操作系统习题课及思考题.ppt
操作系统习题课Lec 15.226/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University习题一习题一系统有系统有A、B、C、D共共4种资源，在某时刻进程种资源，在某时刻进程P0、P1、P2、P3和和P4对资源的占有和需求情况如表，试解答下列问题：对资源的占有和需求情况如表，试解答下列问题：(1)系统此时处于安全状态吗？系统此时处于安全状态吗？(2)若此时若此时P2发出发出request1(1,2,2,2)，系统能分配资源给它吗？，系统能分配资源给它吗？为什么？为什么？ProcessAllocationMAXAvailableA B C DA B C DA B C DP00 0 3 20 0 4 41 6 2 2P11 0 0 02 7 5 0P21 3 5 43 6 10 10P30 3 3 20 9 8 4P40 0 1 40 6 6 10Lec 15.326/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University习题一解答习题一解答ProcessworkNeedAllocationWork:=Work+AllocationiOrderA B C DA B C DA B C DA B C DP01 6 2 20 0 1 20 0 3 21 6 5 4P11 9 8 61 7 5 01 0 0 02 9 8 6P22 9 8 62 3 5 61 3 5 43 12 13 10P31 6 5 40 6 5 20 3 3 21 9 8 6P43 12 13 100 6 5 60 0 1 43 12 14 14(1)运用安全性检测算法，寻找安全序列Available=(1,6,2,2)Lec 15.426/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University习题一解答习题一解答(1)找到一个安全序列：找到一个安全序列：P0,P3,P1,P2,P4，因此系统在此状态是安全的。因此系统在此状态是安全的。(2)当前剩余资源能否满足当前剩余资源能否满足P2的请求的请求,需假定将需假定将资源先分配给该进程，得到一个系统状态，然资源先分配给该进程，得到一个系统状态，然后判断该状态是否安全。后判断该状态是否安全。Lec 15.526/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan UniversityProcessworkNeedAllocationWork:=Work+AllocationiOrderA B C DA B C DA B C DA B C DP00 0 1 20 0 3 2P11 7 5 01 0 0 0P21 1 3 42 5 7 6P30 6 5 20 3 3 2P40 6 5 60 0 1 4(2)运用安全性检测算法，无法寻找安全序列，因此不能分配习题一解答习题一解答Available=Available-Request =(1,6,2,2)(1,2,2,2)=(0,4,0,0)Lec 15.626/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University习题二习题二把安全性检测算法用于下面的数据，并请问：把安全性检测算法用于下面的数据，并请问：此时系统处于安全状态吗？此时系统处于安全状态吗？若第二个进程提出资源请求若第二个进程提出资源请求request2(0,0,1,0)，系统能分配资源给它吗？系统能分配资源给它吗？若第五个进程提出资源请求若第五个进程提出资源请求request5(0,0,1,0)，系统能分配资源给它吗？系统能分配资源给它吗？1 1 0 00 1 1 23 1 0 00 0 1 02 1 1 0Need=3 0 1 10 1 0 01 1 1 01 1 0 10 0 0 0Allocation=Available=(1,0,2,0)Lec 15.726/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University习题二解答习题二解答(1)运用安全性检测算法，寻找安全序列运用安全性检测算法，寻找安全序列ProcessworkNeedAllocationWork:=Work+AllocationiOrderA B C DA B C DA B C DA B C DP12 1 2 11 1 0 03 0 1 15 1 3 2P25 1 3 20 1 1 20 1 0 05 2 3 2P35 2 3 23 1 0 01 1 1 06 3 4 2P41 0 2 00 0 1 01 1 0 12 1 2 1P56 3 4 22 1 1 00 0 0 06 3 4 2Available=(1,0,2,0)Lec 15.826/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University习题二解答习题二解答(1)找到安全序列：找到安全序列：P4,P1,P2,P3,P5，因此该状态，因此该状态安全。安全。(2)假定满足假定满足P2的请求，则得到另一个系统状态，运用的请求，则得到另一个系统状态，运用安全性检测算法判断该状态是否安全。安全性检测算法判断该状态是否安全。Lec 15.926/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University习题五解答习题五解答(2)运用安全性检测算法，寻找安全序列运用安全性检测算法，寻找安全序列ProcessworkNeedAllocationWork:=Work+AllocationiOrderA B C DA B C DA B C DA B C DP12 1 1 11 1 0 03 0 1 15 1 2 2P25 1 2 20 1 2 20 1 1 05 2 3 2P35 2 3 23 1 0 01 1 1 06 3 4 2P41 0 1 00 0 1 01 1 0 12 1 1 1P56 3 4 22 1 1 00 0 0 06 3 4 2Available=(1,0,1,0)Lec 15.1026/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University习题二解答习题二解答(2)找到安全序列：找到安全序列：P4,P1,P2,P3,P5，因此该状态安，因此该状态安全。全。(3)P2进程资源申请得到满足后，可使用得系统资源为进程资源申请得到满足后，可使用得系统资源为(1,0,1,0)，当，当P5提出申请提出申请(0,0,1,0)时，如果满足该申时，如果满足该申请，则系统资源剩余请，则系统资源剩余(1,0,0,0)无法满足任何一个进程无法满足任何一个进程的最大需求，将进入不安全状态，因此应拒绝的最大需求，将进入不安全状态，因此应拒绝P5提出的资提出的资源申请。源申请。Lec 15.1126/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University习题二解答习题二解答1 1 0 00 1 0 23 1 0 00 0 1 02 1 0 0Need=Available=(1,0,0,0)Lec 15.1226/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University习题三习题三页号页号 块号块号061745510140 =1 0 0 0 1 1 0 0140 =1 0 0 0 1 1 0 0(10)(10)(2)(2)4 41212172 =1 0 1 0 1 1 0 0172 =1 0 1 0 1 1 0 0(10)(10)(2)(2)5 51212设块大小为设块大小为32，利用下面的页表，将逻辑，利用下面的页表，将逻辑地址地址140变换为物理地址变换为物理地址1）逻辑地址物理地址）逻辑地址物理地址页号页号INT140/324页内地址页内地址140%32122）查页表得到块号为）查页表得到块号为53）物理地址）物理地址532+12172Lec 15.1326/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University作业作业请解释为什么当程序装入内存后要进行地址变换，可举请解释为什么当程序装入内存后要进行地址变换，可举例说明例说明设页和块的大小均为设页和块的大小均为64字节，页表内容如下，请计算逻字节，页表内容如下，请计算逻辑地址辑地址100在内存中的地址，并结合分页式地址转换机在内存中的地址，并结合分页式地址转换机构描述地址转换过程构描述地址转换过程页号页号块号块号02015521238Lec 15.1426/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan UniversityPUSH axMOV bx,1POP bxJMP 5程序程序012逻辑地址逻辑地址逻辑地址逻辑地址0123456789分页号分页号分页号分页号5分块块号分块块号分块块号分块块号物理地址物理地址物理地址物理地址PUSH axMOV bx,1POP bxJMP 5.30100100012012112212340040140240340014002MOV bx,1401JMP 401逻辑地址到物理地址的变换逻辑地址到物理地址的变换块大小为块大小为块大小为块大小为4 4114 41 15 51001004 41 1401401Lec 15.1526/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University作业作业设页和块的大小为设页和块的大小为32字节。段表和页表如下，请计算段字节。段表和页表如下，请计算段页式存储管理方式下，页式存储管理方式下，data段地址段地址10和和code段地址段地址60的单元存放在内存的哪个单元（即物理地址）的单元存放在内存的哪个单元（即物理地址）段名段名段号段号页表指针页表指针data0code1页号页号块号块号031425页号页号块号块号011226Lec 15.1626/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University习题四习题四给定内存空闲分区，按地址从小到大给定内存空闲分区，按地址从小到大为：为：100K、500K、200K、300K和和600K。现有用户进程依次分别为。现有用户进程依次分别为212K、417K、112K和和426K，(1)分分别用别用first-fit,best-fit和和worst-fit算法将它们装入到内存的哪个分区算法将它们装入到内存的哪个分区？(2)哪个算法能最有效利用内存哪个算法能最有效利用内存?Lec 15.1726/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University习题四解答习题四解答ff算法算法100K500K200K300K600K12345作业序列：212K,417K,112K,426K212K417K112K212K417K112K183K288K426KLec 15.1826/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University习题四解答习题四解答bf算法算法100K500K200K300K600K12345212K417K112K212K417K112K426K作业序列：212K,417K,112K,426K426KLec 15.1926/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University习题四解答习题四解答wf算法算法100K500K200K300K600K12345212K417K112K212K417K112K426K388K作业序列：212K,417K,112K,426KLec 15.2026/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University习题四解答习题四解答结论结论对于该作业序列，只有对于该作业序列，只有best-fit算法能够使所有作业能够进入内算法能够使所有作业能够进入内存，因此该算法针对上述作业序存，因此该算法针对上述作业序列能够最有效利用内存。列能够最有效利用内存。Lec 15.2126/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University习题五习题五请页式存储管理中，进程访问地请页式存储管理中，进程访问地址序列为：址序列为：10,11,104,170,73,305,180,240,244,445,467,366。试问。试问1)如果页面大如果页面大小为小为100，给出页面访问序列。，给出页面访问序列。2)进程若分得进程若分得3个页框，采用个页框，采用FIFO和和LRU替换算法，求缺页中替换算法，求缺页中断率？断率？Lec 15.2226/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University习题五解答习题五解答1)逻辑地址的分解逻辑地址的分解页面号页面号=逻辑地址逻辑地址 div 页面大小页面大小则对应的页面访问序列：则对应的页面访问序列：0,0,1,1,0,3,1,2,2,4,4,3Lec 15.2326/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University习题五解答习题五解答2)1.采用采用FIFO替换算法替换算法访问页号访问页号页面淘汰序列页面淘汰序列被淘汰页面被淘汰页面是否缺页是否缺页001103122443 0 0 0,1 0,1 0,1 0,1,3 0,1,3 1,3,2 1,3,2 3,2,4 3,2,4 3,2,401是是否否是是否否否否是是否否是是否否是是否否否否缺页中断率=缺页次数/总的页面访问次数 =5/12 41.7%Lec 15.2426/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University习题五解答习题五解答2)2.采用采用LRU替换算法替换算法访问页号访问页号页面淘汰序列页面淘汰序列被淘汰页面被淘汰页面是否缺页是否缺页001103122443 0 0 0,1 0,1 1,0 1,0,3 0,3,1 3,1,2 3,1,2 1,2,4 1,2,4 2,4,3031是是否否是是否否否否是是否否是是是是否否否否是是缺页中断率=缺页次数/总的页面访问次数 =6/12=50%Lec 15.2526/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University习题五解答习题五解答结论：结论：针对该页面访问序列，针对该页面访问序列，FIFO算法算法反而比反而比LRU算法优。算法优。Lec 15.2626/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University习题六习题六300M的磁盘若采用位图管理，每块的磁盘若采用位图管理，每块大小为大小为2k字节，则位图占用的空间大字节，则位图占用的空间大小为多少字节？小为多少字节？答：答：(个个)字节字节Lec 15.2726/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University思考题思考题什么是操作系统？什么是操作系统？为了支持操作系统，现代处理器一般都提供哪两种工作为了支持操作系统，现代处理器一般都提供哪两种工作状态，以隔离操作系统和普通程序？两种状态各有什么状态，以隔离操作系统和普通程序？两种状态各有什么特点？特点？操作系统有哪些特征？操作系统有哪些特征？操作系统有哪些分类？操作系统有哪些分类？操作系统有哪些功能？操作系统有哪些功能？什么是软中断？什么是硬中断？什么是软中断？什么是硬中断？系统调用的处理过程？系统调用的处理过程？内核态和用户态有何区别？内核态和用户态有何区别？批处理系统是如何提高系统效率的？批处理系统是如何提高系统效率的？分时系统是如何提高系统的交互性的？分时系统是如何提高系统的交互性的？Lec 15.2826/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University什么是进程，为什么要引入进程这个概念？什么是进程，为什么要引入进程这个概念？请解释请解释“PCB是进程在系统存在的唯一标识是进程在系统存在的唯一标识”，为什么，为什么这个唯一标识不是程序体或数据？这个唯一标识不是程序体或数据？进程有哪些基本状态？有哪些状态转换过程？进程有哪些基本状态？有哪些状态转换过程？进程和程序的区别？进程和程序的区别？什么是线程？线程有哪些基本模型？什么是线程？线程有哪些基本模型？Lec 15.2926/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University进程同步的主要关系有哪些？进程同步的主要关系有哪些？进程同步的原则是什么？进程同步的原则是什么？信号量靠什么技术保证其执行的可靠性，即不像普通的信号量靠什么技术保证其执行的可靠性，即不像普通的锁机制那样出现锁机制那样出现“锁不住锁不住”的现象？的现象？请用信号量描述计算进程向缓冲区写数据，打印进程从请用信号量描述计算进程向缓冲区写数据，打印进程从缓冲区取出数据并打印的过程缓冲区取出数据并打印的过程Lec 15.3026/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University进程调度有哪些算法？批处理系统、分时系统和实时系进程调度有哪些算法？批处理系统、分时系统和实时系统分别采用哪种调度算法统分别采用哪种调度算法死锁的定义？死锁的定义？死锁产生的必要条件是哪些？死锁产生的必要条件是哪些？请简要描述解决死锁的几种方法？请简要描述解决死锁的几种方法？Lec 15.3126/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University什么是分级的存储体系结构？它主要解决了什么问题？什么是分级的存储体系结构？它主要解决了什么问题？内存连续分配有哪些算法？内存连续分配有哪些算法？内存连续分配的缺点？内存连续分配的缺点？分页的基本思想和地址变换过程？分页的基本思想和地址变换过程？分段的基本思想和地址变换过程？分段的基本思想和地址变换过程？有哪些页面置换算法，其思想是怎么样的？有哪些页面置换算法，其思想是怎么样的？Lec 15.3226/12/06Liu yufeng School of Computer and Communication,Hunan University1、什么是文件，文件的类型有哪些？、什么是文件，文件的类型有哪些？2、文件系统的功能有哪些？、文件系统的功能有哪些？3、文件控制块的内容和作用。文件控制块和文件目录、文件控制块的内容和作用。文件控制块和文件目录的关系？的关系？4、文件目录中一般有哪些结构？、文件目录中一般有哪些结构？5、SPOOL系统由哪些程序组成？它们各起什么作用？系统由哪些程序组成？它们各起什么作用？7、设备管理程序的功能是什么、设备管理程序的功能是什么?通过什么技术能把独享通过什么技术能把独享设备改为可共享的设备设备改为可共享的设备?8、实现、实现SPOOL操作后，为什么即使系统只有一台输入操作后，为什么即使系统只有一台输入机和一台打印机也能使两个以上要求使用输入机和打印机和一台打印机也能使两个以上要求使用输入机和打印机的作业同时执行？机的作业同时执行？
