操作系统大题

1.假设有一磁盘含有64000块,块号记为1～64000,现用2000个32位(Bit)的字作该盘的位

示图,试问第59999块对应于位示图中第几字的第几位(字、位均从0开始);而第1599字的第17位对应于磁盘的第几块?

2.页式存储管理中,主存空间按页分配,可用一张“位示图”构成主存分配表。假设主存容

量为2M字节,页面长度为512字节,若用字长为32位的字作主存分配的“位示图”需要多少个字？如页号从1开始,字号与字内位号(从高位到低位)均从1开始,试问:第2999页对应于何字何位;99字19位又对应于第几页？

3.进程P1使用缓冲区buffer向进程P2,P3,P4发送消息,要求每当P1向buffer中发消息时,

只有当P2,P3,P4进程都读取这条消息后才可向buffer中发送新的消息。利用P、V原语描述如下图所示进程的动作序列。

4、有如下图所示的工作模型:

三个进程P0、P1、P2与三个缓冲区B0、B1、B2,进程间借助相邻缓冲区传递消息:P0每次从B0中取出一条消息经加工后送入B1中,P1每次从B1中取出一条消息经加工后送入B2中,P2每次从B2中取出一条消息经加工后送入B0中。B0,B1,B2分别可存放3,2,2个消息。初始时B0中有2个消息,B1 ,B2中各有1个消息。用P、V操作写出P0,P1,P2的同步及互斥流程。

5、在一个生产车间中,有3个工人共同协作生产某种产品,工人1负责生产零件A并放入车间的货架,工人2负责生产零件B并放入车间的货架,工人3从货架上获取零件,并将1个零件A与一个零件B组装成成品运出车间,车间的货架上最多共可以存放1000个零件,为了保证合理的库存与零件配比,当某种零件数量比另一种零件数量多出100个时,相应的工人暂时停止该种零件的生产。试用PV操作描述上述生产过程。

6、某银行提供1个服务窗口与10个顾客等待座位。顾客到达银行时,若有空座位,则到取号机领取一个号,等待叫号。取号机每次仅允许一位顾客使用。当营业员空闲时,通过叫号选取一位顾客,并为其服务。顾客与营业员的活动过程描述如下:

7、在一个采用页式虚拟存储管理的系统中,有一用户作业,它依次要访问的字地址序列就是:115,228,120,88,446,102,321,432,260,167,若该作业的第0页已经装入主存,现分配给该作业的主存共300字,页的大小为100字,请回答下列问题:

(1)按FIFO调度算法,将产生多少次缺页中断？依次淘汰的页号就是什么？缺页中断率为多少？

(2)按LRU调度算法,将产生多少次缺页中断？依次淘汰的页号就是什么？缺页中断率为多少？

8、请求分页管理系统中,假设某进程的页表内容如下表所示。

页表内容

页面大小为4KB,一次内存的访问时间就是100ns,一次快表(TLB)的访问时间就是10ns,处理一次缺页的平均时间为108ns(已含更新TLB与页表的时间),进程的驻留集大小固定为2,采用最近最少使用置换算法(LRU)与局部淘汰策略。假设①TLB初始为空;②地址转换时先访问TLB,若TLB未命中,在访问页表(忽略访问页表之后的TLB更新时间);③有效位为0表示页面不再内存,产生缺页中断,缺页中断后,返回到产生缺页中断的指令处重新执行。设有虚地址访问序列2362H、1565H、25A5H,请问:

(1) 依次访问上述三个虚地址,各需多少时间？给出计算过程。

(2) 基于上述访问序列,虚地址1565H的物理地址就是多少？请说明理由。

9、某计算机主存按字节编址,逻辑地址与物理地址都就是32 位,页表项大小为4 字节。请回答下列问题。

1)若使用一级页表的分页存储管理方式,逻辑地址结构为:

则页的大小就是多少字节？页表最大占用多少字节？

2)若使用二级页表的分页存储管理方式,逻辑地址结构为:

设逻辑地址为LA,请分别给出其对应的页目录号与页表索引的表达式。

3)采用(1)中的分页存储管理方式,一个代码段起始逻辑地址为0000 8000H,其长度为8 KB,被装载到从物理地址0090 0000H 开始的连续主存空间中。页表从主存0020 0000H 开始的物理地址处连续存放,如下图所示(地址大小自下向上递增) 。请计算出该代码段对应的两个页表项的物理地址(假设每个页表项的长度为4字节)、这两个页表项中的页框号以及代码页面2 的起始物理地址。

10、设某计算机的逻辑地址空间与物理地址空间均为64KB,按字节编址。若某进程最多需要6页(Page)数据存储空间,页的大小为1KB,操作系统采用固定分配局部置换策略为此进程分配4个页框(Page Frame)。在时刻260前的该进程访问情况如下表所示(访问位即使用位)。当进程执行到时刻260时,要访问逻辑地址为17CAH的数据。请回答下列问题:

(1)该逻辑地址的对应的页号就是多少？

(2)若采用先进先出(FIFO)置换算法,该逻辑地址对应的物理地址就是多少？要求给出计算过程。

(3)若采用时钟(CLOCK)置换算法,该逻辑地址对应的物理地址就是多少？要求给出计算过程(设搜索下一页的指针沿顺时针方向移动,且当前指向2号页框,示意图如下)。

11、若递交给磁盘驱动程序的磁盘柱面请求按到达时间顺序分别就是10、22、20、2、40、6与38,设磁头初始处于20柱面,磁头从一柱面移到另一相邻柱面的时间就是2ms,则对于FCFS、最短寻道时间优先、电梯算法(初始磁头向高柱面移动),平均寻道时间各为多少？12、设文件索引节点中有7个地址项,其中4个地址项就是直接地址索引,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。若磁盘索引块与磁盘数据块大小均为256字节,则可表示的单个文件最大长度就是多少

13、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个磁盘块的空闲状态。

(1)请说明在上述条件下如何进行磁盘块空闲状态的管理。

(2)设某单面磁盘旋转速度为每分钟6000转,每个磁道有100个扇区,相邻磁道间的平均移动时间为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(如下图所示),磁道号请求队列为50,90,30,120,对请求队列中的每一个磁道需读取1个随机分布的扇区,则读完这4个扇区总共需要多少时间？给出计算过程。

14、考虑一个存在于磁盘上的文件系统,其中的文件由大小为512B的逻辑块组成。假定每一个文件有一个文件目录项,该目录项包含该文件的文件名、文件长度以及第一块(或第一索引块)与最后一块的位置,而且该目录项位于内存。对于索引结构文件,该目录项指明第一索引块,该索引块又一次指向511个文件块(每个索引值占4B),且有一指向下一索引块的指针(指针占4B)。针对连续、链接、索引结构的每一种,如果当前位于逻辑块30(即之前最后一次访问的块就是逻辑块30)且希望访问逻辑块20(假设逻辑块号从0开始编号),那么,必须分别从磁盘上读多少个物理块？

15、一台转速为3600(转分)的磁盘,其存储密度为16、7(K/道)。已知磁盘由启动到运转平稳的时间为3ms,磁头臂的移动速度为0、3(ms/道),请回答:

(1)设磁头的当前位置在第20号磁道上,移动方向为磁道号增加的方向。若系统收到4条记录访问请求,请求序列如下表所示。

请写出电梯调度算法的访问序列。

(2)若上述4条记录的长度皆为16、7KB,求系统按电梯调度算法访问磁盘,上述4条记录的最长时间为多少？(计算时间时保留2位小数)