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操作系统作业

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操作系统作业

操作系统作业1.在单CPU和两台I/O(I

1,I

2

)设备的多道程序设计环境下，同时投⼊3个作业

J 1，J

2

，J3

运⾏。其对CPU和IO设备使⽤的顺序与时间如下：Job1：I

2(30ms)→ CPU(10ms) →I

1

(30ms) →CPU(10ms) →I

2

(20ms)

Job2：I

1(20ms) →CPU(20ms) →I

2

(40ms)

Job3：CPU(30ms) →I

1(20ms) →CPU(10ms) →I

1

(10ms)

假定CPU、I1和I

2

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，但不抢占I1和I

2

。

试求：(1)每个作业从投⼊到完成分别所需的时间。(2)计算CPU的利⽤率（计算时间/（计算时间+空闲时间））。

(3)计算I/O设备利⽤率（⼯作时间/（⼯作时间+空闲时间））。

2.引起进程调度的原因有哪些？

3.何谓微内核技术？在微内核中通常提供了哪些功能？

4.PCB提供了进程管理和进程调度所需要的哪些信息？

5.试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因？

6.某银⾏提供1个服务窗⼝和10个供顾客等待的座位，顾客到达银⾏时，若

有空位，则到取号机上领取⼀个号，等待叫号。取号机每次仅允许⼀位顾客使⽤，当营业员空闲时，通过叫号选取⼀位顾客，并为其服务，是使⽤信号量机制描述顾客和营业员之间的同步关系。7.a,b 两点间是⼀段东西向的单⾏车道，现要设计⼀个⾃动管理系统，管理规

则如下：当ab间有车辆在⾏驶时同⽅向的车可以同时驶⼊ab段，但另⼀⽅向的车必须在ab段外等待；当ab之间⽆车时，到达a（或b）的车辆可以进⼊ab段，但不能从a，b点同时驶⼊；当某⽅向在ab段⾏驶的车辆使出了ab段且⽆车辆进⼊ab段时，应让另⼀⽅向等待的车辆进⼊ab段⾏驶。

请⽤信号量机制对ab段实现正确管理。（不考虑饥饿现象）8.请给出⼀个写者优先的“读者－写者”问题的算法描述。

9.有⼀只铁笼⼦，每次只能放⼊⼀只动物，猎⼿向笼⼦⾥放⼊⽼虎，农民向笼

⼦⾥放⼊猪；动物园等待取笼⼦⾥的⽼虎，饭店等待取笼⼦⾥的猪。现请⽤wait和signal操作写出能同步执⾏的程序。10.当⽔果盘空时，⽗亲可以放⾹蕉或者母亲可以放苹果，但盘中已有⽔果时，

就不能放，⽗母等待。当盘中有⾹蕉时，⼥⼉可吃⾹蕉，否则，⼥⼉等待；

当盘中有苹果时，⼉⼦可吃，否则，⼉⼦等待。现请⽤wait和signal操作写出能同步执⾏的程序。11.⼀个从键盘输⼊到打印机输出的数据处理流程图如图所⽰。其中键盘输⼊进

程通过缓冲区bufa把数绝传送给计算进程，计算进程把处理结果通过bufb 传送给打印进程。假设上述两个缓冲区的⼤⼩分别为a和b，试写出键盘输⼊进程、计算进程及打印进程间的同步算法。

12.⾼级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么要引⼊中级调度？

13.有5个批处理作业按A、B、C、D、E的顺序⼏乎同时到达,估计运⾏时间分

别为10、6、、2、4、8分钟，优先级分别为3、5、2、1、4，其中5为最⾼

优先级，假设都是计算型作业，不考虑其他系统开销。对于下列每种调度算法，计算其平均进程周转时间，若系统采⽤⾮剥夺⽅式使⽤CPU，对于以下调度算法，计算平均周转时间和带权周转时间：2）优先级调度算法

3）先来先服务调度算法（按顺序A、B、C、D、E）

4）最短作业优先调度算法

14.个进程。

(1)当第4个进程P4到达，最⼤需求60个存储单元，当前请求分配25个单元。(2)第4个进程P4到达，最⼤需求50个存储单元，当前请求分配35个单元。

15.何谓死锁？产⽣死锁的原因和必要条件是什么？

16.驻留集和⼯作集有什么区别？

17.⼀个进程在磁盘上包含8个虚拟页，系统在内存中固定分配4个物理页，开

始时为空，发⽣如下访问页序列：1,0,2,2,1,7,6,7,0,1,2,0,3,0,4,5,1,5,2,4,5,6,7,6,7,2,4,2,7,3,3,2,3

1)使⽤LRU置换策略，驻留在4个页框中的页⾯是那些？计算命中率

2）使⽤FIFO置换策略计算命中率

3）⽐较以上两种策略的命中率，针对这个页⾯访问序列评价FIFO模拟LRU 的效果。

18.假设有8个页⾯， 4个页框。页⾯的访问顺序为0,1,7,2,3,2,7,1,0,3。请

计算：(1)使⽤FIFO页⾯置换算法，会发⽣多少次缺页中断？

(2)使⽤LRU算法呢？影响页⾯换进换出效率的若⼲因素是什么？

19.分页和分段存储管理有何区别？

20.在⼀个交换系统中，按内存地址排列的空闲区⼤⼩是: 10KB、 4KB、 20KB、

18KB、7KB、 9KB、 12KB和15KB。对于连续的段请求： 12KB、 10KB、 9KB。

使⽤FirstFit、BestFit、 WorstFit和NextFit将找出哪些空闲区？21.什么是缓冲？引⼊缓冲的原因是什么？

22.有哪⼏种IO控制⽅式？各适⽤于何种场合？

23.简要说明IO软件的四个层次的基本功能。

24.若磁头的当前位置在第100号磁道，磁头正在向磁道号增加的⽅向移动。现

有磁盘读写请求队列，磁道号⼀次为：190,10,160,80,90,125,30,20,29,140,25

若采⽤最短寻道时间优先算法和电梯调度算法，试计算出各种算法的移臂所经过的磁道数。25.何谓⽂件的逻辑结构？何谓⽂件的物理结构？

26.在⼀个操作系统中，inode节点中分别含有10个直接地址的索引和⼀、⼆、

三级间接索引。若设每个盘块有512B⼤⼩，每个盘块中可存放128个盘块地址，则⼀个1MB的⽂件占⽤多少间接盘块？⼀个25MB的⽂件占⽤多少间接盘块？

27.试述计算机系统的安全性和可靠性之间的联系和区别。

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操作系统作业题目

操作系统作业题目

1

1. (1)画出下面一系列的语句的前趋图（假设x，y，z已知）。

S1：a=x+y；

S2：b=z+1；

S3：c=a-b；

S4：d=b+5；

S5：e=d-x；

S6：f=c+e；

S7：g=f+y；

S8：h=f+5；

S9：i=g+h。

(2) 用描述的方式（节点集合为 S ，前趋关系集合为 -> )表示题1）中画出的前趋图。

2. 利用信号量实现作业1中画出的前趋图的前趋关系。

3. 在测量控制系统中的数据采集任务DataCollection()时，把所有采集的数据送到一个单缓冲区，计算任务DataCompute()从该缓冲区取出数据进行计算。试写出利用信号量机制实现两任务共享缓冲区Buffer的同步算法。

4. 完成下面的表格（参考教材P92 图3-4）

算法 进程名 A B C D E 平 均

到达时间 0 1 3 4 6

服务时间 5 7 3 8 2

FCFS 完成时间

周转时间

带权周转时间 2

SJF 完成时间

周转时间

带权周转时间

5. 用时间片轮转法RR调度进程A、B、C、D和E，时间片q分别为2和4，完成下面的表格（参考教材P96 图3-6）。

算法 进程名 A B C D E 平

均

到达时间 0 1 2 3 4

服务时间 6 2 5 9 8

RR

q=2 完成时间

周转时间 3

6. 在银行家算法中，出现如下资源分配情况：

进程/资源 Allocation Need Available

A B C A B C A B C

P0

P1

P2

P3

P4 0 2 1

1 0 1

0 1 3

3 2 1

0 2 0 4 1 0

操作系统第二次作业

操作系统第二次作业

《计算机操作系统》第二次作业 第1页 《计算机操作系统》第二次作业

一、填空题

1、对于通用计算机而言，存储层次至少应具有最高层（CPU寄存器）、中间层（主存）、最低层（辅存）三级。

2、在较高档的计算机中，根据具体功能分工将存储器细划为（寄存器）、（高速缓存）、（主存储器）（磁盘缓存）、（固定磁盘）、（可移动存储介质）等六层。

3、在存储层次中，越向上，存储介质的访问速度越（快），价格越（高），相对存储容量越（小）。

4、在计算机系统存储层次中，（主存储器）和（寄存器）又称为可执行存储器，进程对它的访问可通过（机器）或（I/O）指令实现。

5、在I/O设备的接口中，有（数据信号）、（状态信号）、（控制信号）三种类型的信号。

6、设备控制器的基本功能有（数据缓冲）、（差错控制）、（数据交换）、（标识和报告设备的状态）、（接收和识别命令）、（地址识别）六个。

7、设备控制器由（设备控制器与处理机的接口）、（设备控制器与设备的接口）、（I/O逻辑）三部分组成。

8、I/O通道的类型有（字节多路通道）、（数组选择通道）、（数组多路通道）三种。

9、基于文件系统的概念，可以把数据组成分为（文件）、（记录）、（数据项）三级。

10、在文件系统中，数据项可分为（基本数据项）和（组合数据项）两种类型。

11、文件可分为（有结构文件）和（无结构文件）两种。

12、文件的属性包括（文件类型）、（文件长度）、（文件的物理位置）、（文件的存取控制）四个。(还有一个文件的建立时间)

二、选择题

1、寄存器、高速缓存、主存储器和磁盘缓存均（）操作系统管理的管辖范畴，掉电后它们存储的信息（）。B

A）属于、仍存在

B）属于、不存在

C）不属于、仍存在

D）不属于、不存在

2、固定磁盘和可移动存储介质均（）操作系统管理的管辖范畴，掉电后它们存储的信息（）。C

A）属于，仍存在

B）属于，不存在

C）不属于，仍存在

D）不属于，不存在

操作系统作业

操作系统作业

操作系统 作业 #1 页 1/4 作业 #1： 姓名： 学号： 班级：

问题 答案

(1) In virtually all systems that include DMA

modules, DMA access to main memory is given

higher priority than processor access to main

memory. Why?

(2) Consider the following code:

for (i = 0; i < 10; i++)

for (j = 0; j < 10; j++)

a[i] = a[i] * j

(a) Give one example of the spatial locality in

the code.

(b) Give one example of the temporal locality

in the code.

(3) Consider a memory system with the

following parameters:

Tc = 100 ns

Tm = 1200 ns

Cc = 0.01 cents/bit

Cm = 0.001 cents/bit

(a) What is the cost of 1 MByte of main

memory?

(b) What is the cost of 1 Mbyte of main

memory using cache memory technology?

(c) If the effective access time is 10% greater

than the cache access time, what is the hit ratio

操作系统作业八

操作系统作业八

第八次作业

8-1内部碎片和外部碎片的区别

内部碎片就是已经被分配出去（能明确指出属于哪个进程）却不能被利用的内存空间；内部碎片是处于（操作系统分配的用于装载某一进程的内存）区域内部或页面内部的存储块。占有这些区域或页面的进程并不使用这个存储块。而在进程占有这块存储块时，系统无法利用它。直到进程释放它，或进程结束时，系统才有可能利用这个存储块。

外部碎片指的是还没有被分配出去（不属于任何进程），但由于太小了无法分配给申请内存空间的新进程的内存空闲区域。

外部碎片是处于任何两个已分配区域或页面之间的空闲存储块。这些存储块的总和可以满足当前申请的长度要求，但是由于它们的地址不连续或其他原因，使得系统无法满足当前申请。

8-9假设一个将页表放在内存中的分页系统：

a如果一次内存访问需要200ns,访问一页内存要用多长时间。

b如果加入TLB，并且75%的页表引用发生在TLB，内存的有效访问时间是多少，（假设在TLB中查找页表项的占用零时间，如果页表项在其中。）

答：a: 200ns + 200ns = 400ns

b：0.75*200ns + 0.25 * 400ns = 250ns.

8-12求对应段表逻辑地址的物理地址

a.649

b.2310

c.越界

d.1727

e.越界

8-13页表分页的目的

在某些情况下,分页的页表可以变得足够大，可以简化内存分配问题（确保全部可以分配固定大小的网页，而不是可变大小的块），确保当前未使用的部分页表可以交换。