2022年操作系统-计算题 .docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 四、运算题1有以下三个作业,分别采纳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?是否仍可以给出一种更好的调度算法,调度算法?使其平均周转时间优于这两种作1 业到达时间所需 CPU 时间0.0 8 2 0.4 4 3 1.0 1 解: 1采纳先来先服务作业调度算法时的实施过程如下;作业到达时间所需 CPU 时间开头时间完成时间周转时间1 0.0 8 0.0 8.0 8.0 2 0.4 4 8.0 12.0 11.6 3 1.0 1 12.0 13.0 12.0 这时,作业的调度次序是123;其平均周转时间为:8 + 11.
2、6 + 12/ 3 = 10.53 2采纳短作业优先作业调度算法时的实施过程如下;作业到达时间所需 CPU 时间开头时间完成时间周转时间名师归纳总结 1 0.0 8 0.0 8.0 8.0 第 1 页,共 16 页3 1.0 1 8.0 9.0 8.0 2 0.4 4 9.0 13.0 12.6 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 这里要留意, 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,最终调度作业 2 运行; 所以,这时的作业调度次序是 132;其平均周转时间为:8
3、+ 8 + 12.6/ 3 = 9.53 3仍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; 而是等全部作业到齐后,再依据短作业优先作业调度算法进行调度,详细实施过程如下;作业到达时间所需 CPU 时间开头时间完成时间周转时间3 1.0 1 1.0 2.0 1.0 2 0.4 4 2.0 6.0 5.6 1 0.0 8 6.0 14.0 14.0 这时的作业调度次序是32 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
4、采纳先来先服务和短作业优先作业调度算法,给出它们的调度次序、作业周转时间以及平均周转时间;作业号到达时间所需 CPU 时间1 9:00 70 分钟2 9:40 30 分钟3 9:50 10 分钟4 10:10 5 分钟解: 1采纳先来先服务作业调度算法时的实施过程如下:作业号到达时间所需 CPU 时开头时间完成时间周转时间间名师归纳总结 1 9:00 70 分钟9:00 10:10 70 分钟第 2 页,共 16 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2 9:40 30 分钟10:10 10:40 60 分钟3 9:50 10 分钟10:40 10:50
5、 60 分钟4 10:10 5 分钟10:50 10:55 45 分钟这时,作业的调度次序是1234,其平均周转时间为:70 + 60 + 60 + 45 / 4 = 58.75 2采纳短作业优先作业调度算法时的实施过程如下:作业号到达时间所需 CPU 时间开头时间完成时间周转时间1 9:00 70 分钟9:00 10:10 70 分钟4 10:10 5 分钟10:10 10:15 5 分钟3 9:50 10 分钟10:15 10:25 35 分钟2 9:40 30 分钟10:25 10:55 75 分钟这时,作业的调度次序是1432,其平均周转时间为:70 + 5 + 35 + 75/ 4
6、= 46.25 三、简答题1. 对临界区的治理应遵循哪些基本准就?答:为了合理利用临界资源,保证进程互斥地进入临界区,对临界区的治理应遵循以下准就:1闲暇让进; 当无进程处于临界区时,说明临界资源处于闲暇状态,应答应一个恳求进入临界区的进程立刻进入自己的临界区,以有效地利用临界资源;2忙就等待; 当已有进程进入临界区时,说明临界资源正在被拜访,因而其他试图进入临界区的进程必需等待,以保证对临界资源的互斥拜访;3有限等待;对要求拜访临界资源的进程,以免陷入“ 死等” 状态;应保证在有限时间内能进入自己的临界区,名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 16 页精选学习资料 - -
7、- - - - - - - 4让权等待; 当进程不能进入自己的临界区时,等” 状态;2. 什么是死锁?死锁的预防措施有哪些?应立刻释放处理机, 以免进程陷入 “ 忙答: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,假设无外力作用,这些进程都将无法向前推动;由于产生死锁的 4 个必要条件必需同时存在,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,就可以到达预防死锁的目的;1破坏“ 恳求和保持”条件,优点是简洁、 易于实现且很安全; 2破坏“ 不剥夺”条件, 在采纳这种方法预防死锁时,进程是在需要资源时才提出恳求;这样, 一个已经保持了某些资源的进程,当它再提出新
8、的资源要求而不能立刻得到满意时,必需释放它已经保持的全部资源,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,系统将全部的资源按类型进行线形排队,并给予不同的序号;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:进程通信依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,以到达掌握进程执行速度的作用如 P、V 操作;高级通信就要传送大量数据,目的
9、不是为了掌握进程的执行速度,而是为了交换信息;高级进程通信方式有许多种,大致可归为三类: 共享储备器、 管道通信和消息传递; 1共享储备器: 在内存种安排一片空间作为共享储备区;需要进行通信的进程把它附加到自己的地址空间中, 不需要时就把它取消; 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肯定装入方式;肯定装入方式是由装入程序依据装入模块中的地址将程序和数据装入内存; 程序中所使用的肯定地址,既可在编译或汇编时
10、给出,也可由程序员直接赋予;采纳肯定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,程序员需要精确地明白内存分区及使用的情形,正确定位程序或数据的内存地址,防止冲突的发生,而且一旦程序或数据被修改后,可能需要转变程序中的全部地址;名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2可重定位装入方式;可重定位装入又称静态重定位装入,装入程序依据内存当前的实际使用情形, 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;这种方式采纳相对地址来存放程序和数据;一般设定程序的地址空间
11、从 0 开头,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,并不立刻把装入模块中的相对地址转换为肯定地址,而是把这种地址转换推迟到程序真刚要执行时才进行;因此, 装入内存后的全部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. 简述基本分页储备治理的主要优缺点;答:基本分页储备治理的主要优点有: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: 采纳动态地址转换机构降低了CPU的速度;
12、由于作业的地址空间不肯定是储备块的整数倍, 因而最终一个储备块往往是装不满的,即显现了块内碎片问题;要求运行的作业必须全部装入内存才能运行,假如现有的闲暇块不足以满意该作业的要求,作业只能等待, 浪费了内存闲暇空间;3. 什么是虚拟储备器?虚拟储备器具有哪些特点?答:所谓虚拟储备器, 是指具有恳求调入功能和置换功能,把内存和外存结合起来使用,能从规律上对内存容量加以扩充的一种储备器系统;其规律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打算,其运行速度接近于内存速度,而成本却又接近于外存;虚拟储备器的特点可以概括为以下 4 点:1离散性:装入虚拟储备器的进程都是离散存放的,这是虚拟
13、储备器的基础;2多次性:一个作业被分成多次调入内存运行,只需将当前要运行的那部分程序和数据装入内存,再将它调入;即在作业运行时没必要将其全部装入,以后每当运行到尚未调入的那部分程序时,3对换性:答应在作业的运行过程中进行换进、换出;在进程运行期间,答应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:指能够从规律上扩充内存容量,虚拟出一个较大的规律空间,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分;答:分段和分页的区分:段式治理和页式治理都采纳离散安排方式,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
14、:名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1页是信息的物理单位,分页是为了提高内存的利用率,与源程序的规律结构无关,由系统自动完成,对用户是不行见的;段是信息的规律单位,分段是为了满意用户的需要,段对用户是可见的;2页的大小固定不变,由系统打算,页只能以页大小的整数倍地址开头;段的大小不固定,由用户编写的程序打算,段可以从内存的任何地址开头;3分页的规律地址空间是一维的,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,用户必需给出段号和段内地址;4页是信息的物理单位,页的共享和爱护受到限制;段是
15、信息的规律单位,段可以充分实现共享和爱护;5段式治理与分区治理一样可能产生内存碎片,而页式治理就能很好地排除碎片;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正确置换算法、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;最正确置换算法性能最好,是一种抱负情形下的页面置换算法,但无法实现; 先进先出置换算法简洁, 易实现, 性能最差, 可能显现 Belady 现象, 剔除驻留内存时间最长的页面,不有用; 最近最久未使用置换算法性能较好,是对最正确置换算法最好的靠近,依据历史信息挑选剔除页面,常被采纳,但对硬件要求较高;6试述缺页中断与一般中断
16、的区分;Clock 置换算法易发生缺页中断;答:在电脑系统中,由于某些大事的显现,打断了当前程序的运行,而使 CPU 去处理显现的大事,这称为“ 中断” ;通常,电脑的硬件结构都是在执行完一条指令后,去检查有无中断大事发生的;假如有,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,假如不需要对 CPU重新进行安排,那么就返回被中断进程的程序连续运行;假如需要进行CPU 的重新安排,那么操作系统就会去调度新进程;由上面的叙述可以看出,缺页中断与一般中断的区分如下;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
17、,并立刻转去处理; 而一般中断就是在一条指令执行完毕后,响应和处理;2处理完毕后的归属不同:缺页中断处理完后,当硬件中断装置发觉有中断恳求时才去仍返回到原指令去重新执行,由于那条指令并未执行; 而一般中断就是或返回到被中断进程的下一条指令去执行,由于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、简答题名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1. 在操作系统的设备治理中,为什么要引入缓冲?答:引入缓冲的主要缘由有如下几点: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形;2可以和谐规律记录大
18、小和物理记录大小不一样的问题;3缓冲技术的引入仍可以削减对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,犹如脱机操作一样,提高了 I/O 速度,缓和了 CPU 与低速 I/O 设备速度不匹配的冲突;2将独占设备改造为共享设备;由于在SPOOLing 系统中,实际上并没为任何进程安排设备,而只是在输入井或输出井中为进程安排一个储备区和建立一张 I/O 恳求表;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
19、对每一进程而言,都 认为自己独占这一设备,不过,该设备是规律上的设备;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;这是一种最简洁的磁盘调度算法;它依据进程恳求拜访磁盘的 先后次序进行调度;此算法的优点是公正、简洁,且每个进程的恳求都能依次地得处处理,不会显现某一进程的恳求长期得不到满意的情形;但此算法由于未对寻道进行优化,致使平均寻道时间可能较长;2最短寻道时间优先SSTF;该算法挑选这样的进程:其要求拜访的磁道与当前磁头所在的磁道距离最近,以使每次的寻道时间最短;但这种算法不能保证平均寻道时间最短;3扫描 SCAN算法;既能获得较好的寻道性能,又能防止“饥饿 ”现象
20、,故被广泛用于大、中、小型机器和网络中的磁盘调度;但 SCAN也存在这样的问题:当磁头刚从里向外移动而越过了某一磁道时,恰好又有一进程恳求拜访此磁道,这时,该进程必需等待,待磁头连续从里向外, 然后再从外向里扫描完全部要拜访的磁道后,才处理该进程的恳求,致使该进程的恳求被大大地推迟;4循环扫描 CSCAN算法;为了削减 SCAN 算法的推迟问题,CSCAN算法规定磁头单向移动,例如, 只是自里向外移动,当磁头移到最外的磁道并拜访后,磁头立刻返回到最里的欲拜访的磁道,亦即将最小磁道号紧接着最大磁道号构成循环,进行循环扫描;三、简答题名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 16 页
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