2023年操作系统习题及参考超详细解析超详细解析超详细解析答案.pdf
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1、1/12 CH4 应用题参考答案 1 在一个请求分页虚拟存储管理系统中,一个程序运行的页面走向是:1、2、3、4、2、1、5、6、2、1、2、3、7、6、3、2、1、2、3、6。分别用 FIFO、OPT 和 LRU 算法,对分配给程序 3 个页框、4 个页框、5 个页框和 6 个页框的情况下,分别求出缺页中断次数和缺页中断率。答:页框数 FIFO LRU OPT 3 4 5 6 16 14 12 9 15 10 8 7 11 8 7 7 只要把表中缺页中断次数除以 20,便得到缺页中断率。2 在一个请求分页虚拟存储管理系统中,一个作业共有5 页,执行时其访问页面次序 为:(1)1、4、3、1、
2、2、5、1、4、2、1、4、5(2)3、2、1、4、4、5、5、3、4、3、2、1、5 若分配给该作业三个页框,分别采用 FIFO和 LRU 面替换算法,求出各自的缺页中断次数和缺页中断率。答:(1)采用 FIFO 为 9 次,9/12=75。采用 LRU 为 8 次,8/12=67。(2)采用 FIFO 和 LRU 均为 9 次,9/13=69。3 一个页式存储管理系统使用 FIFO、OPT 和 LRU 页面替换算法,如果一个作业的页面走向为:(l)2、3、2、l、5、2、4、5、3、2、5、2。(2)4、3、2、l、4、3、5、4、3、2、l、5。(3)1、2、3、4、1、2、5、l、2、
3、3、4、5。2/12 当分配给该作业的物理块数分别为 3 和 4 时,试计算访问过程中发生的缺页中断次数和缺页中断率。答:(l)作业的物理块数为 3 块,使用 FIFO 为 9 次,9/12=75。使用 LRU 为 7 次,7/12=58。使用 OPT 为 6 次,6/12=50。作业的物理块数为 4 块,使用 FIFO 为 6 次,6/12=50。使用 LRU 为 6 次,6/12=50。使用 OPT 为 5 次,5/12=42。(2)作业的物理块数为 3 块,使用 FIFO 为 9 次,9/12=75。使用 LRU 为 10 次,10/12=83。使用 OPT 为 7 次,7/12=58。
4、作业的物理块数为 4 块,使用 FIFO 为 10 次,10/12=83。使用 LRU 为 8 次,8/12 66。使用 OPT为 6 次,6/12 50%.其中,出现了 Belady 现象,增加分给作业的内存块数,反使缺页中断率上升。4、在可变分区存储管理下,按地址排列的内存空闲区为:10K、4K、20K、18K、7K、9K、12K 和 15K。对于下列的连续存储区的请求:(l)12K、10K、9K,(2)12K、10K、15K、18K 试问:使用首次适应算法、最佳适应算法、最差适应算法和下次适应算法,哪个空闲区被使用?答:(1)空闲分区如图所示。答 分区号 分区长 1 2 3 4 5 6
5、7 8 10K 4K 20K 18K 7K 9K 12K 15K 1)首次适应算法 12KB 选中分区 3,这时分区 3 还剩 8KB。10KB 选中分区 1,恰好分配故应删去分区 1。9KB 选中分区 4,这时分区 4 还剩 9KB。到缺页中断率在一个请求分页虚拟存储管理系统中一个作业共有页执行时其访问页面次序为若分配给该作业三个页框理系统使用和页面替换算法如果一个作业的页面走向为当分配给该作业的物理块数分别为和时试计算访问过程中发生用为次使用为次作业的物理块数为块使用为次使用为次使用为次作业的物理块数为块使用为次使用为次使用为次其中3/12 2)最佳适应算法 12KB 选中分区 7,恰好分
6、配故应删去分区 7。1OKB 选中分区 1,恰好分配故应删去分区 1。9KB 选中分区 6,恰好分配故应删去分区 6。3)最差适应算法 12KB 选中分区 3,这时分区 3 还剩 8KB。1OKB 选中分区 4,这时分区 4 还剩 8KB。9KB 选中分区 8,这时分区 8 还剩 6KB。4)下次适应算法 12KB 选中分区 3,这时分区 3 还剩 8KB。10KB 选中分区 4,这时分区 4 还剩 8KB。9KB 选中分区 6,恰好分配故应删去分区 6。(2)原始分区情况同上图。1)首次适应算法 12KB 选中分区 3,这时分区 3 还剩 8KB。10KB 选中分区 1,恰好分配故应删去分区
7、 1。15KB 选中分区 4,这时分区 4 还剩 3KB。最后无法满足 18KB 的申请,应该等待。2)最佳适应算法 12KB 选中分区 7,恰好分配故应删去分区 7。1OKB 选中分区 1,恰好分配故应删去分区 1。15KB 选中分区 8,恰好分配故应删去分区 8。18KB 选中分区4,恰好分配故应删去分区 4。3)最差适应算法 12KB 选中分区 3,这时分区 3 还剩 8KB。10KB 选中分区 4,这时分区 4 还剩 8KB。15KB 选中分区 8,恰好分配故应删去分区 8。最后无法满足 18KB 的申请,应该等待。4)下次适应算法 12KB 选中分区 3,这时分区 3 还剩 8KB。
8、1OKB 选中分区 4,这时分区 4 还剩 8KB。15KB 选中分区 8,恰好分配故应删去分区 8。最后无法满足 15KB 的申请,应该等待。5 给定内存空闲分区,按地址从小到大为:100K、500K、200K、300K 和 600K。现有用户进程依次分别为 212K、417K、112K 和 426K,(l)分别用first-fit、best-fit 和 worst-fit 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?答:按题意地址从小到大进行分区如图所示。分区号 分区长 1 2 100KB 500KB 到缺页中断率在一个请求分页虚拟存储管理系统中一个作业共有页执行时其访
9、问页面次序为若分配给该作业三个页框理系统使用和页面替换算法如果一个作业的页面走向为当分配给该作业的物理块数分别为和时试计算访问过程中发生用为次使用为次作业的物理块数为块使用为次使用为次使用为次作业的物理块数为块使用为次使用为次使用为次其中4/12 3 4 5 200KB 300KB 600KB(1)1)first-fit 212KB 选中分区 2,这时分区 2 还剩 288KB。417KB 选中分区 5,这时分区 5 还剩 183KB。112KB 选中分区 2,这时分区 2 还剩176KB。426KB 无分区能满足,应该等待。2)best-fit 212KB 选中分区 4,这时分区 4 还剩
10、88KB。417KB 选中分区 2,这时分区 2 还剩 83KB。112KB 选中分区 3,这时分区 3 还剩88KB。426KB 选中分区 5,这时分区 5 还剩 174KB。3)worst-fit 212KB 选中分区 5,这时分区 5 还剩 388KB。417KB 选中分区 2,这时分区 2 还剩 83KB。112KB 选中分区 5,这时分区 5 还剩176KB。426KB 无分区能满足,应该等待。(2)对于该作业序列,best-fit 算法能最有效利用内存 6、一个 32 位地址的计算机系统使用二级页表,虚地址被分为 9 位顶级页表,11 位二级页表和偏移。试问:页面长度是多少?虚地址
11、空间共有多少个页面?答:由于 32-9-11 12,所以,页面大小为 4KB,页面的个数为 220个。7、一进程以下列次序访问 5 个页:A、B、C、D、A、B、E、A、B、C、D、E:假定使用 FIFO 替换算法,在内存有 3 个和 4 个空闲页框的情况下,分别给出页面替换次数。答:内存有 3 个和 4 个空闲页框的情况下,页面替换次数为 9 次和 10 次。出现了 Belady 即现象,增加分给作业的内存块数,反使缺页中断率上升。8、某计算机有缓存、内存、辅存来实现虚拟存储器。如果数据在缓存中,访问它需要 Ans;如果在内存但不在缓存,需要 Bns 将其装入缓存,然后才能访问;如果不在内存
12、而在辅存,需要 Cns 将其读入内存,然后,用 Bns 再读入缓存,然后才能访问。假设缓存命中率为(n-1)/n,内存命中率为(m-1)/m,则数据平均访问时间是多少?答:数据在缓存中的比率为:(n-1)/n 数据在内存中的比率为:(1-(n-1)/n)(m-1)/m=(m-1)/nm 数据在辅存中的比率为:(1-(n 1)/n)(1(m 1)/m)1/nm 故数据平均访问时间是(n-1)/n)A+(1-(n-1)/n)(m-1)/m)(A+B)+(1-(n-1)/n)(1-(m-1)/m)(A+B+C)=A+B/n+C/nm 到缺页中断率在一个请求分页虚拟存储管理系统中一个作业共有页执行时其
13、访问页面次序为若分配给该作业三个页框理系统使用和页面替换算法如果一个作业的页面走向为当分配给该作业的物理块数分别为和时试计算访问过程中发生用为次使用为次作业的物理块数为块使用为次使用为次使用为次作业的物理块数为块使用为次使用为次使用为次其中5/12 9、某计算机有 cache、内存、辅存来实现虚拟存储器。如果数据在 cache 中,访问它需要 20ns;如果在内存但不在 cache,需要 60ns 将其装入缓存,然后才能访问;如果不在内存而在辅存,需要 12us 将其读入内存,然后,用 60ns 再读入 cache,然后才能访问。假设 cache 命中率为 0.9,内存命中率为 0.6,则数据
14、平均访问时间是多少(ns)?答:506ns。10 有一个分页系统,其页表存放在主存里,(1)如果对内存的一次存取要 1.2 微秒,试问实现一次页面访问的存取需花多少时间?(2)若系统配置了联想存储器,命中率为 80%,假定页表表目在联想存储器的查找时间忽略不计,试问实现一次页面访问的存取时间是多少?答:(1)2.4 微秒 (2)0.8 1.2+0.2 2.4=0.76+0.45=1.24 微秒 11 给定段表如下:段号 段首址 段长 0 219 600 1 2300 14 2 90 100 3 1327 580 4 1952 96 给定地址为段号和位移:1)0,430、2)3,400、3)1,
15、1、4)2,500、5)4,42),试求出对应的内存物理地址。答:1)649 2)1 727 3)2301 4)越界 5)1994 12、某计算机系统提供 24 位虚存空间,主存为 2 18 B,采用分页式虚拟存储管理,页面尺寸为 1KB。假定用户程序产生了虚拟地址 11123456(八进制),而该页面分得块号为 100(八进制),说明该系统如何产生相应的物理地址及写出物理地址。答:虚拟地址 11123456(八进制)转化为二进制为:001 001 001 010 011 100 101 110 其中前面为页号,而后 10 位为位移:001 001 001 010 01-1 100 101 1
16、10。由于主存大小为 218 B,页面尺寸为 1KB,所以,主存共有 256 块。所以,块号为 100(八进制)是合法地址,于是,物理地址为 100(八进制)与位移 1 100 到缺页中断率在一个请求分页虚拟存储管理系统中一个作业共有页执行时其访问页面次序为若分配给该作业三个页框理系统使用和页面替换算法如果一个作业的页面走向为当分配给该作业的物理块数分别为和时试计算访问过程中发生用为次使用为次作业的物理块数为块使用为次使用为次使用为次作业的物理块数为块使用为次使用为次使用为次其中6/12 101 110 并接,得到:八进制物理地址 001000000 1 100 101 110=201456(
17、八进制)。13 主存中有两个空间区如图所示,0K 15K 125K 现有作业序列依次为:Job1 要求 30K;Job2 要求 70K;Job3 要求 50K;使用首次适应、最坏适应和最佳适应算法处理这个作业序列,试问哪种算法可以满足分配?为什么?答:首次适应、最坏适应算法处理这个作业序列可以满足分配,最佳适应算法不行。因为后者会分割出无法使用的碎片,浪费内存,从而,不能满足所有作业的内存需求。14 设有一页式存储管理系统,向用户提供的逻辑地址空间最大为 16 页,每页2048 字节,内存总共有 8 个存储块。试问逻辑地址至少应为多少位?内存空间有多大?答:逻辑地址 21124,故为 15 位
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