操作系统例题讲解

换策略，置换算法采用改进的时钟算法，当有页面新装入内存时，页表的时钟指针指向新装入页面的下一个
在内存的表项。设当前进程 P 的页表如下（“时钟”指针指向逻辑页面 3 的表项）：
逻辑页号
页框号
访问位 r
修改位 m
内外标识
0
101H
0
0
1
1
—
0
2
110H
1
0
1
3
138H
0
0
1
4
—
0
5
100H
1
1
1
问 题： ⑴ 当进程 P 依次对逻辑地址执行下述操作： ① 引用 4C7H； ② 修改 19B4H； ③ 修改 0C9AH； 写出进程 P 的页表内容；
B
C
P0
2
0
0
0
3
1
1
2
1
P1
3
2
1
2
1
0
P2
0
1
2
2
0
2
P3
0
0
0
0
0
2
P4
2
1
0
0
3
1
P5
0
0
1
0
0
0
对上一状态用死锁检测算法，P5、P3 能完成，P0、P1、P2、P4 不能完成，
发生死锁，参与死锁的进程为 P0、P1、P2、P4。
六、信号量与 P/V 操作
一南北流向的小河上有一座独木桥，如下图所示：
-4-
西面过河者算法： P(w_wait); /*后续过桥者将在此等待*/ P(mutex); if (east_crossing > 0)
{ west_wait ++ ; if (west_wait= =1) P(e_wait); //西边有等待，东边后续过桥者将等待 V ( mutex ) ; P ( wq ); /*西边第一位过桥者在此等待*/
8/3
P2
0
1
2
12
14
14
7
P3
4
4
3
4
9
5
5/3
P4
0
2
4
0
12
12
3
P5
5
5
2
5
7
2
1
平均周转时间=(8+14+5+12+2)/5=41/5=8.2 (ms)
平均带权周转时间=(8/3+7+5/3+3+1)/5=46/15≈3.07(ms)
二、存储管理
某系统采用虚拟页式存储管理方式，页面大小为 2KB，每个进程分配的页框数固定为 4 页。采用局部置
} else { P(num); /*过河人数超过 4 人则等待*/ west_crossing++; V ( mutex ); } V(w_wait); <上独木桥过河>; P ( mutex ) ; west_crossing -- ; V(num); /*过桥人数减少 1 人*/ if (west_crossing = = 0) { if (east_wait > 0) do
{ west_wait– –; west_crossing ++ ; V ( wq ) ; /*唤醒西边第一位等待者*/
} V(w_wait); /*唤醒西边后续的等待者*/ } V ( mutex ) ;
七、处理机调度算法
某系统按最短剩余时间（Shortest Remaining Time First）优先算法调度 CPU。已知四个进程 P1、P2、P3、 P4 的到达时间和 CPU 阵发时间如下（时间单位：毫秒）：
解： ⑴ 调度结果的 Gantt 图如下：
CPU 阵发时间（ms） 3 2 3 4 2
P4
P1
P3
P5
P3
P1
P4
P2
0
2
(2) 时间计算：
4
5
7
9
10
12
14
进程 P1
到达时间 （ms）
2
优先级 3
运行时间 （ms）
3
开始时间 （ms）
2
完成时间 （ms）
10
周转时间 （ms）
8
带权周转 时间（ms）
{east_wait ++ ; if (east_wait= =1) P(w_wait); //东边有等待，西边后续过桥者将等待 V ( mutex ) ; P ( eq ); /*东边第一位过桥者在此等待*/
} else { P(num); /*过河人数超过 4 人则等待*/ east_crossing++; V ( mutex ); } V(east_wait); <上独木桥过河>; P ( mutex ) ; east_crossing -- ; V(num); /*过桥人数减少 1 人*/ if (east_crossing = = 0) { if (west_wait > 0) do
0
0
0
0
0
2
P4
2
1
0
0
3
1
P5
0
0
1
0
0
0
上一状态没有死锁。
因为，用死锁检测算法，进程 P5、P0、P1、P2、P3、P4 能依次运行完。
⑵ 在⑴所确定的状态下，系统接收请求：request[0]=(0,3,1)，系统状态变化如下：
allocation
A
B
C
request
A
B
C
available
A
引用 4C7H，页表表项 0：r=1；
② 逻辑地址 19B4H=0001 1001 1011 0100B，高于 11 位为 3，所以该地址访问逻辑页面 3；
修改 19B4H，页表表项 3：r=1, m=1;
③ 逻辑地址 0C9AH=0000 1100 1001 1010B，高于 11 位为 1，所以该地址访问逻辑页面 1；
-2-
⑵ 总寻道时间=1×155=155（ms） 一次访盘的旋转时间=1/(2R)=1/(2×7500/min)=(60×1000)/(2×7500)ms=4(ms) 请求序列共 12 次访盘，总旋转延迟时间=4×12=48(ms) 1 次访盘的传输时间=1/(R×32)=(60×1000)/(7500×32)=1/4ms 12 次访盘总传输时间=1/4×12=3(ms) 总访盘处理时间=155+48+3=206(ms)
四、文件系统
（1）给出“用户打开文件表”和“系统打开文件表”的形式，并图示二者之间的联系； （2）说明“写文件”系统调用命令 write(fd,buf,count)的实现过程。
解：⑴ 用户打开文件表和系统打开文件表图示如下：
文件 打开 读写 系统打开 描述符 方式 指针 文件表入口
fd1
进程 P1 的用户打开文件表
⑵ 在 ⑴ 的基础上，当 P 对逻辑地址 27A8H 进行访问， 该逻辑地址对应的物理地址是多少？
-1-
解： 页面大小为 2KB，2KB=2×210=211，
即逻辑地址和物理地址的地址编码的低 11 位为页内偏移；
⑴ ① 逻辑地址 4C7H=0100 1100 0111B，高于 11 位为 0，所以该地址访问逻辑页面 0；
操作系统例题讲解
一、调度算法
对如下表所示的 5 个进程：
进程
到 达 时 间 （ ms）
优先级
P1
2
3
P2
0
1
P3
4
4
P4
0
2
P5
5
5
采用可剥夺的静态最高优先数算法进行调度（不考虑系统开销）。
问 题： ⑴ 画出对上述 5 个进程调度结果的 Gantt 图； ⑵ 计算 5 个进程的平均周转时间、平均带权周转时间。
Process
Arrival time
Burst time
P1
0
10
P2
3
6
P3
4
3
P4
7
4
问题：
⑴ 画出按最短剩余时间优先的 CPU 调度算法得到的进程调度结果的 Gantt 图； ⑵ 计算四个进程的平均等待时间、平均周转时间、平均带权周转时间。
解：⑴ 按最短剩余时间优先调度算法的进程调度结果 Gantt 图：
文件 打开 读写 系统打开 描述符 方式 指针 文件表入口
FCB 主部 文件号 共享计数 修改标志
15
2
0/1
系统打开文件表
fd2
进程 P2 的用户打开文件表
（2）write(fd,buf,count)的实现过程如下： 参数含义：fd：文件描述符；count：写出记录个数；buf：内存起始位置； 执行步骤：① 由 fd 查找用户打开文件表，找到对应的系统打开文件表入口； ② 根据用户打开文件表中所记录的打开方式和存取方式核查访问的合法性； ③ 查系统打开文件表，找到文件的地址； ④ 计算欲访问起始记录的地址； ⑤ 如果需要，申请存储块； ⑥ 将内存中由 buf 起始的 count 个记录写到文件中由当前写指针所确定的区域； ⑦ 调整用户打开文件表的读写指针。
2
1
0
0
3
1
P5
0
0
1
0
0
，系统依次接收请求：request[0]=(1,0,0)、request[1]=(2,1,0)、request[3]=(0,0,2)， 给出系统状态变化情况，并说明没有死锁。