操作系统第五次功课参考答案

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;