下载文档原格式
3某请求分页系统，用户空间为32KB，每个页面1KB，主存16KB。
某用户程序有7页长，某时刻该用户进程的页表如下：页号物理块号是否在TLB0 8 是1 7 是2 4 否3 10 否4 5 否5 3 是6 2 是（1）计算两个逻辑地址：0AC5H、1AC5H对应的物理地址。
（2）已知主存的一次存取为1.5us，对于TLB表（快表）的查询时间可以忽略，则访问上述两个逻辑地址共耗费多少时间？答（1）每页1kb代表页内偏移量为低地址10位，剩余的为页号，所以0AC5H对应的页号为2，物理块为4，说以物理地址为12C5H, 同理可得1AC5H对应的物理地址为0AC5H.（2）耗时为1×1.5us+2×1.5us=4.5us4什么叫重定位？它有哪两种方式？这两种方式有什么区别？由于经过紧凑后的某些用户程序在内存中的位置发生了变化，此时若不对程序和数据的地址加以修改(变换)，则程序必将无法执行。
为此，在每次“紧凑”后，都必须对移动了的程序或数据进行重定位。
5在具有快表的段页式存储管理方式中，如何实现地址变换？答：物理地址=该段在主存的起始地址+页框号*大小+页内地址。
第二次作业：1、在某请求分页管理系统中，一个作业共5页，作业执行时一次访问如下页面：1，4，3，1，2，5，1，4，2，1，4，5，若分配给该作业的主存块数为3，分别采用FIFO，LRU，Clock页面置换算法，试求出缺页中断的次数及缺页率。
答FIFO 缺页次数为9，缺页率为3/4LRU缺页数为9，缺页率为3/4Clock缺页数为9，缺页率为3/42、某请求分页管理系统，假设进程的页表如下：页号页框号有效位装入时间0 101H 1 21 —0 —2 254H 1 4页面大小为4KB，一次内存的访问时间为100纳秒（ns），一次快表（TLB）的访问时间是10ns，处理一次缺页的平均时间为100毫秒（已含更新TLB和页表的时间），进程的驻留集大小固定为2个页框，采用FIFO法置换页面。
第4章存储管理“练习与思考”解答1．基本概念和术语逻辑地址、物理地址、逻辑地址空间、内存空间、重定位、静态重定位、动态重定位、碎片、碎片紧缩、虚拟存储器、快表、页面抖动用户程序经编译之后的每个目标模块都以0为基地址顺序编址，这种地址称为相对地址或逻辑地址。
内存中各物理存储单元的地址是从统一的基地址开始顺序编址的，这种地址称为绝对地址或物理地址。
由程序中逻辑地址组成的地址范围叫做逻辑地址空间，或简称为地址空间。
由内存中一系列存储单元所限定的地址范围称作内存空间，也称物理空间或绝对空间。
程序和数据装入内存时，需对目标程序中的地址进行修改。
这种把逻辑地址转变为内存物理地址的过程称作重定位。
静态重定位是在目标程序装入内存时，由装入程序对目标程序中的指令和数据的地址进行修改，即把程序的逻辑地址都改成实际的内存地址。
动态重定位是在程序执行期间，每次访问内存之前进行重定位。
这种变换是靠硬件地址转换机构实现的。
内存中这种容量太小、无法被利用的小分区称作“碎片”或“零头”。
为解决碎片问题，移动某些已分配区的内容，使所有进程的分区紧挨在一起，而把空闲区留在另一端。
这种技术称为紧缩（或叫拼凑）。
虚拟存储器是用户能作为可编址内存对待的虚拟存储空间，它使用户逻辑存储器与物理存储器分离，是操作系统给用户提供的一个比真实内存空间大得多的地址空间。
为了解决在内存中放置页表带来存取速度下降的矛盾，可以使用专用的、高速小容量的联想存储器，也称作快表。
若采用的置换算法不合适，可能出现这样的现象：刚被换出的页，很快又被访问，为把它调入而换出另一页，之后又访问刚被换出的页，……如此频繁地更换页面，以致系统的大部分时间花费在页面的调度和传输上。
此时，系统好像很忙，但实际效率却很低。
这种现象称为“抖动”。
2．基本原理和技术（1）存储器一般分为哪些层次？各有何特性？存储器一般分为寄存器、高速缓存、内存、磁盘和磁带。
CPU内部寄存器，其速度与CPU一样快，但它的成本高，容量小。
P152第四章作业5. 运行时动态链接方式，是装入时链接方式的一种改进，将对某些模块的链接推迟到程序执行时才进行。
亦即，在执行过程中，当发现一个被调用模块尚未装入内存时，立即由 OS 去找到该模块，并将之装入内存，将其链接到调用者模块上。
优点：凡是在执行过程中未被用到的目标模块，都不会被调入内存和被链接到装入模块上，这样不仅能加快程序的装入过程，而且可节省大量的内存空间。
7.程序在运行过程中经常要在内存中移动位置，为了保证这些被移动了的程序还能正常执行，必须对程序和数据的地址加以修改，即重定位。
引入重定位的目的就是为了满足程序的这种需要。
要在不影响指令执行速度的同时实现地址变换，必须有硬件地址变换机构的支持，即须在系统中增设一个重定位寄存器，用它来存放程序在内存中的起始地址。
程序在执行时，真正访问的内存地址是相对地址与重定位寄存器中的地址相加而形成的。
13.在多道环境下，一方面，在内存中的某些进程由于某事件尚未发生而被阻塞，但它却占用了大量的内存空间，甚至有时可能出现在内存中所有进程都被阻塞而迫使 CPU 停止下来等待的情况；另一方面，却又有着许多作业在外存上等待，因无内存而不能进入内存运行的情况。
显然这对系统资源是一种严重的浪费，且使系统吞吐量下降。
为了解决这一问题，在操作系统中引入了对换(也称交换)技术。
可以将整个进程换入、换出，也可以将进程的一部分(页、段)换入、换出。
前者主要用于缓解目前系统中内存的不足，后者主要用于实现虚拟存储。
15.系统应具备三方面功能：对换空间管理，进程换出，进程换入。
24.在段页式系统中，为了便于实现地址变换，须配置一个段表寄存器，其中存放段表始址和段长TL。
进行地址变换时，首先利用段号 S，将它与段长TL 进行比较。
若 STL，表示未越界，利用段表始址和段号来求出该段所对应的段表项在段表中的位置，从中得到该段的页表始址，并利用逻辑地址中的段内页号 P 来获得对应页的页表项位置，从中读出该页所在的物理块号 b，再利用块号 b 和页内地址来构成物理地址。
首页入门学习程序员计算机考研计算机电子书下载硬件知识网络知识专业课程答案下载视频教程下载第一章作者：佚名来源：网络1、有一台计算机，具有IMB 内存，操作系统占用200KB ，每个用户进程各占200KB 。
如果用户进程等待I/O 的时间为80 % ，若增加1MB 内存，则CPU 的利用率提高多少？答：设每个进程等待I/O 的百分比为P ，则n 个进程同时等待刀O 的概率是Pn ，当n 个进程同时等待I/O 期间CPU 是空闲的，故CPU 的利用率为1-Pn。
由题意可知，除去操作系统，内存还能容纳4 个用户进程，由于每个用户进程等待I/O的时间为80 % , 故：CPU利用率＝l-（80%)4 = 0.59若再增加1MB 内存，系统中可同时运行9 个用户进程，此时：cPu 利用率＝l-（1-80%)9 = 0.87故增加IMB 内存使CPU 的利用率提高了47 % :87 ％/59 ％=147 %147 ％-100 % = 47 %2 一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序A 先开始做，程序B 后开始运行。
程序A 的运行轨迹为：计算50ms 、打印100ms 、再计算50ms 、打印100ms ，结束。
程序B 的运行轨迹为：计算50ms 、输入80ms 、再计算100ms ，结束。
试说明（1 ）两道程序运行时，CPU有无空闲等待？若有，在哪段时间内等待？为什么会等待？( 2 ）程序A 、B 有无等待CPU 的情况？若有，指出发生等待的时刻。
答：画出两道程序并发执行图如下：（1）两道程序运行期间，CPU存在空闲等待，时间为100 至150ms 之间（见图中有色部分）（2）程序A 无等待现象，但程序B 有等待。
程序B 有等待时间段为180rns 至200ms 间（见图中有色部分）3 设有三道程序，按A 、B 、C优先次序运行，其内部计算和UO操作时间由图给出。
试画出按多道运行的时间关系图（忽略调度执行时间）。
首页入门学习程序员计算机考研计算机电子书下载硬件知识网络知识专业课程答案下载视频教程下载第一章作者：佚名来源：网络1、有一台计算机，具有IMB 内存，操作系统占用200KB ，每个用户进程各占200KB 。
如果用户进程等待I/O 的时间为80 % ，若增加1MB 内存，则CPU 的利用率提高多少？答：设每个进程等待I/O 的百分比为P ，则n 个进程同时等待刀O 的概率是Pn ，当n 个进程同时等待I/O 期间CPU 是空闲的，故CPU 的利用率为1-Pn。
由题意可知，除去操作系统，内存还能容纳 4 个用户进程，由于每个用户进程等待I/O的时间为80 % , 故：CPU利用率＝l-（80%)4 =若再增加1MB 内存，系统中可同时运行9 个用户进程，此时：cPu 利用率＝l-（1-80%)9 =故增加IMB 内存使CPU 的利用率提高了47 % :87 ％/59 ％=147 %147 ％-100 % = 47 %2 一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序A 先开始做，程序B 后开始运行。
程序A 的运行轨迹为：计算50ms 、打印100ms 、再计算50ms 、打印100ms ，结束。
程序B 的运行轨迹为：计算50ms 、输入80ms 、再计算100ms ，结束。
试说明（1 ）两道程序运行时，CPU有无空闲等待若有，在哪段时间内等待为什么会等待( 2 ）程序A 、B 有无等待CPU 的情况若有，指出发生等待的时刻。
答：画出两道程序并发执行图如下：（1）两道程序运行期间，CPU存在空闲等待，时间为100 至150ms 之间（见图中有色部分）（2）程序A 无等待现象，但程序B 有等待。
程序B 有等待时间段为180rns 至200ms 间（见图中有色部分）3 设有三道程序，按A 、B 、C优先次序运行，其内部计算和UO操作时间由图给出。
试画出按多道运行的时间关系图（忽略调度执行时间）。
第四章互斥、同步与通讯答案一、单项选择题1.B2.D3.B4.B5.D6.A7.C8.B9.D 10.C11.D 12.C 13.C 14.B 15.B 16.B 17.A 18.B 19.D 20.B21.B 22.A 23.C 24.B 25.B 26.B 27.A 28.C二、多项选择题1．[分析]任何一台CPU在每一时刻只能解释执行一条指令，因而，不可能在同一时刻为多个进程服务。
进程可同时执行的含义是一个进程的工作没有全部完成之前另一进程就可开始工作。
所以，实际上多个进程是轮流占用CPU运行的。
到底哪个进程能占用处理器不仅与进程自身有关，且受外界因素的影响；当多个进程竞争CPU时，必须由进程调度来决定当前哪个进程可以占用CPU；故每个进程都是走走停停的，进程执行的速度不能完全由进程自己来控制。
并发进程相互之间可能是无关的，即它们是各自独立的，这些进程中每一个进程的执行既不依赖于其它进程也不会影响其它进程的执行。
但是，有些并发进程需使用共享资源，为保证进程执行的正确性，对共享资源的使用必须加以限制。
同步就是并发进程中的一种制约关系，一个进程能否使用共享资源取决于其它进程的消息，只有指定的消息到达才可使用共享资源。
如果无约束地使用共享资源，则可能出现多个进程交替地访问共享资源，于是就可能会出现与时间有关的错误。
故本题的答案为C、D、E。
[题解]C、D、E。
2．[分析]根据P操作的定义，当调用P操作时, P操作把信号量S减去1，若结果小于0则调用者将等待信号量，否则可继续运行。
因而，若调用P(S）后S的值为＞=0则进程可以继续运行，故应选择A和D。
要注意不能选择C，因S<>0包含了S＞0和S＜0，当S＜0时进程将成为等待状态而不能运行。
[题解]A，D。
3．[题解]A，C，E。
三、判断题1. [题解]是。
2．［分析］如果不控制并发进程执行的相对速度，则它们在共享资源时可能会出现两种情况：一种是并发进程交替使用共享资源，这样就可能会发生与时间有关的错误；另一种是并发执行的速度没有致使它们交替使用共享资源，这时就不会出现与时间有关的错误。
首页入门学习程序员计算机考研计算机电子书下载硬件知识网络知识专业课程答案下载视频教程下载第一章作者：佚名来源：网络1、有一台计算机，具有IMB 内存，操作系统占用200KB ，每个用户进程各占200KB 。
如果用户进程等待I/O 的时间为80 % ，若增加1MB 内存，则CPU 的利用率提高多少？答：设每个进程等待I/O 的百分比为P ，则n 个进程同时等待刀O 的概率是Pn ，当n 个进程同时等待I/O 期间CPU 是空闲的，故CPU 的利用率为1-Pn。
由题意可知，除去操作系统，内存还能容纳4 个用户进程，由于每个用户进程等待I/O的时间为80 % , 故：CPU利用率＝l-（80%)4 =若再增加1MB 内存，系统中可同时运行9 个用户进程，此时：cPu 利用率＝l-（1-80%)9 =故增加IMB 内存使CPU 的利用率提高了47 % :87 ％/59 ％=147 %147 ％-100 % = 47 %2 一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序A 先开始做，程序B 后开始运行。
程序A 的运行轨迹为：计算50ms 、打印100ms 、再计算50ms 、打印100ms ，结束。
程序B 的运行轨迹为：计算50ms 、输入80ms 、再计算100ms ，结束。
试说明（1 ）两道程序运行时，CPU有无空闲等待若有，在哪段时间内等待为什么会等待( 2 ）程序A 、B 有无等待CPU 的情况若有，指出发生等待的时刻。
答：画出两道程序并发执行图如下：（1）两道程序运行期间，CPU存在空闲等待，时间为100 至150ms 之间（见图中有色部分）（2）程序A 无等待现象，但程序B 有等待。
程序B 有等待时间段为180rns 至200ms 间（见图中有色部分）3 设有三道程序，按A 、B 、C优先次序运行，其内部计算和UO操作时间由图给出。
试画出按多道运行的时间关系图（忽略调度执行时间）。
操作系统部分习题参考答案（孙钟秀版）操作系统部分习题参考答案第⼀章2. ⼀个计算机系统，有⼀台输⼊机和⼀台打印机，现有两道程序投⼊运⾏，且程序A先开始做，程序B后开始运⾏。
程序A的运⾏轨迹为：计算50ms、打印100ms、再计算50ms、打印100ms，结束。
程序B的运⾏轨迹为：计算50ms、输⼊80ms、再计算100ms，结束。
试说明(1)两道程序运⾏时，CPU有⽆空闲等待？若有，在哪段时间内等待？为什么会等待？(2)程序A、B有⽆等待CPU的情况？若有，指出发⽣等待的时刻。
答：画出两道程序并发执⾏图如下：(1) 两道程序运⾏期间，CPU存在空闲等待，时间为100⾄150ms之间(见图中有⾊部分)。
(2) 程序A⽆等待现象，但程序B有等待。
程序B有等待时间段为180ms⾄200ms间(见图中有⾊部分)。
5. 在单CPU和两台I/O(I1,I2)设备的多道程序设计环境下，同时投⼊三个作业运⾏。
它们的执⾏轨迹如下：Job1：I2(30ms)、CPU(10ms)、I1(30ms)、CPU(10ms)Job2：I1(20ms)、CPU(20ms)、I2(40ms)Job3：CPU(30ms)、I1(20ms)如果CPU、I1和I2都能并⾏⼯作，优先级从⾼到低为Job1、Job2和Job3，优先级⾼的作业可以抢占优先级低的作业的CPU。
试求：(1)每个作业从投⼊到完成分别所需的时间。
(2) 从作业的投⼊到完成CPU的利⽤率。
(3)I/O设备利⽤率。
答：画出三个作业并⾏⼯作图如下(图中着⾊部分为作业等待时间)：(1) Job1从投⼊到运⾏完成需80ms，Job2从投⼊到运⾏完成需90ms，Job3从投⼊到运⾏完成需90ms。
(2) CPU空闲时间段为：60ms⾄70ms，80ms⾄90ms。
所以CPU利⽤率为(90-20)/80=77.78%。
(3) 设备I1空闲时间段为：20ms⾄40ms，故I1的利⽤率为(90-20)/90=77.78%。
操作系统答案目录习题一 (1)习题二 (3)习题三 (7)习题四 (16)习题五 (23)习题六 (27)习题一一．思考题3. 什么是操作系统？计算机系统中配置操作系统的主要目标是什么？答(p1)：操作系统是管理系统资源、控制程序执行、改善人机界面、提供各种服务，合理组织计算机工作流程和为用户有效使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。
配置操作系统的主要目标可归结为：(1) 方便用户使用(2) 扩大机器功能(3) 管理系统资源(4) 提高系统效率(5) 构筑开放环境。
5. 操作系统要为用户提供哪些基本和共性的服务？答(p25)：操作系统提供给程序和用户的共性服务大致有：(1) 创建程序(2) 执行程序(3) 数据I/O(4) 信息存取(5) 通信服务(6) 错误检测和处理9．试叙述系统调用的实现原理。
答（p28）系统调用的实现有以下几点：⑴编写系统调用处理程序⑵设计一张系统调用入口地址表，每个入口地址都指向一个系统调用的处理程序，有的系统还包含系统调用自带参数的个数⑶陷入处理机制，需开辟现场保护，以保存发生系统调用时的处理器现场。
10.试叙述系统调用与过程调用的主要区别。
答（p29）⑴调用形式不同⑵被调用代码的位置不同⑶提供方式不同⑷调用的实现不同二．应用题2. 一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序A 先开始做，程序B后开始运行。
程序A的运行轨迹为：计算50ms、打印100ms、再计算50ms、打印100ms，结束。
程序B的运行轨迹为：计算50ms、输入80ms、再计算100ms，结束。
试说明(1)两道程序运行时，CPU有无空闲等待？若有，在哪段时间内等待？为什么会等待？(2)程序A、B有无等待CPU的情况？若有，指出发生等待的时刻。
答：画出两道程序并发执行图如下：(1) 两道程序运行期间，CPU存在空闲等待，时间为100至150ms之间(见图中有色部分)。
(2) 程序A无等待现象，但程序B有等待。
