【免费下载】操作系统第五次作业参考答案

作业共有3次：
操作系统作业（2011-04-18）、操作系统作业（2011-04-21）、课本（P159-26）
操作系统作业（2011-04-18）：
1、下表给出了五个进程的执行时间和优先数，规定优先数越小优先权越大，在某时刻这
五个进程按照P0、P1、P2、P3、P4的顺序同时到达，求在采用如下算法时进程的平均周转时间和平均带权周转时间。

（1）先来先服务调度算法（2）短进程优先调度算法（3）时间片轮转调度算法（时间片为5ms）（4）优先权调度算法
进程执行时间（ms）优先数
P0203
P1152
P2354
P3251
P4405
[参考答案]：（1）作业执行顺序：P0、P1、P2、P3、P4；71ms；2.50
（2）作业执行顺序：P1、P0、P3、P2、P4；68ms； 2.25
（3）作业执行顺序：略；105ms； 3.83
（4）作业执行顺序：P3、P1、P0、P2、P4；71ms； 2.55
2、在分页存储管理系统中，存取一次内存的时间是8us，查询一次快表的时间是1us，缺
页中断的时间是20us，假设页表的查询与快表的查询同时进行。

当查询页表时，如果该页在内存但快表中没有页表项，系统将自动把该页页表项送入快表。

（1）求对某一数据进行一次存取可能需要的时间？
（2）现连续对同一页面上的数据进行4次连续读取，求每次读取数据可能需要的时间?
[参考答案]：
(1) 当系统对数据进行存取时，有3种可能性：
①所存取的数据的页面在内存，其页表项已经存储到快表，此时存取数据的时间是：
查询快表的时间+存取内存数据的时间=1us+8us= 9us
②所存取的数据的页面在内存，但是其页表项没有存储到快表，没有命中快表，此时
存取数据的时间是：查询页表的时间+存取内存数据的时间=8us+8us= 16us
③所存取的数据的页面不在内存，发生缺页中断，此时存取数据的时间是：
查询页表的时间+缺页中断的时间+查询页表的时间+存取内存数据的时间
=8us+20us+8us+8us = 44us
(2) 当对某一数据进行4次连续读取时：
①第1次可能的时间为：1us+8us= 9us；8us+8us= 16us；8us+20us+8us+8us=44us。

②第2次时，对应页面的页表项已经交换到快表中。

因为存取是连续的，不存在页面
被淘汰的可能性，所以第2次、第3次、第4次的存取时间是一样的，消耗的时间为1us+8us= 9us。

3、在一个分页存储管理系统中，逻辑地址长度为16位，页面大小为4096字节，现有一
逻辑地址2F6AH，且第0、1、2页依次存放在物理块5、10、11中，问相应的物理地址为多少（请用十六进制表示）？并画出地址转换图。

[参考答案]：（BF6AH）注意：还要画出地址转换图
操作系统作业（2011-04-21）：
1、假定某采用页式存储管理系统中，主存容量为1MB，被分成256块，块号为
0，1，2，……255。

现有一个共4页（页号为0，1，2，3）的作业被依次装入到主存的第2，4，1，5块中。

请回答：
（1）主存地址应该用多少位来表示？
（2）作业每一页的长度为多少字节？逻辑地址中的页内地址部分应占用多少位？
（3）画出页表并给出作业中每一页占用的主存块起始地址。

（4）若作业执行中要从第0页的第75单元和第3页的第548单元读信息，那么，实际应从主存的哪两个单元读信息？请把应访问的主存绝对地址用十六进制数表示。

[参考答案]
（1）主存地址应该用20位来表示。

（2）作业每一页的长度应为2 12 =4096个字节，逻辑地址中的页内地址部分应占用12位。

（3）作业中每一页占用主存块的起始地址为：
页号块号起始地址
0 2 8K
1 4 16K
2 1 4K
3 5 20K
（4）若作业执行中要从第0页的第75单元读信息，则实际应从主存的第2块第75单元读，应访问的主存绝对地址用十六进制数表示为0204BH。

若要从第3页的第548单元读信息，则实际应从主存的第5块第548单元读，应访问的主存绝对地址用十六进制数表示为：05224H。

2、兄弟俩共用一个账号，他们都可以用该账号到任何一家联网的银行自动存款或取款。

假定银行的服务系统由“存款”和“取款”两个并发进程组成，且规定每次的存款额和取款额总是为100元。

若进程结构如下：
begin
amount：integer；
amount：＝0；
cobegin
Process SAVE
m1：integer；
begin
m1：＝amount；
m1：＝m1+100；
amount：＝m1
end；
Process TAKE
m2：integer；
begin
m2：＝amount；
m2：＝m2-100；
amount：＝m2
end；
coend；
end；
请回答下列问题：
（1）请估计该系统工作时会出现怎样的错误？为什么？
（2）若哥哥先存了两次钱，但在第三次存钱时弟弟却正在取钱，则该账号上可能出现的余额为多少？正确的余额应该为多少？
（3）为保证系统的安全，若用PV操作来管理，应怎样定义信号量及其初值？解释信号量的作用。

（4）在程序的适当位置加上P操作和V操作，使其能正确工作。

[参考答案]
（1）系统工作时会出现与时间有关的错误，这是因为并发进程中没有对共享变量amount的使用加以限制，进程交叉访问amount时就会出错。

（2）账号上可能出现的余额为100元或200元或300元，正确的余额应该为200元（3）用PV操作管理时可定义一个信号量S,S的初值为1，信号量S用于限制进程互斥地进入相关临界区执行。

（4）使用PV操作管理后能保证正确并发执行的进程结构如下：
begin
amount:integer;
s:semaphore;
amount:=0; s:=1;
cobegin|
Process SAVE
m1:integer;
begin
P(S);
m1:=amount;
m1:=m1+100;
amount:=m1;
V(S)
end;
Process TAKE
m2:integer;
begin
P(S);
m2:=amount;
m2:=m2-100;
amount:=m2;
V(S)
end;
coend:
end;
3、有一仓库，可存放A和B两种产品，每次入库时只能存入A或B一种产品，每次出库
时只能取出A或B一种产品。

现要求：
（1）-30<A产品数量-B产品数量<40
（2）A产品数量+B产品数量<200
试用P、V操作描述产品的入库过程和出库过程。

[参考答案]
main()
{
Semaphore empty=199; //A+B<200
Semaphore full=0;
Semaphore mutex=1;
Semaphore AB=39; //A-B<40
Semaphore BA=29; //B-A<30
Cobegin
InLib();
OutLib();
Coend
}
入库过程InLib(): 出库过程OutLib() :
while(有产品入库) while(有产品出库)
{ {
if(产品为A) if(产品为A)
{ P(empty); { P(full)
P(AB) P(BA)
P(mutex) P(mutex)
A产品入库A产品出库
V(mutex) V(mutex)
V(BA) V(AB)
V(full); V(empty)
}else{ }else{
P(empty); P(full);
P(BA) P(AB);
P(mutex) P(mutex)
B产品入库B产品出库
V(mutex) V(mutex)
V(AB) V(BA)
V(full); V(empty)
} }
} }
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