)(Available)P1322100112P2613511P3314211P4422002使用銀行家算法回答下列問題：(1)計算數組還需要(Need)？(2)系統此時是否安全？(3)如果進程P2要求(1,0,1),系統能否立即滿足進程的要求？為什么？(4)如果進程P1要求(1,0,1),系統能否立即滿足進程的要求？為什么？(不算(3))2/7/202332最大需求已分配可用資源 (Max)(Allocation)(Available)P1322100112P2613511P3314211P4422002(1)需要(Need)222還需要(Need)1021034202/7/202333最大需求已分配可用資源 (Max)(Allocation)(Available)P1322100112P2613511P3314211P4422002222還需要(Need)102103420(2)利用安全算法對該時刻資源分配情況進行分析,如下圖所示:Work=Available=(1,1,2)Finish[]分配給P2,完成后Work=(6,2,3)ture分配給P3,完成后Work=(8,3,4)ture分配給P4,完成后Work=(8,3,6)ture分配給P1,完成后Work=(9,3,6)ture由以上分析可知,在該時刻存在著一個安全序列{P2，P3，P4，P1},故系統是安全的。2/7/202334(3)P2請求資源:P2發出請求向量Request2(1,0,1),系統按銀行家算法進行檢查:①Request2(1,0,1)≤Need2(1,0,2)②Request2(1,0,1)≤Available(1,1,2)③系統先假定可為P2分配資源,并修改Available,Allocation2和Need2向量,由此形成的資源變化情況:最大需求已分配還需求可用資源向量P2613612001011④再利用安全性算法檢查此時系統是否安全。2/7/202335最大需求已分配可用資源 (Max)(Allocation)(Available)P1322100011

P2613612

P3314211P4422002222還需要(Need)001103420Work=Available=(0,1,1)Finish[]分配給P2,完成后Work=(6,2,3)ture分配給P3,完成后Work=(8,3,4)ture分配給P4,完成后Work=(8,3,6)ture分配給P1,完成后Work=(9,3,6)ture由以上分析可知,在該時刻存在著一個安全序列{P2，P3，P4，P1},故系統是安全的,可以分配。2/7/202336(4)P1請求資源:P1發出請求向量Request1(1,0,1),系統按銀行家算法進行檢查:①Request1(1,0,1)≤Need1(2,2,2)②Request1(1,0,1)≤Available(1,1,2)③系統先假定可為P1分配資源,并修改Available,Allocation1和Need1向量,由此形成的資源變化情況:最大需求已分配還需求可用資源向量P1322201121011④再利用安全性算法檢查此時系統是否安全。2/7/202337最大需求已分配可用資源 (Max)(Allocation)(Available)P1322201

011

P2613511P3314211P4422002121還需要(Need)102103420Work=Available=(0,1,1)Finish[]不能滿足任何進程的需要,故系統進入不安全狀態,此時系統不能分配資源給P12/7/202338操作系統第四章存儲器管理院(系):計算機科學與技術學院研究室:軟件支持技術教師:王紅濱2/7/2023391、采用連續分配方式的動態分區分配,對如圖所示的內存分配情況(其中,陰影部分表示已占用分區,空白部分表示空閑分區),若要申請一塊40K的內存,對于最佳適應算法給出分配區域的首地址是()A.100KBB.190KBC.330KBD.410KB2、采用連續分配方式的動態分區分配,在右圖所示中,若要申請一塊40KB的內存,使首地址最大的分配算法()A.首次適應算法 B.最佳適應算法C.最差適應算法 D.循環首次適應算法3、下列算法中最有可能會產生“抖動”現象的是( )。 A.先進先出頁面置換算法 B.最近最久未使用置換算法 C.最少使用頁面置換算法 D.最佳頁面置換算法390KB512KB410KB330KB180KB280KB190KB100KB0KBCCA80k90k60k102k2/7/2023404、存儲管理是對內存中( )區域進行管理。A.整個內存 B.供用戶使用的C.供系統使用的 D.供程序使用的5、下面是關于存儲管理功能的論述,正確的論述是()和( )A.內存分配最基本的任務是為每道程序分配內存空間,其它追求的主要目標是提高存儲空間的利用率。B.為了提高內存保護的靈活性,內存保護通常由軟件實現。C.對換技術已不是現代操作系統中常用的一種技術。D.地址映射是指將程序空間中的邏輯地址變為內存空間的物理地址。E.虛擬存儲器是在物理上擴充內存容量。6、在下列存儲管理方案中,不適用于多道程序的是( )A.單一連續分配 B.固定分區分配C.可重定位分區分配 D.段頁式存儲分配ADBA2/7/2023417、在固定分區分配中,每個分區的大小是( )A.相同的 B.可以不同但作業長度固定C.可以不同但預先固定 D.根據用戶要求而定8、在固定分區分配中,為了提高內存的利用率,可采用如下技術( )A.按經常出現的作業大小來劃分分區B.劃分分區都相同C.不同請求隊列中的作業可以申請相同的分區D.大作業可以申請多個分區9、采用固定分區分配的最大缺點是( )A.不利于內存的保護 B.分配算法復雜C.內存的利用率不高 D.零頭太多10、可重定位分區分配采用的地址轉換公式是( )A.絕對地址=上界寄存器值+邏輯地址B.絕對地址=下界寄存器值+邏輯地址C.絕對地址=重定位寄存器值+邏輯地址D.絕對地址=塊號*塊長+頁內地址CACC2/7/20234211、對外存對換區的管理以( )為主要目標,對外存文件區的管理以( )為主要目標。A.提高系統吞吐量 B.提高存儲空間的利用率C.降低存儲費用 D.提高換入/換出的速度12、采用分頁存儲管理使處理器執行指令的速度( )A.提高 B.降低 C.不定 D.不受影響13、分段存儲管理中,分段是由用戶決定的,因此( )A.段內的地址和段間的地址都是連續的B.段內的地址是連續的,而段間的地址是不連續的C.段內的地址是不連續的,而段間的地址是連續的D.段內的地址和段間的地址都不是連續的14、在請求分頁管理中,在頁表中增加了若干項,其中狀態位供( )時參考,修改位供()時參考,訪問字段供( )時參考,外存地址供( )時參考。 A.分配頁面 B.置換算法 C.程序訪問 D.換出頁面 E.調入頁面DBBBCDBE2/7/20234315、請求分頁管理中,缺頁中斷率與進程所得的內存物理塊數,( )和( )等因素有關。A.頁表的位置B.置換算法C.頁面大小D.進程調度算法16、請求分頁管理中,頁面的大小與可能產生的缺頁中斷次數( )A.成正比 B.成反比 C.無關 D.成固定比值17、下列說法正確的是( )A.在段頁式系統中,以頁為單位管理用戶的虛擬空間,以段為單位管理內存空間。B.在段頁式系統中,以段為單位管理用戶的虛擬空間,以頁為單位管理內存空間。C.為提高請求分頁系統中內存的利用率,允許用戶使用不同大小的頁面。D.在虛擬存儲器中,為了能讓更多的作業同時運行,通常只裝入10%的作業后便運行。BCBB2/7/20234418、在下面的存儲管理方案中,可以使用上下界地址寄存器實現存儲保護的是( )和( )A.固定分區存儲管理 B.動態分區存儲管理C.分頁存儲管理 D.分段存儲管理19、虛擬存儲器最基本的特征是((1) ),該特征主要是基于((2) ),實現虛擬存儲器最關鍵的技術是((3) )。(1)A.一次性 B.多次性C.離散性 D.駐留性(2)A.計算機的高速性 B.大容量內存 C.大容量硬盤D.循環性原理 E.局部性原理(3)A.內存分配B.置換算法C.請求調頁(段)D.對換空間管理20、碎片最嚴重的存儲管理方式是( ) A.固定分區 B.動態分區 C.分頁管理 D.分段ABBECA2/7/20234521、在動態分區分配的算法中,首次適應算法傾向于優先利用內存中的( )部分的空閑分區,從而保留了( )部分的空閑分區。22、地址變換機構的最基本任務是將( )中的( )變換為( )中的( )。在分頁系統中為實現地址變換而設置了頁表寄存器,其中存放了( )和( ),在進程未運行時,他們存放在( )中。在分頁系統中進行地址變換時,應將頁表寄存器中的( )和( )進行相加,得到該頁的在頁表中的位置,從中可得到( )。23、為實現請求分頁管理,應在頁表中增加( )、( )、( )、( )幾項。低地址高地址用戶地址空間邏輯地址(或相對地址)內存空間物理地址(或絕對地址)頁表始址頁表長度PCB(或進程控制塊)頁表始址頁號物理塊號狀態位訪問字段修改位外存地址2/7/20234624、假定某分頁存儲管理的系統中,內存容量為1MB,被分成256塊,塊號為0,1,2,......,255。某作業的地址空間占4頁,其頁號為0,1,2,3,被分配到內存的第2,4,1,5塊中。則有:(1)內存地址應該用( )位來表示。(2)作業每一頁的長度為( ),邏輯地址中的頁內地址應用( )位表示。(3)把作業中每一頁在分到的內存中的起始地址填入下表:204KB12頁號起始地址01238KB16KB4KB20KB2/7/202347段號段的長度(字節)內存起始地址(字節)0660219114333021009035801237496195225、某分段存儲管理中采用如下表所示的段表:(1)給定段號2和段內地址90(單位字節),說明分段管理中的地址變換過程(沒有快表的)？(2)計算[0,430],[1,10],[2,500],[3,400],[4,20],[5,100],的內存地址,其中方括號內的第一元素是段號,第二元素是段內地址(單位字節)。(3)說明存取主存中的一條指令或數據至少要訪問幾次主存。2/7/202348答:(1)地址變換圖:邏輯地址:段長物理地址始址段號越界中斷段表始址段表長度>段號(2)段內地址(90)段表寄存器:+0219133302903123790+90660141005804195296+2/7/202349(2)[0,430]——>物理地址:[1,10]——>物理地址:[2,500]——>物理地址:[3,400]——>物理地址:[4,20]——>物理地址:[5,100]——>物理地址:(3)兩次:一次是訪問段表,另一次是訪問需要的指令或數據。219+430=6493330+10=3340由于500>100,所以段內地址越界1237+400=16371952+20=1972由于5>4,所以段號越界2/7/202350頁號塊號0123356226、若在一分頁存儲管理系統中,某作業的頁表如下所示。已知頁面大小為1024字節,試將邏輯地址[0,100],[1,179],[2,785]和[3,1010],頁內地址單位字節,轉化為相應的物理地址。答:(1)對于邏輯地址[0,100],查頁表第0頁在第3塊,所以物理地址為:(2)對于邏輯地址[1,179],查頁表第1頁在第5塊,所以物理地址為:(3)對于邏輯地址[2,785],查頁表第2頁在第6塊,所以物理地址為:(4)對于邏輯地址[3,1010],查頁表第3頁在第2塊,所以物理地址為:10243＋100＝317210245＋179＝529910246＋785＝692910242＋1010＝30582/7/20235127、考慮一個由8個頁面,每頁有1024個字節組成的邏輯空間,把它裝入到有32個物理塊的存儲器中,問:(1)邏輯地址需要多少位表示？(二進制)(2)絕對地址需要多少位表示？(二進制)答:因為頁面數為8=23,故需要3位二進制數表示。每頁有1024個字節,1024=210,于是頁內地址需要10位二進制數表示。32個物理塊,需要5位二進制數表示(32=25)。(1)頁的邏輯地址由頁號和頁內地址組成,所以需要3+10=13位二進制數表示。(2)頁的絕對地址由塊號和頁內地址的拼接,所以需要5+10=15位二進制數表示。2/7/202352頁號物理塊號05110243728、某虛擬存儲器的用戶編程空間共32個頁面,每頁為1KB,內存為16KB。假定某時刻一用戶頁表中已調入內存的頁面的頁號和物理塊號的對照表如下:問:(1)邏輯地址的有效位是( )位？(2)物理地址需要( )位？(3)則邏輯地址0A5CH所對應的物理地址是什么？(要求寫出計算步驟)

(4)則邏輯地址093CH所對應的物理地址是什么？(要求寫出計算步驟)

15142/7/202353解:[分析]分頁存儲管理的邏輯地址分為兩部分:頁號和頁內地址。由已知條件“用戶編程空間共32個頁面”,可知頁號部分占5位；由“每頁為1KB”,1K=210,可知頁內地址占10位。由“內存為16KB”,可知有16塊,塊號為4位。(3)邏輯地址0A5CH所對應的二進制表示形式是:

0000101001011100,根據上面的分析,下劃線部分為頁內地址,編碼“000010”為頁號,表示該邏輯地址對應的頁號為2。查頁表,得到物理塊號是4(十進制),即物理塊地址為:0100,拼接塊內地址1001011100,得01001001011100,即125CH。(4)邏輯地址093CH所對應的二進制表示形式是:

0000100100111100,根據上面的分析,下劃線部分為頁內地址,編碼“000010”為頁號,表示該邏輯地址對應的頁號為2。查頁表,得到物理塊號是4(十進制),即物理塊地址為:0100,拼接塊內地址0100111100,得01000100111100,即113CH。2/7/20235429、已知某進程訪問以下頁面:0、0、3、1、1、4、0、5、6、6、2、4、6、7、7、0、0、6、7、2,如果進程有3個頁框可用且使用下列置換算法,求出現缺頁的次數及缺頁率。(1)先進先出FIFO置換算法(2)最近最久未使用LRU置換算法2/7/202355331310140004054056256246247047067062(1)先進先出FIFO置換算法缺頁次數:13次(算前3個),缺頁率:13/20=65%2/7/202356331310140004054056256246746706726(2)最近最久未使用LRU置換算法缺頁次數:12次(算前3個),缺頁率:12/20=60%2/7/20235730、已知某進程訪問以下頁面:4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5,當分配該進程的物理塊數M分別是3和4時,分別采用先進先出FIFO置換算法和最近最久未使用LRU置換算法,求出現缺頁的次數及缺頁率,并比較所得結果。2/7/202358332324214441431435235215(1)先進先出FIFO置換算法(3個物理塊時)缺頁次數:9次(算前3個),缺頁率:9/12=75%2/7/202359332324214441431435432132(2)最近最久未使用LRU置換算法(3個物理塊時)缺頁次數:10次(算前3個),缺頁率:10/12=83%1522/7/202360(3)先進先出FIFO置換算法(4個物理塊時)缺頁次數:10次(算前3個),缺頁率:10/12=83%

4444

3323232115

4215

4315

4325

4321

53212/7/202361(4)最近最久未使用LRU置換算法(4個物理塊時)缺頁次數:8次(算前3個),缺頁率:8/12=67%

4444

3323235114

3524

3124

31252/7/202362 通過以上缺頁次數和缺頁率的分析計算,可以看出,對于最近最久未使用LRU置換算法,增加物理塊數,可以減少缺頁次數,降低缺頁率,而對先進先出FIFO置換算法,增加物理塊數,不一定能減少缺頁次數。2/7/202363操作系統第五章設備管理院(系):計算機科學與技術學院研究室:軟件支持技術教師:王紅濱2/7/2023641、通過硬件和軟件的功能擴充,把原來獨占的設備改造成若干用戶共享的設備,這種設備稱為( )A.存儲設備 B.系統設備 C.虛擬設備 D.用戶設備2、CPU輸出數據的速度遠遠高于打印機的打印速度,為解決這一矛盾,可采用( )A.并行技術 B.通道技術 C.緩沖技術 D.虛擬存儲技術3、為了使多個進程能有效地同時處理I/O,最好使用( )結構的緩沖技術。A.緩沖池 B.單緩沖區 C.雙緩沖區 D.循環緩沖區CCA2/7/2023654、磁盤屬于((1) ),信息的存取是以((2) )單位進行的,磁盤的I/O控制主要采取((3) )方式,打印機的I/O控制主要采取((3) )方式。(1)A.字符設備 B.獨占設備 C.塊設備 D.虛擬設備(2)A.位 B.字節 C.幀 D.數據塊(3)A.程序I/O方式 B.中斷驅動I/O方式 C.DMA D.SPOOLing5、下面關于設備屬性的論述中正確的為( )A.字符設備的一個基本特征是可尋址的,即能指定輸入時的源地址和輸出時的目標地址B.共享設備必須是可尋址的和可隨機訪問的設備C.共享設備是指在同一時刻內,允許多個進程同時訪問的設備D.在分配共享設備和獨占設備時,都可能引起進程死鎖CDCBB2/7/2023666、下面關于虛擬設備的論述中,正確的是( )A.虛擬設備是指允許用戶使用比系統中具有的物理設備更多的設備B.虛擬設備是指把一個物理設備變成多個對應的邏輯設備C.虛擬設備是指允許用戶以標準化方式來使用物理設備D.虛擬設備是指允許用戶程序不必全部裝入內存便可使用系統中的設備7、通道是一種特殊((1) ),具有((2) )能力,它用于實現((3) )之間的信息傳輸。(1)A.I/O設備B.設備控制器 C.處理機 D.I/O控制器(2)A.執行I/O指令集 B.執行CPU指令集 C.傳輸I/O指令 D.運行I/O進程(3)A.內存與外設 B.CPU與外設 C.內存與外存D.CPU與外存BCAA2/7/2023678、為實現設備分配,應為每一個設備設置一張((1)),在系統中配置一張((1)),為實現設備的獨立性,系統中應設置一張((2))(1)A.設備控制表 B.控制器控制表 C.系統設備表 D.設備分配表(2)A.設備開關表 B.I/O請求表 C.系統設備表 D.邏輯設備表9、下面不適合磁盤調度算法的是( )A.FCFS B.SCAN C.SSTF D.時間片輪換算法10、在大型系統中,主機通常是通過( )和( )與外設相連。ACDD通道設備控制器2/7/20236811、操作系統中通常采用的I/O控制方式有( )、( )、( )和( )。在對打印機進行I/O控制時,通常采用( ),對磁盤的I/O控制采用( )控制方式。而DMA是指允許( )與( )之間直接交換數據的控制器,在DMA中必須設置地址寄存器,用于存放( )。12、SPOOLing系統是由磁盤中的( )和( ),內存中的( )和( ),以及( )和( )所構成。SPOOLing是對脫機I/O工作方式的模擬,SPOOLing系統中的( )和( )是對脫機輸入輸出中的磁盤進行模擬,( )和( )是對脫機輸入輸出中的外圍控制機進行模擬。程序I/O方式直接存儲器訪問DMAI/O控制方式I/O通道控制方式中斷驅動I/O控制方式中斷驅動I/O控制方式DMA外部設備內存內存起始地址輸入井輸出井輸入緩沖區輸出緩沖區輸入進程輸出進程輸入井輸出井輸入進程輸出進程2/7/20236913、設備管理中引入緩沖區機制的主要原因是( )、( )和( )。14、設備管理的主要功能是( )、( )、( )、( )及( )等。緩和CPU與I/O設備之間速度不匹配矛盾減少對CPU的中斷頻率,放寬對CPU中斷響應時間的限制提高CPU和I/O設備之間的并行性緩沖區管理設備分配設備處理虛擬設備實現設備獨立性2/7/20237015、假定一磁盤有200個柱面,編號為0—199,在完成了磁道125處的請求后,當前正在磁道143處為一個請求服務。若請求隊列的先后順序為 86,147,91,177,94,150,102,175,130試分別采用FCFS(先來先服務)、SSTF(最短尋道時間優先)、SCAN(掃描)算法和CSCAN(循環掃描)完成上述請求,寫出磁頭移動的順序,并計算存取臂移動總量(單位為磁道數)。2/7/202371答:采用FCFS算法調度時(當前143) 被訪問的下一個磁道號 移動距離(磁道數) 86 57 147 61 91 56 177 86 94 83 150 56 102 48 175 73 130 45 總移動量:5652/7/202372采用SSTF算法調度時(當前14