操作系统 计算题
操作系统计算题答案
1.设某进程所需要的服务时间t=k ⨯q,k 为时间的个数,q 为时间长度且为常数.当t 为一定值时,令q →0,则有k →∞.从而服务时间为t 的进程的响应时间T 是t 的连续函数.对应于时间片调度方式RR,先来先服务方式FCFS 和线性优先级调度方式SRR,其响应时间函数分别为:Trr(t)=()λμμ-⨯tTfc(t)=()λμ-1Tsr(t)=()()()'11λμμλμ-⨯---t其中'λ=()λ⨯-ab1=r λ⨯取(μλ,)=(50,100),分别改变r 的值,计算Trr(t),Tfc(t)和Tsr(t),并画出其时间变化图.2.对实时系统的频率单调调度算法,对于由3个周期组成的实时任务序列,设每个周期为Ti(i=1,2,3),其相应任务的执行时间为C i(i=1,2,3).计算说明当进程执行时间与周期比之和为0.7时,能否保证用户所要求的时限(32=1.266).3.有5个批处理作业(A,B,C,D,E)几乎同时到达一个计算中心,估计运行时间分别为2,4,6,8,10分钟,它们的优先数分别为1,2,3,4,5(数值小的优先级低),在使用最高优先级优先调度算法时,计算作业的平均周转时间.解答:1.对(,λμ)=(50,100)T rr (t)=t,T fc (t)=1/50,T sr (t)=1/50-(1-100t)/(100-50t) 0r →时,T sr (t)→1/100+t 1r →时, T sr (t)→2t 图象如下:只有T sr (t)受r 值影响,且r 值增大,T sr (t)的斜率增大,y 截距由1/100趋向0,服务时间也增加。
题目:4.假定某页式管理系统,主存为64KB,分成16块,块号为0,1,2,3,4,K K ,15,设某作业有4页,其页号为0,1,2,3,被分别装入主存的2,4,1,6块,试问:(1)该作业的总长度是多少字节?(按十进)(2)写出该作业每一页在主存中的起始地址.(3)若给出逻辑地址[0,100],[1,50],[2,0],[3,60],请计算出相应的内存地址.(方括号内的第一个元素为页号,第二个元素为页内地址).5.有一个虚存系统,某进程内存占了3页,开始时内存为空, 执行如下访问页号顺序后:1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5.(1).采用先进先出(FIFO)淘汰算法,缺页次数是多少?(2).采用最近最少使用(LRU)淘汰算法,缺页次数是多少?6.有一只铁笼子,每次只能放入一只动物,猎人向笼中放入老虎,农民向笼中放入羊,野生动物园等待取笼中的老虎,饭店等待取笼中的羊,试用P.V操作写出能同步执行的程序.解答:4.解:(1)每块长度=64KB/16=4KB于是由题目可知,每页也是4KB。
操作系统计算题
计算题:一、 生产消费者问题为解决生产者消费者问题,应该设两个同步信号量,一个说明空缓冲区的数目,用S1 表示,初值为有界缓冲区的大小N ,另一个说明已用缓冲区的数目,用S2表示,初值 为0。
由于在此问题中有M 个生产者和N 个消费者,它们在执行生产活动和消费活动中要对有界缓冲区进行操作。
由于有界缓冲区是一个临界资源,必须互斥使用,所以,另外还需要设置一个互斥信号量mutex ,其初值为1。
二、 地址转换例1:若在一分页存储管理系统中,某作业的页表如下所示。
已知页面大小为1024字节,试将逻辑地址1011,2148,3000,4000,5012转化为相应的物理地址。
页号 块号0 21 32 13 6解:本题中,为了描述方便,设页号为P ,页内位移为W ,逻辑地址为A ,页面大小为L ,则:p=int(A/L)w=A mod L对于逻辑地址1011p=int(1011/1024)=0w=1011 mod 1024=1011查页表第0页在第二块,所以物理地址为3059。
对于逻辑地址2148p=int(2148/1024)=2w=2148 mod 1024=100查页表第2页在第1块,所以物理地址为1124。
对于逻辑地址3000p=int(3000/1024)=2w=3000 mod 1024=928查页表第2页在第1块, 所以物理地址为1796。
对于逻辑地址4000p=int(4000/1024)=3w=4000mod 1024=928查页表第3页在第6块, 所以物理地址为7072。
对于逻辑地址5012p=int(5012/1024)=4w=5012mod1024=916因页号超过页表长度,该逻辑地址非法。
例2:在一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,现有一逻辑地址为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?解:由题目所给给条件可知,本页式系统的逻辑地址结构为:逻辑地址2F6AH的二进制表示如下:由此可知逻辑地址2F6AH的页号为2,该页存放在第11号物理块中,用十六进制表示志号为B,所以物理地址为BF6AH.三、求文件最大长度例:设文件索引节点中有7个地址项,其中4个地址项为直接地址索引,2个地址项是一级间接地址索引,1个地址项是二级间接地址索引,每个地址项大小为4字节,若磁盘索引块和盘块大小均为256字节,则可表示的单个文件的最大长度是多少?解答:本题的文件结构属混合索引分配方式。
操作系统 复习 计算题
计算题:(很多重复的,看看同类型的怎么做就行了)(一)有一计算机系统采用如下图所示的位示图(行号、列号都从0开始编号)来管理空闲盘块。
如果盘块从0开始编号,每个盘块的大小为1KB。
(12分)⑴现要为文件分配两个盘块,试具体说明分配过程。
⑵若要释放磁盘的第300块,应如何处理?0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15123456(二)在分页存储管理方式中,地址空间共32位。
问:可访问的内存空间的大小是多少?如果用12位表示页内地址,则系统的一个物理块有多大?一个进程最多能分多少个页?(8分)1、假设计算机系统采用CSCAN(循环扫描)磁盘调度策略,使用2KB的内存空间记录16384个磁盘的空闲状态(14分)(1)、请说明在上述条件如何进行磁盘块空闲状态的管理。
(2)、设某单面磁盘的旋转速度为每分钟6000转,每个磁道有100个扇区,相临磁道间的平均移动的时间为1ms。
若在某时刻,磁头位于100号磁道处,并沿着磁道号增大的方向移动,磁道号的请求队列为50,90,30,120对请求队列中的每个磁道需读取1个随机分布的扇区,则读完这个扇区点共需要多少时间?需要给出计算过程。
(二)在请求分页式存储管理方式中,假定系统为某进程分配了四个物理块,页的引用顺序为:7,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1,且采用固定分配局部算法,则若采用最佳置换算法、先进先出页面置换算法、LRU置换算法时分别产生多少次缺页中断?(6分)(一)假定有一个进程A,它的工作流程图如下所示,如果系统中进程只有三种状态(就绪、执行、阻塞),且进程被进程调度选中后就可投入运行,时间片q=200ms,请顺序列出其从开始到结束所经历的状态转化过程,并注明原因。
(6分)开始磁盘I/O请求磁带I/O请求打印请求结束计算250ms 计算50ms 计算200ms 计算150ms(二)设有一分页存储管理系统,向用户提供的逻辑地址空间最大为16页,每页2048字节,内存总共有8个存储块,试问逻辑地址至少应为多少位?内存空间多大?(6分)(三)有一计算机系统采用如下图所示的位示图(行号、列号都从0开始编号)来管理空闲盘块。
国开期末考试《操作系统》机考试题及答案(第8套)
国开期末考试《操作系统》机考试题及答案(第8套)一、选择题(每题2分,共20分)1. 下列哪个不是操作系统的五大功能?A. 进程管理B. 存储管理C. 文件管理D. 网络管理E. 作业管理2. 进程的三个基本状态是____、____和____。
A. 运行、就绪、挂起B. 运行、就绪、终止C. 运行、阻塞、挂起D. 运行、阻塞、终止3. 在操作系统中,用于实现进程同步和互斥的机制是____。
A. 信号量B. 临界区C. 互斥锁D. 以上都是4. 下列哪种分配方式可用于内存分配?A. 固定分配B. 可变分配C. 虚拟内存D. 以上都是5. 下列哪个不属于文件系统的功能?A. 文件存储B. 文件检索C. 文件传输D. 文件保护二、填空题(每题2分,共20分)1. 操作系统的目标是____、____、____和____。
2. 进程可以分为三种类型:____、____和____。
3. 进程的三个基本状态是____、____和____。
4. 操作系统的五大功能模块包括:____、____、____、____和____。
5. 虚拟存储器是实现____和____的技术。
三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述进程和线程的区别。
2. 简述操作系统的调度策略。
3. 简述文件系统的组织结构。
四、计算题(每题10分,共20分)1. 一个计算机系统有10个进程,每个进程的平均运行时间分别为:5分钟、8分钟、10分钟、12分钟、15分钟、18分钟、20分钟、22分钟、25分钟和27分钟。
假设系统采用最短作业优先调度策略,求系统的平均作业响应时间。
2. 假设一个计算机系统的内存容量为4GB,页大小为4KB,采用分页虚拟存储器管理方式。
求系统的虚拟地址空间大小、物理地址空间大小和缺页中断次数。
五、综合题(25分)假设你是一家操作系统的开发人员,请根据以下需求,设计一个简单的操作系统:1. 支持多道程序设计,能够同时运行多个进程。
操作系统原理计算题及答案
一、某系统对主存采用页式管理,供用户使用的主存区域共640K字节,被分成160块,块号为0,1,2……159。
现有一作业的地址空间共占4页,其页号为0,1,2,,3,被分配到主存的第2,4,1,5块中,回答:(1)作业每一页的长度为多少字节?4K(2)写出该作业被装入主存时,其对应的页表。
逻辑页号主存块号0 21 42 13 5(3)把该作业的每一页在主存中的起始地址(用16进制表示)填在下表中页号起始地址123二、两个并发进程的程序如下:beginN:integer;N:=1;cobeginprocess AbeginL1:N:=N+1;go to L1;end;process BbeginL2:print(N);N:=0;go to L2;end;coend;end;请回答:(1)指出这两个并发进程的临界区。
进程A的临界区:N:=N+1进程B的临界区: N:=0(2)指出它们并发执行时可能出现的“与时间有关的错误”。
进程B执行了print(N)后被中断;在执行N:=0之前插入了进程A执行N:=N+1,则出现“与时间有关的错误”。
(3)用PV操作进行管理,写出使它们能正确并发执行的程序。
begin N:=integer; N:=1;s:=semaphore;s:=1cobeginprocess AbeginL1:p(s);n:=N+1;V(s);go to L1;end;process BbeginL2:p(s);end;Print(N);coend;N:=0;end;V(s);go to L2三.桌子有一个盘子,每次只能放入一个水果,爸爸专向盘中放苹果,妈妈专向盘中放桔子,女儿专等吃盘中的苹果,儿子专等吃盘中的桔子,试用P,V操作写出他们能正确同步的并发过程。
答案:解:设公用信号量S=1表示盘子,私用信号量S1=0表示苹果,私用信号量S2=0表示桔子。
他们能正确同步的并发过程如下:爸爸P1 妈妈P2 女儿P3 儿子P4P(S) P(S) P(S1) P(S2)放苹果放桔子取苹果取桔子V(S1) V(S2) V(S) V(S)四.假定一个阅览室可供50个人同时阅读。
操作系统考试题及答案
操作系统考试题及答案一、选择题1. 在操作系统中,进程和程序的主要区别是:- A. 进程是动态的,程序是静态的- B. 进程是静态的,程序是动态的- C. 进程和程序没有区别- D. 进程是程序的执行实例答案:D2. 下列哪个不是操作系统的主要特性?- A. 并发性- B. 共享性- C. 虚拟性- D. 独立性答案:D3. 在现代操作系统中,虚拟内存的实现主要依靠: - A. 硬盘- B. 内存- C. CPU- D. 网络答案:A二、简答题1. 简述操作系统的五大功能。
- 操作系统的五大功能包括:进程管理、存储管理、文件系统管理、设备管理以及用户接口。
2. 描述死锁的四个必要条件。
- 死锁的四个必要条件是:互斥条件、占有和等待条件、不可剥夺条件、循环等待条件。
三、计算题1. 假设一个系统有5个进程,它们的最大并发数为10。
如果每个进程平均需要3次CPU时间,每次CPU时间平均为20ms,计算系统的平均响应时间。
设系统响应时间总和为T,每个进程响应时间R = 3 * 20ms。
系统响应时间总和T = 5 * R = 5 * 3 * 20ms。
平均响应时间 = T / 5 = (5 * 3 * 20ms) / 5 = 60ms。
四、论述题1. 论述操作系统中进程调度的三种基本算法:先来先服务(FCFS)、短作业优先(SJF)和轮转调度(RR)。
- 先来先服务(FCFS):按照进程到达时间的先后顺序进行调度,不考虑进程的执行时间长短。
- 短作业优先(SJF):优先调度执行时间较短的进程,以减少平均等待时间,但可能导致长作业饥饿。
- 轮转调度(RR):将就绪队列中的进程按照时间片轮转调度,每个进程轮流获得CPU时间片,适用于实时要求不高的系统。
五、案例分析1. 假设一个操作系统需要处理大量的文件操作,分析文件系统的两种主要类型:文件分配表(FAT)和日志文件系统(JFS)。
- 文件分配表(FAT):通过一个表来记录文件在磁盘上的存储位置,简单易实现,但随着文件数量的增加,效率会降低。
操作系统计算题
计算题:一、 生产消费者问题为解决生产者消费者问题,应该设两个同步信号量,一个说明空缓冲区的数目,用S1 表示,初值为有界缓冲区的大小N,另一个说明已用缓冲区的数目,用S2表示,初值 为0。
由于在此问题中有M 个生产者与N 个消费者,它们在执行生产活动与消费活动中要对有界缓冲区进行操作。
由于有界缓冲区就是一个临界资源,必须互斥使用,所以,另外还需要设置一个互斥信号量mutex,其初值为1。
二、 地址转换 例1:若在一分页存储管理系统中,某作业的页表如下所示。
已知页面大小为1024字节,试将逻辑地址1011,2148,3000,4000,5012转化为相应的物理地址。
页号 块号0 21 32 13 6解:本题中,为了描述方便,设页号为P,页内位移为W,逻辑地址为A,页面大小为L,则:p=int(A/L)w=A mod L对于逻辑地址1011p=int(1011/1024)=0w=1011 mod 1024=1011查页表第0页在第二块,所以物理地址为3059。
对于逻辑地址2148p=int(2148/1024)=2w=2148 mod 1024=100查页表第2页在第1块,所以物理地址为1124。
对于逻辑地址3000p=int(3000/1024)=2w=3000 mod 1024=928查页表第2页在第1块, 所以物理地址为1796。
对于逻辑地址4000p=int(4000/1024)=3w=4000mod 1024=928查页表第3页在第6块, 所以物理地址为7072。
对于逻辑地址5012p=int(5012/1024)=4w=5012mod1024=916因页号超过页表长度,该逻辑地址非法。
例2:在一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,现有一逻辑地址为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?解:由题目所给给条件可知,本页式系统的逻辑地址结构为:逻辑地址2F6AH的二进制表示如下:由此可知逻辑地址2F6AH的页号为2,该页存放在第11号物理块中,用十六进制表示志号为B,所以物理地址为BF6AH、三、求文件最大长度例:设文件索引节点中有7个地址项,其中4个地址项为直接地址索引,2个地址项就是一级间接地址索引,1个地址项就是二级间接地址索引,每个地址项大小为4字节,若磁盘索引块与盘块大小均为256字节,则可表示的单个文件的最大长度就是多少?解答:本题的文件结构属混合索引分配方式。
操作系统计算题答案
操作系统计算题答案1.设某进程所需要的服务时间t=k ⨯q,k 为时间的个数,q 为时间长度且为常数.当t 为一定值时,令q →0,则有k →∞.从而服务时间为t 的进程的响应时间T 是t 的连续函数.对应于时间片调度方式RR,先来先服务方式FCFS 和线性优先级调度方式SRR,其响应时间函数分别为:T rr(t)=()λμμ-⨯t T fc(t)=()λμ-1 T sr (t)=()()()'11λμμλμ-⨯---t 其中'λ=()λ⨯-a b 1=r λ⨯ 取(μλ,)=(50,100),分别改变r 的值,计算T rr (t),T fc (t)和T sr(t),并画出其时间变化图.2.对实时系统的频率单调调度算法,对于由3个周期组成的实时任务序列,设每个周期为T i(i=1,2,3),其相应任务的执行时间为C i(i=1,2,3).计算说明当进程执行时间与周期比之和为0.7时,能否保证用户所要求的时限(32=1.266).3.有5个批处理作业(A,B,C,D,E)几乎同时到达一个计算中心,估计运行时间分别为2,4,6,8,10分钟,它们的优先数分别为1,2,3,4,5(数值小的优先级低),在使用最高优先级优先调度算法时,计算作业的平均周转时间.解答:1.对(,λμ)=(50,100) T rr (t)=t,T fc (t)=1/50,T sr (t)=1/50-(1-100t)/(100-50t)0r →时,T sr (t)→1/100+t1r →时, T sr (t)→2t 图象如下: ysr (t) 0 x 0 x 0 x 只有T sr (t)受r 值影响,且r 值增大,T sr (t)的斜率增大,y 截距由1/100趋向0,服务时间也增加。
题目:4.假定某页式管理系统,主存为64KB,分成16块,块号为0,1,2,3,4,K K ,15,设某作业有4页,其页号为0,1,2,3,被分别装入主存的2,4,1,6块,试问:(1)该作业的总长度是多少字节?(按十进)(2)写出该作业每一页在主存中的起始地址.(3)若给出逻辑地址[0,100],[1,50],[2,0],[3,60],请计算出相应的内存地址.(方括号内的第一个元素为页号,第二个元素为页内地址).5.有一个虚存系统,某进程内存占了3页,开始时内存为空, 执行如下访问页号顺序后:1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5.(1).采用先进先出(FIFO)淘汰算法,缺页次数是多少?(2).采用最近最少使用(LRU)淘汰算法,缺页次数是多少?6.有一只铁笼子,每次只能放入一只动物,猎人向笼中放入老虎,农民向笼中放入羊,野生动物园等待取笼中的老虎,饭店等待取笼中的羊,试用P.V操作写出能同步执行的程序.解答:4.解:(1)每块长度=64KB/16=4KB于是由题目可知,每页也是4KB。
操作系统习题带附标准答案
操作系统习题带附标准答案第五章⼀、问答题1、简述页式虚拟存储管理的基本原理。
2、交换扩充了内存,因此,交换也实现了虚拟存储器。
这句话对吗?不对。
交换是把各个进程完整地调⼊内存,运⾏⼀段时间,再放回磁盘上。
虚拟存储器是使进程在只有⼀部分在内存的情况下也能运⾏。
交换是把整个进程换⼊换出主存。
⽽虚拟存储器的基本思想是程序的⼤⼩可以超过物理内存的⼤⼩,操作系统把程序的⼀部分调⼊主存来运⾏,⽽把其他部分保留在磁盘上。
故交换并未实现虚拟存储器。
3、简述虚拟存储器的实现原理。
4、简述快表的作⽤。
5、什么是紧凑?什么时候紧凑?6、⽐较存储管理中的连续分配和离散分配⽅式。
7、当系统中的地址空间⾮常⼤时(例如32位),会给页表的设计带来什么问题?请给出⼀个⽅案并分析其优缺点。
答:会导致页表过长从⽽很难找到⼀块连续的存储空间存放页表,此外如果页表中的⾏不连续也会加⼤访问页表的查找时间。
可以⽤多级页表解决这个问题,将页表分页,离散地存储在不同区域,同时建⽴另⼀张页表映射原来页表的每⼀页。
优点是不需要⼤块的连续空间,但并没有减少页表的空间,同时也增加了访存次数。
8、缺页中断和⼀般中断有什么区别?9、简述分页存储管理的基本思想和页表的作⽤。
10、交换扩充了内存,因此,交换也实现了虚拟存储器。
这句话对吗?11、叙述简单Clock置换算法的实现⽅案。
12、解释静态重定位与动态重定位。
13、什么叫紧凑,什么时候紧凑?14、为了实现虚拟页式存储管理,页表应该包含哪些内容?15、页和段有哪些区别?16、覆盖技术和交换技术的特点是什么?17、简述分页和分段的区别。
18、什么是紧凑?什么时候紧凑?19、简述虚拟存储器的定义。
20、简述分页和分段的区别21什么叫可重⼊代码?22、局部性原理可以体现在哪两个⽅⾯,其具体含义是什么?23、分页和分段的主要区别是什么?⼆、计算题1、现有⼀分页虚拟存取管理系统,其页表保存在寄存器中。
若有⼀个可⽤的空页或被替换的页未被修改,则它处理⼀个缺页中断需要8ms。
操作系统期末考试题及答案
操作系统期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 在操作系统中,进程和线程的主要区别是:A. 进程有独立的内存空间,线程共享内存空间B. 进程和线程没有区别C. 进程和线程共享内存空间D. 线程有独立的内存空间,进程共享内存空间答案:A2. 以下哪个是操作系统的五大基本功能之一?A. 文件管理B. 网络通信C. 用户界面D. 数据加密答案:A3. 在分页存储管理中,页表的作用是:A. 存储进程的代码和数据B. 实现虚拟内存C. 存储页的物理地址D. 映射虚拟地址到物理地址答案:D4. 死锁的必要条件不包括:A. 互斥条件B. 请求和保持条件C. 不剥夺条件D. 循环等待条件答案:B5. 在操作系统中,文件系统的主要作用是:A. 管理进程B. 管理内存C. 管理设备D. 管理文件和目录答案:D(此处省略其他选择题)二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述进程和程序的区别。
答案:进程是程序在执行时的状态,包括程序代码、数据、堆栈等,是资源分配的基本单位。
程序是静态的指令集合,是进程执行的指令集合,不包含执行状态信息。
2. 描述死锁的概念及其产生的原因。
答案:死锁是指在多进程系统中,两个或多个进程因争夺资源而造成的一种僵局,每个进程都在等待其他进程释放资源,而其他进程又在等待它释放资源,导致系统无法继续运行。
死锁产生的原因通常包括:互斥条件、请求和保持条件、不剥夺条件和循环等待条件。
3. 解释虚拟内存的概念及其工作原理。
答案:虚拟内存是一种内存管理技术,它允许计算机通过硬盘空间来扩展可用的内存。
操作系统将虚拟内存划分为多个页面,当物理内存不足时,可以将一些不常用的页面从物理内存移动到硬盘上,这个过程称为页面置换。
虚拟内存使得程序可以使用比物理内存更大的地址空间,提高了内存的使用效率。
三、计算题(每题15分,共30分)1. 假设有一个具有4个页面的程序,页面大小为4KB,程序的起始地址为0x1000,页面起始地址为0x0。
操作系统选综合练习
第一章作业一、计算题内存中有三个作业按照A---B---C的优先级次序执行,CPU计算和外设操作如下表所示:请给出多道程序运行的时间关系图,完成这三个程序共用去多少时间?分单通道和双通道讨论?比单道方式节约多少时间?(MS)二、简述题1、什么是操作系统?2、操作系统有哪些特征?3、如何理解操作系统的不确定性?4、操作系统有哪些分类?5、如何理解多道并发?6请简述操作系统的引导过程7、云操作系统如何理解?8、什么是多核计算机,什么是网络操作系统?第二章作业一、基本理论题1、进程,线程,管程之间的区别与联系?2、什么是原语?3、什么是进程调度?4、内核功能有哪些?5、信号量怎么理解?6、举例说明死锁?7、系统调用怎么理解?8、临界区,临界资源?9、进程创建的步骤?10、进程状态切换的原因有哪些?11、什么是挂起?12、如何理解多核与多线程?13、互斥与同步?14、死锁产生的原因与条件?15、什么是死锁定理?16、如何理解银行家算法?17、高级调度,中级调度,低级调度如何理解?18 、CPU 的核心态如何理解?二、算法题1、分析生产者与消费者模型中的互斥与同步关系,设计恰当的信号量,给出P-v 代码的实现2、设计恰当的信号量实现读者---写者模型中的互斥与同步,要求分别给出读优先,写优先,读写公平的代码设计3、哲学家进餐模型的互斥如何实现,请用两种不同的算法实现,分别给出代码设计4、桌子上有一只盘子最多可容纳两个水果每次只能放入或取出一个水果。
爸爸专向盘子中放苹果apple 妈妈专向盘子中放橘子orange两个儿子专等吃盘子中的橘子两个女儿专等吃盘子中苹果。
请用P, V操作来实现爸爸、妈妈、儿子、女儿之间的同步与互斥关系。
5、三个进程共用两个缓冲区S和T, GET负责送数据到S, COPY负责从S中复制数据,把复制好的数据送入到T中,PUT负责把T中的数据打印,要求S 和T 反复循环使用,请给出正确的P---v 代码设计三、计算题1、P 和Q 两个进程优先级相同,信号量S1=S2=0 并发执行后的X=? Y=? Z=?VOID P(VOID ) { Y=1;Y=9;Y+=3;V(S1); Z=Y+1;P(S2);Y+=Z;}VOID Q( VOID) { X=1;Y=8;Y+=5;P(S1);X+=Y;V(S2);Z+=X;}2、有三种类型的资源,5个进程,A资源的数量17, B的数量5个,C的数量20个, 在T 时刻系统状态如下所示:1、T时刻是否安全,若是给出安全序列2、T时刻P2请求(0,3,4)能否分配为什么?3、在(2)的基础上P4请求(2,0,1)能否分配为什么?4、在(3)的基础上P1请求(0,2,0)能否分配为什么?3、某系统有R1, R2, R3共三种资源,T0时刻P1, P2, P3, P4四个进程对资源的占用和需求情况如下所示:系统的可用资源(2,1,2)1、用向量或矩阵表达系统中各种资源总数和此时各个进程对资源的需求数量如果此时P1和P2都发出REQUEST(1,0,为了保证系统的安全性应该如何分配资源给这两个进程,说明原因2、如果(2)中两个请求立即得到满足后,系统此时是否处于死锁状态。
操作系统考试题及答案
操作系统考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 在操作系统中,进程和程序的区别是什么?A. 进程是程序的执行实例B. 程序是进程的代码部分C. 进程是程序的存储部分D. 程序是进程的输入数据2. 死锁的必要条件不包括以下哪一项?A. 互斥条件B. 请求和保持条件C. 不剥夺条件D. 资源饥饿条件3. 页面置换算法中,LRU算法的全称是什么?A. Least Recently UsedB. Last Recently UsedC. Longest Recently UsedD. Latest Recently Used4. 在操作系统中,虚拟内存的作用是什么?A. 提供更多的物理内存B. 允许程序使用比物理内存更多的内存C. 减少程序的执行时间D. 提高CPU的利用率5. 以下哪个不是操作系统提供的服务?A. 文件系统B. 进程管理C. 内存管理D. 网络通信协议6. 进程的三种基本状态包括哪些?A. 运行态、就绪态、等待态B. 运行态、阻塞态、就绪态C. 运行态、阻塞态、等待态D. 就绪态、等待态、睡眠态7. 操作系统的设备管理主要解决什么问题?A. 内存分配B. 磁盘空间分配C. 设备分配和数据传输D. CPU时间分配8. 批处理系统的主要特点是什么?A. 交互性B. 多任务处理C. 作业成批处理D. 实时性9. 分时系统的主要优点是什么?A. 程序运行速度快B. 资源共享C. 系统可靠性高D. 易于编程10. 微内核操作系统的设计思想是什么?A. 所有服务都运行在内核空间B. 内核只包含最基本的服务C. 用户程序和内核程序运行在同一个地址空间D. 内核和用户程序之间没有界限答案:1-5 ADBCB 6-10 BBACC二、简答题(每题10分,共30分)1. 请简述操作系统的五大基本功能。
答:操作系统的五大基本功能包括:进程管理、内存管理、文件系统、输入/输出管理和设备管理。
2. 什么是进程的上下文切换?请简述其过程。
操作系统复习题计算题
复习题(1)用一个执行时间图描述在采用非抢占优先级算法时执行这些作业的情况;(2)对于上述算法,各个作业的周转时间是多少?平均周转时间是多少?(3)对于上述算法,各个作业的带权周转时间是多少?平均带权周转时间是多少二、有两个程序,A程序按顺序使用CPU 10S,使用设备甲5S,使用CPU 5S,使用设备乙10S,最后使用CPU 10S。
B程序按顺序使用设备甲10S,使用CPU 10S,使用设备乙5S,使用CPU 5S,使用设备乙10S。
在顺序环境下先执行A程序再执行B程序,CPU的利用率是多少?提示:CPU利用率=CPU运行时间/程序运行时间。
三、在单机系统中,系统中各个进程到达就绪队列的时刻、执行时间和优先级如下表所示。
假设进程的调度时间忽略不计。
请分别给出采用下面不同的进程调度算法时各个进程的调度次序,画出执行时间图,并计算平均周转时间、平均带权周转时间。
(1)先来先服务调度算法;(2)时间片轮换调度算法(时间片为1ms);(3)抢占式短进程优先调度算法;(4)抢占式优先级调度算法;(5)非抢占式优先级调度算法。
四、假设在单CPU条件下有下列要执行的作业:(1)用一个执行时间图描述在非抢占优先级算法时,执行这些作业的情况。
(2)用一个执行时间图描述在RR算法时(不考虑优先级),执行这些作业的情况(时间片为1单位)。
五、设系统中只有一台打印机,有三个用户的程序在执行过程中都要使用打印机输出计算结果。
设每个用户程序对应一个进程。
问:这三个进程间有什么样的制约关系?试用P 、V 操作写出这些进程使用打印机的算法。
六、有三个进程P1,P2和P3并发工作。
进程P1需用资源S3和S1;进程P2需用资源S1和S2;进程P3需用资源S2和S3。
回答:(1)若对资源分配不加限制,会发生什么情况?为什么? (2)为保证进程正确工作,应采用怎样的资源分配策略?为什么? 七、用信号灯及P 、V 操作来描述右图 1、说明进程的同步关系:2、设置信号灯,说明含义、初值。
操作系统 计算题
四、计算题1.有以下三个作业,分别采用先来先服务和短作业优先作业调度算法。
试问它们的平均周转时间各是什么?是否还可以给出一种更好的调度算法,使其平均周转时间优于这两种调度算法?解:(1)采用先来先服务作业调度算法时的实施过程如下。
这时,作业的调度顺序是1→2→3。
其平均周转时间为:(8 + 11.6 + 12)/ 3 = 10.53 (2)采用短作业优先作业调度算法时的实施过程如下。
这里要注意,在作业1运行完毕进行作业调度时,作业2和3都已经到达。
由于是实行短作业优先作业调度算法,因此先调度作业3运行,最后调度作业2运行。
所以,这时的作业调度顺序是1→3→2。
其平均周转时间为:(8 + 8 + 12.6)/ 3 = 9.53(3)还可以有更好的作业调度算法,使其平均周转时间优于这两种调度算法。
例如,如果知道在作业1后面会来两个短作业,那么作业1到达后,先不投入运行。
而是等所有作业到齐后,再按照短作业优先作业调度算法进行调度,具体实施过程如下。
这时的作业调度顺序是3→2→1。
其平均周转时间为:(1 + 5.6 + 14)/ 3 = 6.87 2.有一组作业,它们的到达时间和所需CPU时间如下所示,分别采用先来先服务和短作业优先作业调度算法,给出它们的调度顺序、作业周转时间以及平均周转时间。
解:(1)采用先来先服务作业调度算法时的实施过程如下:这时,作业的调度顺序是1→2→3→4,其平均周转时间为:(70 + 60 + 60 + 45)/ 4 = 58.75 (2)采用短作业优先作业调度算法时的实施过程如下:这时,作业的调度顺序是1→4→3→2,其平均周转时间为:(70 + 5 + 35 + 75)/ 4 = 46.25三、简答题1.对临界区的管理应遵循哪些基本准则?答:为了合理利用临界资源,保证进程互斥地进入临界区,对临界区的管理应遵循以下准则:(1)空闲让进。
当无进程处于临界区时,表明临界资源处于空闲状态,应允许一个请求进入临界区的进程立即进入自己的临界区,以有效地利用临界资源。
操作系统复习题计算题
复习题(1)用一个执行时间图描述在采用非抢占优先级算法时执行这些作业的情况;(2)对于上述算法,各个作业的周转时间是多少平均周转时间是多少(3)对于上述算法,各个作业的带权周转时间是多少平均带权周转时间是多少二、有两个程序,A程序按顺序使用CPU 10S,使用设备甲5S,使用CPU 5S,使用设备乙10S,最后使用CPU 10S。
B程序按顺序使用设备甲10S,使用CPU 10S,使用设备乙5S,使用CPU 5S,使用设备乙10S。
在顺序环境下先执行A程序再执行B程序,CPU 的利用率是多少提示:CPU利用率=CPU运行时间/程序运行时间。
三、在单机系统中,系统中各个进程到达就绪队列的时刻、执行时间和优先级如下表所示。
假设进程的调度时间忽略不计。
请分别给出采用下面不同的进程调度算法时各个进程的调度次序,画出执行时间图,并计算平均周转时间、平均带权周转时间。
(1)先来先服务调度算法;(2)时间片轮换调度算法(时间片为1ms);(3)抢占式短进程优先调度算法;(4)抢占式优先级调度算法;(5)非抢占式优先级调度算法。
四、假设在单CPU条件下有下列要执行的作业:(1)用一个执行时间图描述在非抢占优先级算法时,执行这些作业的情况。
(2)用一个执行时间图描述在RR算法时(不考虑优先级),执行这些作业的情况(时间片为1单位)。
五、设系统中只有一台打印机,有三个用户的程序在执行过程中都要使用打印机输出计算结果。
设每个用户程序对应一个进程。
问:这三个进程间有什么样的制约关系试用P 、V 操作写出这些进程使用打印机的算法。
六、有三个进程P1,P2和P3并发工作。
进程P1需用资源S3和S1;进程P2需用资源S1和S2;进程P3需用资源S2和S3。
回答:(1)若对资源分配不加限制,会发生什么情况为什么 (2)为保证进程正确工作,应采用怎样的资源分配策略为什么 七、用信号灯及P 、V 操作来描述右图 1、说明进程的同步关系:2、设置信号灯,说明含义、初值。
操作系统计算题答案剖析
1.设某进程所需要的服务时间t=k ⨯q,k 为时间的个数,q 为时间长度且为常数.当t 为一定值时,令q →0,则有k →∞.从而服务时间为t 的进程的响应时间T 是t 的连续函数.对应于时间片调度方式RR,先来先服务方式FCFS 和线性优先级调度方式SRR,其响应时间函数分别为:Trr(t)=()λμμ-⨯tTfc(t)=()λμ-1Tsr(t)=()()()'11λμμλμ-⨯---t其中'λ=()λ⨯-ab1=r λ⨯取(μλ,)=(50,100),分别改变r 的值,计算Trr(t),Tfc(t)和Tsr(t),并画出其时间变化图.2.对实时系统的频率单调调度算法,对于由3个周期组成的实时任务序列,设每个周期为Ti(i=1,2,3),其相应任务的执行时间为C i(i=1,2,3).计算说明当进程执行时间与周期比之和为0.7时,能否保证用户所要求的时限(32=1.266).3.有5个批处理作业(A,B,C,D,E)几乎同时到达一个计算中心,估计运行时间分别为2,4,6,8,10分钟,它们的优先数分别为1,2,3,4,5(数值小的优先级低),在使用最高优先级优先调度算法时,计算作业的平均周转时间.解答:1.对(,λμ)=(50,100)T rr (t)=t,T fc (t)=1/50,T sr (t)=1/50-(1-100t)/(100-50t) 0r →时,T sr (t)→1/100+t 1r →时, T sr (t)→2t 图象如下:只有T sr (t)受r 值影响,且r 值增大,T sr (t)的斜率增大,y 截距由1/100趋向0,服务时间也增加。
题目:4.假定某页式管理系统,主存为64KB,分成16块,块号为0,1,2,3,4, ,15,设某作业有4页,其页号为0,1,2,3,被分别装入主存的2,4,1,6块,试问:(1)该作业的总长度是多少字节?(按十进)(2)写出该作业每一页在主存中的起始地址.(3)若给出逻辑地址[0,100],[1,50],[2,0],[3,60],请计算出相应的内存地址.(方括号内的第一个元素为页号,第二个元素为页内地址).5.有一个虚存系统,某进程内存占了3页,开始时内存为空, 执行如下访问页号顺序后:1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5.(1).采用先进先出(FIFO)淘汰算法,缺页次数是多少?(2).采用最近最少使用(LRU)淘汰算法,缺页次数是多少?6.有一只铁笼子,每次只能放入一只动物,猎人向笼中放入老虎,农民向笼中放入羊,野生动物园等待取笼中的老虎,饭店等待取笼中的羊,试用P.V操作写出能同步执行的程序.解答:4.解:(1)每块长度=64KB/16=4KB于是由题目可知,每页也是4KB。
操作系统试题 - 计算题
四、计算题1. 这是一个从键盘输入到打印机输出的数据处理流图,其中键盘输入进程通过缓冲区buf1 把输入数据传送给计算进程,计算进程把处理结果通过缓冲buf2 传送给打印进程。
buf1 和buf2 为临界资源,试写出键盘输入进程,计算进程及打印进程间的同步算法。
(10分)输入进程→ buf1 →计算进程→ buf2 →打印进程解答:从键盘输入到打印机输出的数据传送过程,可以看作是由键盘输入进程到计算进程,以及由计算进程到打印输出进程这两个数据传送进程所组成。
其中,对键盘输入进程而言,计算进程是消费者进程;而对打印输出进程而言,计算进程又是生产者进程。
据此可将它们之间的同步问题描述如下:var:mutex1,mutex2,empty1,empty2,full1,full2:=1,1,1,1,0,0;IP:beginrepeatP(empty);P(mutex1);input a charcter from keyboard;Add to buffer;V(mutex1);V(full);until falseendCP:beginrepeatP(full);P(mutex1);Take a charactor form buffer1;Add to ch1;V(mutex1);V(empty1);P(empty2);P(mutex2);Take a charactor form ch1;Add to buffer2;V(mutex2);V(full2);until falseendOP:beginrepeatp(full2);P(mutex2);Take a charactor from buffer2;Add to printer controler;start printer;V(mutex2);V(empty2);until falseend3.设系统有三种类型的资源,数量为(4,2,2),系统中有进程A,B,C按如下顺序请求资源:进程A申请(3,2,1)进程B申请(1,0,1)进程A申请(0,1,0)进程C申请(2,0,0)请你给出一和防止死锁的资源剥夺分配策略,完成上述请求序列,并列出资源分配过程,指明哪些进程需要等待,哪些资源被剥夺。
操作系统原理计算题及答案
一、某系统对主存采用页式管理,供用户使用的主存区域共640K字节,被分成160块,块号为0,1,2……159。
现有一作业的地址空间共占4页,其页号为0,1,2,,3,被分配到主存的第2,4,1,5块中,回答:(1)作业每一页的长度为多少字节?4K(2)写出该作业被装入主存时,其对应的页表。
逻辑页号主存块号0 21 42 13 5(3)把该作业的每一页在主存中的起始地址(用16进制表示)填在下表中页号起始地址123二、两个并发进程的程序如下:beginN:integer;N:=1;cobeginprocess AbeginL1:N:=N+1;go to L1;end;process BbeginL2:print(N);N:=0;go to L2;end;coend;end;请回答:(1)指出这两个并发进程的临界区。
进程A的临界区:N:=N+1进程B的临界区: N:=0(2)指出它们并发执行时可能出现的“与时间有关的错误”。
进程B执行了print(N)后被中断;在执行N:=0之前插入了进程A执行N:=N+1,则出现“与时间有关的错误”。
(3)用PV操作进行管理,写出使它们能正确并发执行的程序。
begin N:=integer; N:=1;s:=semaphore;s:=1cobeginprocess AbeginL1:p(s);n:=N+1;V(s);go to L1;end;process BbeginL2:p(s);end;Print(N);coend;N:=0;end;V(s);go to L2三.桌子有一个盘子,每次只能放入一个水果,爸爸专向盘中放苹果,妈妈专向盘中放桔子,女儿专等吃盘中的苹果,儿子专等吃盘中的桔子,试用P,V操作写出他们能正确同步的并发过程。
答案:解:设公用信号量S=1表示盘子,私用信号量S1=0表示苹果,私用信号量S2=0表示桔子。
他们能正确同步的并发过程如下:爸爸P1 妈妈P2 女儿P3 儿子P4P(S) P(S) P(S1) P(S2)放苹果放桔子取苹果取桔子V(S1) V(S2) V(S) V(S)四.假定一个阅览室可供50个人同时阅读。
操作系统考试题及答案
操作系统考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 在现代操作系统中,进程和线程的区别主要在于:A. 进程有独立的地址空间,线程共享进程地址空间B. 进程和线程都有独立的地址空间C. 进程和线程共享相同的资源D. 进程和线程没有区别答案:A2. 分页和分段存储管理方式的主要区别在于:A. 分页是固定大小的内存块,分段是可变大小的内存块B. 分页和分段都是固定大小的内存块C. 分页是可变大小的内存块,分段是固定大小的内存块D. 分页和分段没有区别答案:A3. 死锁的必要条件包括:A. 互斥条件、占有和等待、不可剥夺条件、环路等待条件B. 互斥条件、占有和等待、可剥夺条件、环路等待条件C. 互斥条件、释放和等待、不可剥夺条件、环路等待条件D. 互斥条件、占有和等待、不可剥夺条件、可剥夺条件答案:A4. 以下哪个算法不是页面置换算法?A. 最近最少使用(LRU)B. 最优页面置换(OPT)C. 先进先出(FIFO)D. 堆排序答案:D5. 操作系统中的文件系统主要负责:A. 内存管理B. 进程调度C. 文件存储、检索和组织D. 网络通信答案:C6. 虚拟内存技术允许:A. 程序的地址空间大于物理内存B. 程序的地址空间等于物理内存C. 程序的地址空间小于物理内存D. 程序不能使用内存答案:A7. 以下哪个不是操作系统提供的系统调用?A. fork()B. read()C. printf()D. exec()答案:C8. 在操作系统中,设备驱动程序的作用是:A. 管理内存B. 管理进程C. 管理输入输出设备D. 管理文件系统答案:C9. 以下哪个是实时操作系统的特点?A. 优先级调度B. 轮询调度C. 先来先服务调度D. 随机调度答案:A10. 操作系统中的用户态和内核态的主要区别在于:A. 用户态可以执行所有指令,内核态只能执行特权指令B. 内核态可以执行所有指令,用户态只能执行非特权指令C. 用户态和内核态都可以执行所有指令D. 用户态和内核态没有区别答案:B二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述进程和程序的区别。
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四、计算题1.有以下三个作业,分别采用先来先服务和短作业优先作业调度算法。
试问它们的平均周转时间各是什么?是否还可以给出一种更好的调度算法,使其平均周转时间优于这两种调度算法?解:(1)采用先来先服务作业调度算法时的实施过程如下。
这时,作业的调度顺序是1→2→3。
其平均周转时间为:(8 + 11.6 + 12)/ 3 = 10.53(2)采用短作业优先作业调度算法时的实施过程如下。
这里要注意,在作业1运行完毕进行作业调度时,作业2和3都已经到达。
由于是实行短作业优先作业调度算法,因此先调度作业3运行,最后调度作业2运行。
所以,这时的作业调度顺序是1→3→2。
其平均周转时间为:(8 + 8 + 12.6)/ 3 = 9.53(3)还可以有更好的作业调度算法,使其平均周转时间优于这两种调度算法。
例如,如果知道在作业1后面会来两个短作业,那么作业1到达后,先不投入运行。
而是等所有作业到齐后,再按照短作业优先作业调度算法进行调度,具体实施过程如下。
这时的作业调度顺序是3→2→1。
其平均周转时间为:(1 + 5.6 + 14)/ 3 = 6.872.有一组作业,它们的到达时间和所需CPU时间如下所示,分别采用先来先服务和短作业优先作业调度算法,给出它们的调度顺序、作业周转时间以及平均周转时间。
解:(1)采用先来先服务作业调度算法时的实施过程如下:这时,作业的调度顺序是1→2→3→4,其平均周转时间为:(70 + 60 + 60 + 45)/ 4 = 58.75 (2)采用短作业优先作业调度算法时的实施过程如下:这时,作业的调度顺序是1→4→3→2,其平均周转时间为:(70 + 5 + 35 + 75)/ 4 = 46.25三、简答题1.对临界区的管理应遵循哪些基本准则?答:为了合理利用临界资源,保证进程互斥地进入临界区,对临界区的管理应遵循以下准则:(1)空闲让进。
当无进程处于临界区时,表明临界资源处于空闲状态,应允许一个请求进入临界区的进程立即进入自己的临界区,以有效地利用临界资源。
(2)忙则等待。
当已有进程进入临界区时,表明临界资源正在被访问,因而其他试图进入临界区的进程必须等待,以保证对临界资源的互斥访问。
(3)有限等待。
对要求访问临界资源的进程,应保证在有限时间内能进入自己的临界区,以免陷入“死等”状态。
(4)让权等待。
当进程不能进入自己的临界区时,应立即释放处理机,以免进程陷入“忙等”状态。
2.什么是死锁?死锁的预防措施有哪些?答:死锁是指多个并发执行的进程因竞争系统资源而造成的一种僵局,若无外力作用,这些进程都将无法向前推进。
由于产生死锁的4个必要条件必须同时存在,系统才会产生死锁,所以,只要使4个必要条件中至少有一个不能成立,就可以达到预防死锁的目的。
(1)破坏“请求和保持”条件,优点是简单、易于实现且很安全;(2)破坏“不剥夺”条件,在采用这种方法预防死锁时,进程是在需要资源时才提出请求。
这样,一个已经保持了某些资源的进程,当它再提出新的资源要求而不能立即得到满足时,必须释放它已经保持的所有资源,待以后需要时再重新申请。
这种预防死锁方法,实现起来比较复杂,且要付出很大代价。
(3)破坏“循环等待”条件,在这种方法中规定,系统将所有的资源按类型进行线形排队,并赋予不同的序号。
这种预防死锁的策略与前两种策略比较,其资源利用率和系统吞吐量,都有较明显的改善。
由于互斥性是某些资源的固有特性,所以一般不破坏互斥条件。
3.进程之间有哪些基本的通信方式?分别有什么特点?答:进程通信根据交换信息量的多少分为高级通信和低级通信。
低级通信一般只传送一个或几个字节的信息,以达到控制进程执行速度的作用(如P、V操作);高级通信则要传送大量数据,目的不是为了控制进程的执行速度,而是为了交换信息。
高级进程通信方式有很多种,大致可归为三类:共享存储器、管道通信和消息传递。
(1)共享存储器:在内存种分配一片空间作为共享存储区。
需要进行通信的进程把它附加到自己的地址空间中,不需要时则把它取消。
(2)管道通信:它是连接两个命令的一个打开文件。
一个命令向该文件中写入数据,为写者;另一个命令从该文件中读出数据,为读者。
(3)消息传递:它以消息为单位在进程间进行数据交换。
三、简答题1.将一个程序装入内存通常有哪几种方式?答:(1)绝对装入方式。
绝对装入方式是由装入程序根据装入模块中的地址将程序和数据装入内存。
程序中所使用的绝对地址,既可在编译或汇编时给出,也可由程序员直接赋予。
采用绝对装入方式的前提是地址空间的容量要足够且可用。
这种方式对于单道程序是可行的。
但对于多道程序来讲,程序员需要准确地了解内存分区及使用的情况,正确定位程序或数据的内存地址,避免冲突的发生,而且一旦程序或数据被修改后,可能需要改变程序中的所有地址。
(2)可重定位装入方式。
可重定位装入又称静态重定位装入,装入程序根据内存当前的实际使用情况,将装入模块装入到内存适当的地方,地址变换在装入时一次完成。
这种方式采用相对地址来存放程序和数据。
一般设定程序的地址空间从0开始,当需要装入该程序时,通过转换来确定它们在内存中的实际位置。
(3)动态运行时装入方式。
动态运行时装入又称动态重定位装入,在把装入模块装入内存后,并不立即把装入模块中的相对地址转换为绝对地址,而是把这种地址转换推迟到程序真正要执行时才进行。
因此,装入内存后的所有地址都仍是相对地址。
为使地址转换不影响指令的执行速度,这种方式需要特殊硬件的支持。
2. 简述基本分页存储管理的主要优缺点。
答:基本分页存储管理的主要优点有:不要求作业或进程的程序和数据在内存中连续存放,从而有效地解决了碎片问题;提高了内存的利用率,又有利于组织多道程序运行。
主要缺点有:采用动态地址转换机构降低了CPU的速度;由于作业的地址空间不一定是存储块的整数倍,因而最后一个存储块往往是装不满的,即出现了块内碎片问题;要求运行的作业必须全部装入内存才能运行,如果现有的空闲块不足以满足该作业的要求,作业只能等待,浪费了内存空闲空间。
3. 什么是虚拟存储器?虚拟存储器具有哪些特征?答:所谓虚拟存储器,是指具有请求调入功能和置换功能,把内存和外存结合起来使用,能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统。
其逻辑容量和内存大小无直接关系,主要由内存容量和外存容量之和所决定,其运行速度接近于内存速度,而成本却又接近于外存。
虚拟存储器的特征可以概括为以下4点:(1)离散性:装入虚拟存储器的进程都是离散存放的,这是虚拟存储器的基础。
(2)多次性:一个作业被分成多次调入内存运行,即在作业运行时没必要将其全部装入,只需将当前要运行的那部分程序和数据装入内存,以后每当运行到尚未调入的那部分程序时,再将它调入。
(3)对换性:允许在作业的运行过程中进行换进、换出。
在进程运行期间,允许将那些暂不使用的程序和数据,从内存调至外存的对换区(换出),待以后需要时再将它们从外存调至内存(换进)。
(4)虚拟性:指能够从逻辑上扩充内存容量,虚拟出一个较大的逻辑空间,使用户所看到的内存容量远大于实际内存容量。
4. 简述分页与分段的区别。
答:分段和分页的区别:段式管理和页式管理都采用离散分配方式,且地址转换都需要硬件的支持。
但它们也存在以下几个方面的不同:(1)页是信息的物理单位,分页是为了提高内存的利用率,与源程序的逻辑结构无关,由系统自动完成,对用户是不可见的;段是信息的逻辑单位,分段是为了满足用户的需要,段对用户是可见的。
(2)页的大小固定不变,由系统决定,页只能以页大小的整数倍地址开始;段的大小不固定,由用户编写的程序决定,段可以从内存的任何地址开始。
(3)分页的逻辑地址空间是一维的,用一个记忆符就可以表示一个地址;分段的地址空间是二维的,为了标志一个地址,用户必须给出段号和段内地址。
(4)页是信息的物理单位,页的共享和保护受到限制;段是信息的逻辑单位,段可以充分实现共享和保护。
(5)段式管理与分区管理一样可能产生内存碎片,而页式管理则能很好地消除碎片。
5. 常用的页面置换算法有哪几种?试比较它们的优缺点。
答:常用的页面置换算法有最佳置换算法、先进先出置换算法、最近最久未使用置换算法和Clock置换算法。
最佳置换算法性能最好,是一种理想情况下的页面置换算法,但无法实现;先进先出置换算法简单,易实现,性能最差,可能出现Belady现象,淘汰驻留内存时间最长的页面,不实用;最近最久未使用置换算法性能较好,是对最佳置换算法最好的逼近,根据历史信息选择淘汰页面,常被采用,但对硬件要求较高;Clock置换算法易发生缺页中断。
6.试述缺页中断与一般中断的区别。
答:在计算机系统中,由于某些事件的出现,打断了当前程序的运行,而使CPU去处理出现的事件,这称为“中断”。
通常,计算机的硬件结构都是在执行完一条指令后,去检查有无中断事件发生的。
如果有,那么就暂停当前程序的运行,而让CPU去执行操作系统的中断处理程序,这叫“中断响应”。
CPU在处理完中断后,如果不需要对CPU重新进行分配,那么就返回被中断进程的程序继续运行;如果需要进行CPU的重新分配,那么操作系统就会去调度新进程。
由上面的讲述可以看出,缺页中断与一般中断的区别如下。
(1)两种中断产生的时刻不同:缺页中断是在执行一条指令中间时产生的中断,并立即转去处理;而一般中断则是在一条指令执行完毕后,当硬件中断装置发现有中断请求时才去响应和处理。
(2)处理完毕后的归属不同:缺页中断处理完后,仍返回到原指令去重新执行,因为那条指令并未执行;而一般中断则是或返回到被中断进程的下一条指令去执行,因为上一条指令已经执行完了,或重新调度,去执行别的进程程序。
三、简答题1.在操作系统的设备管理中,为什么要引入缓冲?答:引入缓冲的主要原因有如下几点:(1)引入缓冲可以进一步改善CPU和I/O设备之间速度不匹配的情况。
(2)可以协调逻辑记录大小和物理记录大小不一致的问题。
(3)缓冲技术的引入还可以减少对CPU的中断次数,放宽CPU对中断响应时间的限制。
2.简述SPOOLing系统的主要特点。
答:(1)提高了I/O的速度。
从对低速I/O设备进行的I/O操作变为对输入井或输出井的操作,如同脱机操作一样,提高了I/O速度,缓和了CPU与低速I/O设备速度不匹配的矛盾。
(2)将独占设备改造为共享设备。
因为在SPOOLing系统中,实际上并没为任何进程分配设备,而只是在输入井或输出井中为进程分配一个存储区和建立一张I/O请求表。
这样,便把独占设备改造为共享设备。
(3)实现了虚拟设备功能。
多个进程同时使用一个独享设备,而对每一进程而言,都认为自己独占这一设备,不过,该设备是逻辑上的设备。
3.磁盘调度算法有哪几种?各自的特点是什么?(1)先来先服务(FCFS)。