2013年夏考操作系统原理离线作业(共9页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上浙江大学远程教育学院操作系统原理课程作业第一次（第1、2章）应用题1.桌上有一个空盒，盒内只允许放一个水果。妈妈轮流向盒内放桔子和苹果，儿子专等吃盒中的桔子，女儿专等吃盒中的苹果。若盒内已有水果，放者必须等待，若盒内没有自己吃的水果，吃者必需等待。试在下述类PASCAL程序中虚线位置分别填上信号量、信号量初值和P、V操作实现三个进程正确的并发执行。var (信号量)S , S1 , S2：semaphore：= (信号量初值) 1 , 0 , 0；beginparbegin妈:beginrepeat 準備 P (S ) 向盒内放桔子 V (S1 ) 準備 向盒内放苹果 V (S2) until false end儿：begin repeat P (S1 ) 拿盒中的桔子 V (S) 吃桔子 until false end女：begin repeat P (S2 )拿盒中的苹果 V (S) 吃苹果 until false end parendend2. 桌上有一个空盒，盒内只允许放一个水果。爸爸争向盒内放苹果，妈妈争向盒内放桔子。儿子等吃盒中的水果(苹果或桔子)，若盒内已有水果，放者必须等待，若盒内没有水果，吃者必需等待。试在下述类PASCAL程序中虚线位置分别填上信号量、信号量初值和P、V操作实现三个进程正确的并发执行。 var (信号量)S1 , S2：semaphore：= (信号量初值) 1 , 0；beginparbegin爸：beginrepeat準備 P(S1) 向盒内放苹果 V (S2)until false end妈: beginrepeat準備 P (S1 ) 向盒内放桔子 V (S2)until false end儿：beginrepeat P (S2 ) 拿盒中的水果（苹果或桔子） V (S1) 吃水果（苹果或桔子）until false endparendend3.假定在一个处理机上执行以下五个作业：作业号 到达时间 运行时间(分) A 0 3 B 1 5 C 3 2 D 9 5 E 12 5画出采用SJF调度算法时调度图，并计算每个作业的周转时间和计算平均周转时间。答：SJF(1) T=0 作业A到达, 调度作业A。(2)T=3 作业A完成，作业B、C已到达，C运行时间短调度作业C(3) T=5作业C完成，作业B已到达，调度作业B(4)T=10作业B完成，作业D已到达，调度作业D(5)T=15作业D完成，作业E已到达, 调度作业E0 12 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 13 14 15 16 17 18 19 20ACBDE进 程 A B C D E平均到达时间 Ta 0 1 3 9 12运行时间 TS 3 5 2 5 5SJF完成时间Tf周转时间Tq 3 3 10 9 5 2 15 6 20 8 5.64. 假定在一个处理机上执行以下五个作业： 作业号 到达时间 运行时间(分) A 0 7 B 2 6 C 3 9 D 4 4 E 6 6写出采用HRN（响应比高者优先）调度算法时选择作业号的次序和选择作业的依据（各作业的响应比）。答：HRN(1) T=0 作业A到达, 调度作业A。(2) T=7 作业B、C、D、E已到达，计算响应比：RPb=1+(7-2)/6=11/6; RPc=1+(7-3)/9=13/9; RPd=1+(7-4)/4=7/4; RPe=1+(7-6)/6=7/6; 调度作业B(3) T=13作业C、D、E已到达，计算响应比：RPc=1+(13-3)/9=19/9; RPd=1+(13-4)/20=13/4;RPe=1+(13-6)/6=13/6; 调度作业D.(4) T=17作业C、E已到达，计算响应比：RPc=1+(17-3)/9=23/9; RPe=1+(17-6)/6=17/6; 调度作业E(5) T=23 作业E已到达, 调度作业C(6) T=32作业C完成5. 设系统中有三种类型的资源（A，B，C）和五个进程（P1，P2，P3，P4，P5），A资源的数量为17，B资源的数量为5，C资源的数量为20。在T0时刻系统状态如下表。回答下问题：该系统是否安全？若安全，请给出一个安全序列。（提示：先要计算需求量Need和剩余资源数Available）最大请求资源数已分配资源数 A B C A B C P1 5 5 9 2 1 2 P2 5 3 6 4 0 2 P3 4 0 11 4 0 5 P4 4 2 5 2 0 4 P5 4 2 4 3 1 4 答：a. A已分配资源数为（2+4+4+2+3）=15，B已分配资源数为（1+0+0+0+1）=2，C已分配资源数为（2+2+5+4+4）=17。A剩余资源数为（17-15）=2，B剩余资源数为（5-2）=3，C剩余资源数为（20-17）=3。进程最大请求资源数已分配资源数还需资源数可用资源数序号分配前回收后ABCABCABCABCABCP1559212347741195133P25364021349513135154P3401140500613515175205P44252042212334371P542431411043774112T0时刻安全，安全序列如：P4，P5，P1，P2，P36. 设系统有4种类型的资源（A，B，C，D）和5个进程（ P0，P1, P2, P3，P4）。在T0时刻系统状态如下表。若采用银行家算法， 如在T0时刻是安全的，在T0时刻若进程P1请求资源（0，4，2，0），是否能实施资源分配？为什么？AllocationMaxAvailableABCDABCDABCDP0001100111520P110001750P213542356P306320652P400140656答：在T0时刻若进程P1请求资源（0，4，2, 0）P1-Req（0，4，2，0）<= P1-NEED（0, 7,5,0） P1-Req（0，4，2，0）<=Avai（1, 5, 2, 0）假设把资源（0，4，2，0）分配给P1，得到新状态T1：AllocationNeedAvailableNo分配前回收后ABCDABCDABCDABCDP000110000110011111P114200330P213541002P306320020P400140642剩余资源数（1，1，0, 0）只能满足P0进程需要，无法满足其它任一进程需要，无法找到一个安全序列，进程P1请求资源（0，4，2，0）不能满足，进程P1要等待。第二次（第3章）应用题1在一个请求分页系统中，采用FIFO页面置换算法时，假如一个作业的页面访问顺序为4，3，2，1，4，3，5，4，3，2， l，5，当分配给该作业的物理块数M为4时，试试写出页面访问的过程，并计算访问中所发生的缺页次数和缺页率？解：FIFO置换算法 页面走向 物 理 块 缺页中断 用FIFO置换算法产生缺页次数 次答：1. 解：FIFO置换算法该算法把表中物理块的页号按调入内存先后次序排序，即物理块呈管道状，如产生缺页，调人内存的页号从管道上面压入，被置换的页号从管道下面挤出。如访问页面在内存，管道内页号次序不变。页面走向4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5物 理 块 4 3 2 1 1 1 5 4 3 2 1 5 4 3 2 2 2 1 5 4 3 2 1 4 3 3 3 2 1 5 4 3 2 4 4 4 32 1 5 43缺页中断用FIFO置换算法产生缺页次数10次2.某采用页式存储管理的系统，假如系统分配给一个作业的物理块数为4，作业执行时依次访问的页为： 2，3，2，1，5，2，4，5，3，2，5，2。采用LRU页面置换算法时，计算出程序访问过程中所发生的缺页过程和缺页次数。解：LRU算法 访问页序列物 理 块 缺页中断 用LRU调度算法产生缺页次数 次。答：2. 解：LRU算法 访问页序列2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2物 理 块2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2 2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 3 2 1 5 2 4 5 3 333 112444 缺页中断用LRU调度算法产生缺页次数6次。问答题1.试述在设有快表的分页存贮管理系统的地址变换机构和地址变换过程。答：1答：越界中断页号页内地址页表始址页表长度 2 4 5块号块内地址输入寄存器页表寄存器逻辑地址页号块号页号块号 0 1 2快表页表物理地址在CPU给出有效地址（逻辑地址）后，系统将有效地址分离为页号和页内地址。系统将页号与页表长度进行比较，如果页号大于页表寄存器中的页表长度，则访问越界，产生越界中断。地址变换机构又自动地将页号送入高速缓存，确定所需要的页是否在快表中。若是，则直接读出该页所对应的物理块号，送入物理地址寄存器；与此同时，将有效地址（逻辑地址）寄存器中页内地址直接装入物理地址寄存器的块内地址字段中，这样便完成了从逻辑地址到物理地址的变换。若在快表中未找到对应的页表项，则根据页表寄存器中的页表始址和页号计算出该页在页表项中的位置，通过查找页表，得到该页的物理块号，将此物理块号装入物理地址寄存器中，与有效地址寄存器中页内地址组合成物理地址；同时，把从页表中读出的页表项存入快表中的一个寄存器单元中，以取代一个旧的页表项。2.试述动态分区、分页和分段三种存储管理方案中如何实现信息的存储保护。答：2.答：(1)越界保护 在动态分区的保护的常用方法是由系统提供硬件：一对界限寄存器。这可以是上界限寄存器、下界限寄存器，或者是基址寄存器、限长寄存器。基址寄存器存放起始地址，作为重定位（地址映射）使用；限长寄存器存放程序长度，作为存贮保护使用。在分页存储管理方案中，在CPU给出有效地址（逻辑地址）后，系统将有效地址分离为页号和页内地址。系统将页号与页表寄存器中的页表长度进行比较，如果页号大于页表长度，则访问越界，产生越界中断。 在段式系统存储管理方案中，在CPU给出有效地址（逻辑地址）后，系统将有效地址分离为段号S和段内地址。系统将逻辑地址中的段号S与段表寄存器中的段表长度TL进行比较，若STL访问越界，产生越界中断信号。未越界，根据段表的始址和段长SL，计算出该段对应段表项的位置，从中读出该段在内存中的起始地址。如增补位为0，再检查段内地址d是否超过该段的段长SL，超过，产生越界中断，否则，将该段的基址d与段内地址相加，得到要访问的内存物理地址。(2)存取控制检查:存取权(R、W、E)在页表项中增设“存取控制”字段，用来规定对该页的存取方式，用于标识本页的存取属性是只执行、只读，还是允许读写。在段表项中增设“存取控制”字段，用来规定对该段的存取方式，用于标识本分段的存取属性是只执行、只读，还是允许读写。(3) 环保护机构处理器状态分为多个环，分别具有不同的存储访问特权级别，通常是级别高的在内环，编号小（如0环）级别最高；可访问同环或更低级别环的数据；可调用同环或更高级别环的服务。第三次（第4、5章）问答题1.用户在使用配置UNIX/Linux 操作系统的计算机时不能将用户软盘随便插进和拿出，试从UNIX/Linux子文件系统的使用原理说明它需要一定的操作的依据和操作的步骤。答：UNIX系统只有一个安装UNIX操作系统的根设备的文件系统常驻系统，在硬盘上的其它盘区和软盘上的文件系统被安装前UNIX OS不知道，系统要使用其它文件系统，必须先用mount命令将其安装到系统，被安装的子文件系统的根安装到根设备树形目录的某一节点上。子文件系统在安装时将该子系统的管理块（superblock）和有关目录信息拷贝到系统缓冲区和活动索引节点表，管理块中存放该子文件系统所对应盘区的管理信息，如即将分配的空闲块号和空闲索引节点号等。子文件系统安装后进行文件读写增删，文件创建和删除等操作，其变化要记录在系统缓冲区中管理块和活动索引节点表中。子文件系统使用完毕后要使用umount拆卸命令拆卸安装上去的文件系统，在拆卸时系统将内存系统缓冲区中的管理块和活动索引节点表信息拷贝到将拆卸的子文件系统盘中，保证信息的完整性。软盘的子文件系统，它需按规定使用，步骤如下：(1)插入软盘(2)使用安装命令安装软盘文件系统(3)读写盘中文件(4)使用拆卸命令拆卸软盘文件系统(5)取出软盘如使用软盘时随便插进和拿出软盘，就可能造成软盘信息的丢失。2. 什么是文件共享？试述UNIX系统中文件共享的实现方法和命令的使用。2答：文件共享是允许不同的用户使用不同的名字名存取同一文件。 UNIX的文件共享方式有二种：(1)基于索引节点的共享方式-文件硬连接 UNIX系统将文件控制块FCB中文件名和文件说明分开。文件说明为索引节点，各文件索引节点集中存放在索引节点区。而文件名与索引节点号构成目录，同一级目录构成目录文件，在文件区存放。为了共享文件，只是在二个不同子目录下取了不同的文件名，但它们具有相同的索引节点号。在文件的索引节点中有一个量di_nlink表示连接到该索引节点上的连接数；使用命令“ln”可给一已存在文件增加一个新文件名，即文件链接数增加1。此种链接不能跨越文件系统，文件硬连接不利于文件主删除它拥有的文件。命令的使用例：$ln /bin/ls /usr/lx20/dir(2)利用符号连接实现文件共享 7分系统为共享的用户创建一个link类型的新文件，将这新文件登录在该用户共享目录项中，这个link型文件包含连接文件的路径名。当用户要访问共享文件且正要读link型新文件时，操作系统根据link文件类型性质将文件读出的内容作为路径名去访问真正的共享文件。采用符号连接可以跨越文件系统，甚至可以通过计算机网络连接到世界上任何地方的机器中的文件。符号连接的缺点是其它用户读取符号连接的共享文件比读取硬连接的共享文件需要增多读盘操作。命令的使用例：$ln-s /bin/ls /usr/lx20/dir专心-专注-专业