2023年夏考操作系统原理离线作业.docx

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1、浙江高校远程教化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。妈妈轮番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，放者必需等待，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。semaphore：=var (信号量)(信号量初值)begin parbegin 妈:beginrepeatP (s )向盒内放桔子一V (SIn.S , SI , S2_._.1 , 0 , 0向盒内放苹果一V (S2)_ until f

2、alse end儿：begin repeatP (SI拿盒中的桔子V (S)吃桔子 until false end女：begin repeat一P (S2拿盒中的苹果V (S)吃苹果 until falseend parend end2 .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，放者必需等待，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)SI , S2： semaphore：=(信号量初值)1 ,

3、0；beginparbegin爸：beginrepeat津借P(S1)向盒内放苹果V (S2)until falseend妈：beginrepeatP(S1 )向盒内放桔子-V(S2)until falseend儿：beginrepeatP(S2)拿盒中的水果(苹果或桔子)V(S1)吃水果(苹果或桔子)until falseendparcndend3 .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）A03B15C32D95E125画出采纳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) 3作业A完成，(

4、3) T=5作业C完成, (4)410作业B完成, (5) T=15作业D完成, 0 12 34 5 6作业B、C已到达，C运行时间短调度作业C作业B已到达，调度作业B作业D已到达，调度作业D 作业E已到达，调度作业E .7 8 9 10 1112 13 14 15 16 17 18 19 20进程ABCDE平均到达时间，013912运行时间T35255SJF完成时间Tr 周转时间，3109515205.6ACBDE4 .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)A07B26C39D44E66写出采纳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

5、 作业的响应比)。答：HRN(2) T=0作业A到达，调度作业A。(3) T=7作业B、C、D、E已到达，计算响应比：RPb=l+(7-2)/6=11/6; RPc=1+(7-3)/9=13/9;RPd=l+ (7-4) /4=7/4;RPe= 1+ (7-6) /6=7/6;调度作业 B(4) 丁二13作业C、D、E已到达，计算响应比：RPc=l+(13-3)/9=19/9;RPd=l+(13-4)/20=13/4;RPe=l+(13-6)/6=13/6;调度作业 D.(5) T=17作业C、E已到达，计算响应比：RPc=l+(17-3)/9=23/9;RPe=l+(17-6) /6= 17

6、/6 ： 调度作业 E(6) T=23作业E已到达，调度作业C(7) 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(Pl, 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：该系统是否平安？若平安，请给出一个平安序列。(提示：先要计算需求量Need和剩余资源数Available)最大恳求资源数已安排资源数ABCABCPl559212P2536402P34011405P4425204P5424314答：a. A已安排资源数为(2+4+4+2+3) =15, B已安排资源数为(1+

7、0+0+0+1) =2,C已安排 资源数为(2+2+54-4+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)二3。进程最大恳求资源 数已安排资源数还需资源数可用资源数序 号安排前回收后ABCABcABCABCABCPl55921234774H95133P25364021349513135154P3401140500613515175205P44252042212334371P542431411043774112T0时刻平安,平安序列如：P4, P5, Pl, P2, P36.设系统有4种类型的资源(A, B, C, D)和5个进

8、程(P0, P1,P2,P3, P4)。在TO时 刻系统状态如下表。若采纳银行家算法，如在T0时刻是平安的，在T0时刻若进程P1恳 求资源(0, 4, 2, 0),是否能实施资源安排？为什么？AllocationMaxAvailableA BP000Pl10P213C D1 10 05 4ABCD001117502356A BC D152 0P30 6 3 2P40 0 1 4答：在T。时刻若进程Pl恳求资源(0, 4, 2, 0)Pl-Req (0, 4, 2, 0) v= PI-NEED (0,7,5,0)Pl-Req (0, 4, 2, 0) =Avai (1,5, 2,0)假设把资源(

9、0, 4, 2, 0)安排给Pl,得到新状态Tl：AllocationNeedAvailableNo安排前回收后ABCDABCDABCDABCDP000110000110011111P114200330P213541002P306320020P400140642剩余资源数(1, 1, 0, 0)只能满意P0进程须要，无法满意其它任一进程须要，无法找到 一个平安序列，进程P1恳求资源(0, 4, 2, 0)不能满意，进程P1要等待。其次次(第3章)应用题1 .在一个恳求分页系统中，采纳FIFO页面置换算法时，假如一个作业的页面访问依次为4, 3, 2, 1, 4, 3, 5, 4, 3, 2,

10、1, 5,当安排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置换算法答：2 .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432143543215物理块432111543215432221513214333215432444321543缺页中断VVVVVVJV用FIFO置换算法产生缺页次数10次2,某采纳页式存储管理的系统，假如系统安排给一个作业的物理块数为4,作业执行时依次

11、 访问的页为：2, 3, 2, 1, 5, 2, 4, 5, 3, 2, 5, 2。采纳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VVVVVV用LRU调度算法产生缺页次数 次。答：3 .解：LRU算法访问页序列232152-153252物理块2321524532522321524532532152453333112444缺页中断VVVVVV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：越界中断页表乎存器逻辑用址|页表始址k表长度I页号页内地址页号块号页号

12、块号0快表页表物理地址在CPU给出有效地址（逻辑地址）后，系统将有效地址分别为页号和页内地址。系统 将页号与页表长度进行比较，假如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，确定所须要的页是否在快表中。若是，则 干脆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） 寄存器中页内地址干脆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，则依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

13、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爱护。答：2.答：越界爱护在动态分区的爱护的常用方法是由系统供应硬件：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）运用；限长寄存器存放程序长度，作为存贮爱护运用。在分页存储管理方案中，在CPU给出有效地址（逻辑地址）后，系统将有效地址分别 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，假如页号

14、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 分别为段号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SNTL访问越界，产生越界中断信号。未越界，依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。存取限制检查:存取权（R、W、E）在页表项中增设“存取限制”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

15、只执行、只读，还是允许读/写。在段表项中增设存取限制”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)环爱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 .用户在运用配置UNIX/Linux操作系统的计算机时不能将用户软盘随意插进和拿出，试从 UNIX/Linux子文件系统的运用原理说明它须要肯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

16、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，系统要运用其它文件系统，必需先用 mount吩咐将其安装到系统，被安装的子文件系统的根安装到根设备树形书目的某一节点 上。子文件系统在安装时将该子系统的管理块(superblock)和有关书目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，如即将安排的空闲 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，其改变要记录在系统缓 冲区中管理块和活动索引节点表中。子文件系统运用完毕后要运用umount拆卸吩咐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

17、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，它需按规定运用，步骤如下：(1)插入软盘(2)运用安装吩咐安装软盘文件系统(3)读/写盘中文件(4)运用拆卸吩咐拆卸软盘文件系统(5)取出软盘如运用软盘时随意插进和拿出软盘，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吩咐的运用。3 .答：文件共享是允许不同的用户运用不同的名字名存取同一文件。UNIX的文件共享方式有二种：基于索引节点的共享方式一文件硬连接UNIX系统将文件限制块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

18、点区。而文件名与索引节点号构成书目，同一级书目构成书目文 件，在文件区存放。为了共享文件，只是在二个不同子书目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；运用吩 咐“In”可给一己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。吩咐的运用例：$ln /bin/ls /usr/lx20/dir利用符号连接实现文件共享7分系统为共享的用户创建一个link类型的新文件，将这新文件登录在该用户共享书目项 中，这个link型文件包含连接文件的路径名。当用户要访问共享文件且刚要读link型新文件时，操作系统依据link文件类型性质将 文件读出的内容作为路径名去访问真正的共享文件。采纳符号连接可以跨越文件系统，甚至 可以通过计算机网络连接到世界上任何地方的机器中的文件。符号连接的缺点是其它用户读 取符号连接的共享文件比读取硬连接的共享文件须要增多读盘操作。吩咐的运用例：$ln-s /bin/ls /usr/lx20/dir