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习题二
1.操作系统中为什么要引入进程的概念为了实现并发进程之间的合作和协调以及保证系统的安全,操作系统在进程管理方面要做哪些工作答[1为了从变化的角度动态地分析研究可以并发执行的程序,真实地反响系统的独立性、并发性、动态性和相互制约,操作系统中就不得不引入“进程〃的概念;〔2〕为了防止操作系统及其关键的数据构造,受到用户程序有意或无意的破坏,通常将处理机的执行状态分成核心态和用户态;对系统中的全部进程实行有效地管理,其主要表现是对一个进程进展创立、撤销以及在某些进程状态之间的转换控制,
2.试描述当前正在运行的进程状态改变时,操作系统进展进程切换的步骤答〔1〕就绪状态一运行状态处于就绪状态的进程,具备了运行的条件,但由于未能获得处理机,故没有运行〔2〕运行状态一就绪状态正在运行的进程,由于规定的时间片用完而被暂停执行,该进程就会从运行状态转变为就绪状态3运行状态一阻塞状态处于运行状态的进程,除了因为时间片用完而暂停执行外还有可能由于系统中的其他因素的影响而不能继续执行下去.现代操作系统一般都提供多任务的环境,试答复以下问题撤销原语删除进程的PCB并将进程在其队列中摘除;阻塞原语将进程PCB中进程的状态从运行状态改为阻塞状态,并将进程投入阻塞队列;唤醒原语将进程PCB中进程的状态从阻塞状态改为就绪状态,并将进程从则色队列摘下,投入到就绪队列中.什么是进程控制块从进程管理、中断处理、进程通信、文件管理、设备管理及存储管理的角度设计进程控制块应该包含的内容答1进程控制块是用来描述进程本身的特性、进程的状态、进程的调度信息及对资源的占有情况等的一个数据构造;2为了进程管理,进程控制块包括以下几方面进程的描述信息,包括进程标识符、进程名等进程的当前状况当前队列链接指针进程的家族关系进程控制块的内容应该包括处理机状态信息和各种存放器的内容为了内存管理的需要,进程控制块的内容应该包括进程使用的信号量、2该进程的页表有多少项每项至少占多少位答因为进程的逻辑地址空间为32页,因此该进程的页表项有32项页表中应存储每页的块号因为物理地址空间大小是4MB4MB的物理地址空间内分成4MB/2KB=2K个块,因此块号局部需要11位二进制,所以页表中每项占11位3如果物理地址空间减少一半,页表的构造有何变化答当减少一半时,有2MB/2KB=1K个块,因此块号局部需要10位〔二进制〕,所以页表中每项占10位.某页式存储管理系统,内存的大小为64KB被分为16块块号为
0、
1、
2、……、15o设某进程有4页,其页号为
0、
1、
2、3被分别装入内存的
2、
4、
7、5问1该进程的大小是多少字节答总共64KB16页,则每页有4KB该进程有四页,则进程的大小为16KBO2写出该进程每一页在内存的起始地址3逻辑地址4146对应的物理地址是多少答4146除以4096得1余50这页号为1页内位移为50;1对应于4这物理地址为4*4096+50=16434b.某段式存储管理系统的段表如以以下图请将逻辑地址[0137]、[19000]、[23600]、[3230]转换成物理地址答[0137]40*1024+137=410976[19000]80*1024+9000=90920B[23600]100*1024+3600=106000B[3230]不合法习题七.数据传输控制方式有哪几种试对比它们的优缺点答数据转送控制方式有程序直接控制方式、中断控制方式、DMA控制方式和通道方式四种程序直接控制方式:优点实现简单,不需要硬件的支持;缺点
1.CPU与外设只能串行工作;⑵.CPU在一段时间内只能与一台外设交换数据信息;⑶.由于程序直接控制方式是依靠测试设备的状态来控制数据传递的,因此无法发现和处理由于设备和其他硬件所产生的错误中断控制方式优点提高了CPU的利用率;缺点
(1).在进程传送数据的过程中,发生中断的次数可能很多,这将消耗CPU大量处理时间;⑵计算机中通常配置各种各样的外设,如果这些外设都通过中断的方式进展数据传递,由于中断次数过多将使CPU无法及时响应中断,造成数据丧失DMA控制方式优点
(1)数据传输的基本单位为数据块;⑵.紧在开场和完毕才需要CPU干预,整块数据的传送是在控制器的控制之下完成的;⑶所传送的数据是从设备直接到内存或者从内存直接到设备通道方式优点把对一个数据块的读〔写)干预减少到对一组数据块的读[写)干预;.何为设备的独立性若何实现设备的独立性答设备独立性是指用户程序独立于具体使用的物理设备;此时,用户使用逻辑设备名申请使用某列物理设备当系统中有多台该烈性的设备是,系统可将其中的任意一台分配给请求进程,而不局限于某一台制定的设备这样,可显著的改善资源的利用率即可使用性设备独立使用用户独立于设备的烈性如进展输出时,亦可以使用现实终端,也可以使用打印机有了这种独立性,就可以很方便的进展输入/输出重定向.什么是缓冲为什么要引入缓冲操作系统若何实现缓冲技术答:缓冲是在两个不同速度设备之间传输信息时,用于平滑传输过程的一种手段m换届cpu与I/设备之间的速度不匹配的矛盾
(2)减少中断CPU的次数
(3)提高CPU与I/O设备之间的并行性.设备分配中为什么可能出现死锁答安全分配方式在某些操作系统中,一个进程只能提供一个I/O请求也就是说,执行进程向系统提出I/O请求后边立即进入等待状态,直到I/O请求完成后才被唤醒这样系统对设备的分配对比安全,不会出现死锁但这种方式对进程来说,因CPU与I/O设备是串行工作的,这使得该进程的推进速度缓慢;不安全分配方式当进程发出I/O请求后不阻塞,而是继续运行,当需要时有可能接着发出第二个、第三个I/O请求,仅当进程所请求的I/O设备已被另一个进程占用时,进程才进入等待状态这种一个进程同时可以使用多个I/O设备的方式提高了系统的资源利用率,但也带来了一种不安全,即如果两个进程都提出请求使用对方占有的I/O设备时,就会出现死锁.以打印机为例说明SPOOLing技术的工作原理答当用户进程请求打印输出时,操作系统承受用户的打印请求,但并不真正把打印机分配给该用户进程,而是为进程再次在输出井中分配一空闲块区,并将要打印的数据送入其中,同时还为用户进程申请一张用户请求打印表,将用户的打印要求填入其中,再将该表挂在请求打印队列上如果还有进程要求打印输出,系统仍可以承受请求,也可以完成上述操作.假设一个磁盘有200个柱面,编号为0〜199当前存取臂的位置是在143号柱面上,并刚刚完成了125号柱面的服务请求,如果存在以下请求序列
86、
147、
91、
177、
94、
150、102175130试问为完成上述请求,采用以下算法时存取的移动顺序是什么移动总量是多少1先来先服务FCFSo答移动顺序
143、
86、
147、
91、
177、
94、
150、
102175、130;移动总量143-86+〔147-86+147-91+177-91+177-94+〔150-94+150-102+175-102+175-130=5652最短寻道时间优先SSTFo答移动顺序
143、
147、
150、
130、
10294、
91、
86、
175、177移动总量:147-143+150-147+150-130+130-102+102-94+94-91〕+91-86+〔175-86+177-175=1623扫描算法SCAN答移动顺序
143、
147、
150、
175、
177、
130、
10294、
91、86移动总量147-143+150-147+〔175-150+177-175+177-130+130-102+102-94+94-91+〔91-86=1254循环扫描算法C-SCANo答移动顺序是
143147、
150、
175、
177、
86、
91、
94、102130移动总量:147-143+150-147+175-150+177-175+177-86+91-86+94-91+〔102-94+130-102=
169..磁盘的访问时间分成三局部寻道时间、旋转时间和数据传输时间而优化磁盘磁道上的信息分布能减少输入输出服务的总时间例如,有一个文件有每个扇区存放一个记录,安排如表
7.4所示现在要从这个磁道上顺序地将A~J这10个记录读出,如果磁盘的旋转速度为20ms转一周,处理程序每读出一个记录要花4ms进展处理试问1处理完10个记录的总时间为多少答由题目所列条件可知,磁盘的旋转速度为20ms转一周,每个此道有10个记录,因此读出1个记录的时间为20ms/10=2mso对于表中记录的初始分布,读出并处理记录A需要20ms+4ms=60mso6ms后读/写头急转到了记录D出,为了读出记录B必须再转8个山区急需要8*2ms=16ms记录B的读取时间为2ms处理时间为4ms股处理记录B共花时间为16ms+2ms+4ms=22ms后续8个记录的读取时间与记录B一样所以处理10记录的总时间是9*22ms+6ms=204mso2为了优化分布缩短处理时间,若何安排这些记录并计算处理的总时间表7-4文件记录的存放扇区号123456789K记录号ABCDEFGHIJ答为了缩短处理时间应按图琐事安排这些记录经优化处理后,读出并处理记录A后,读/写头刚好转到记录B的开场出,因此立即可读取并处理记录B后续记录的读取与处理情况一样股处理10个记录的总时间为10*2ms+4ms=60mso.假设一个磁盘有100个柱面每个柱面有10个磁道每个磁道有15个扇区当进程的要访问磁盘有12345扇区时,计算该扇区在磁盘的第几柱面、第几磁道、第几扇区答由题目知,磁盘每个柱面有10个磁头,每个此道有15个15个山区则每个柱面的山区数位10*15=
150.13524/150=90余24故13524所在煮面为
90.24/15=1余9故13524再次头号为1山区为9综上所述,13524山区所在的磁盘地址为第90号柱面,第1号磁头,第9号扇区.一个文件记录大小为32B磁道输入输出以磁盘块为单位,一个盘块的大小为512B当用户进程顺序读文件的各个记录时,计算实际启动磁盘I/O占用整个访问请求时间的比例答盘块的大小为512B一个文件记录大小为32B故一个盘块包含的记录数为51加2=16显然在访问16个记录中,只需要一次启动磁盘,故实际启动磁盘I/O占用整个访问请求的比例为1/16=
6.25%.如果磁盘扇区的大小固定为512B每个磁道有80个扇区,一共有4个可用的盘面假设磁盘旋转速度是360rpm处理机使用中断驱动方式从磁盘读取数据,每字节产生一次终端如果处理中断需要
2.5ms试问1处理机花费在处理I/O上的时间占整个磁盘访问时间的百分比是多少忽略寻道时间答[512*
2.5〕/U1/12+1A80+512*
2.5*100%=
99.9%2采用DMA方式,每个扇区产生一次中断,处理机话费在处理I/O上的时间占整个磁盘访问时间的半分比是多少答:
2.VV12+l480+
2.5*100%=
96.7%习题八.文件系统要解决的问题有哪些答文件系统的目标是提高存储空间的利用率,他要解决的主要问题有完成文件存储空间的管理,实现文件名到物理地址的转换,实现文件的目录操作,提高文件共享能力和保护措施,提供友好的用户接口文件系统向用户提供了有关文件的目录操作的各种功能接口和系统调用,如命令接口,成寻接口和图形用户接口.许多操作系统中提供了文件重命名功能,它能赋予文件一个新的名字假设进展文件复制,并给复制文件起一个新的名字,然后删除旧文件,也能到达给文件重命名的目的是问这个方法在实现上有何不同答给文件重命名,用户必须提供两个参数旧文件名和新文件名实现该功能是,系统使用旧文件名查找文件目录,假设找到旧文件名所在的目录表项,则将目录表箱中文件名字段对应的值改为新文件名值从视线上看,文件重命名功能完成的工作室修改表项中的文件名字段,出文件名外,文件的其他属性都未改变.使用文件系统时,通常要显式地进展Open与Close操作试问.1这样做的目的是什么答显式操作完成文件的翻开功能,它将访问文件的目录信息读入内存活动文件表,建设起用户进程与文件的联系显式操作完成文件关闭操作,该操作删除内存中有关该文件的目录信息,切断用户与该文件的联系假设在文件翻开期间,该文件做过某些修改,还应将其写回磁盘2能够取消显式地Open与Close操作么假设能,若何做答:可以取消显式的OPEN与CLOSE操作如果取消了显式地OPEN与CLOSE操作,系统在进展文件操作之前需要半段文件是否已经翻开,假设文件为翻开,则应自动完成文件的翻开功能,已建设用户与文件之间的联系同时,在系统完毕时,还应该自动关闭所有翻开的文件3取消显式地Open与Close0操作有什么不利影响答取消显示的OPEN雨CLOSE操作是的文件低些的系统开销增加因为每次读写文件之前都需要半段文件是否翻开,假设为翻开,还要完成翻开操作系统在完毕时也要做一些额外的工作,已完成CLOSE操作所完成的功能当用户进程已完成对一个文件的访问单进程本书呢尚未执行完毕时,因无显式地CLOSE操作而无法关闭文件,从而不利于系统资源回收.文件目录的作用是什么文件目录项通常包含哪些内容答文件目录是文件名与文件所在存储位置的一张映射表文件系统根据他实现用户安明存取文件文件目录由假设干目录项组成,每个目录项纪录一个文件的管理和控制信息其中包括文件名、文件类型、文件在存储设备上的位置、文件的存取控制信息、文件的常见、访问和修改信息等.文件物理构造中的链接分配方式有几种实现方法各什么特点答文件物理构造中的链接分配方式有两种一种是隐式的,即文件占用物理块中除存储文件信息之外,还存储有一个链接指针〔即指向下一个物理块的指针;另一种是显式地,即将链接指针从物理块中提取出来,单独建设一个表,如MS-DOS操作系统采用这种方式,该表乘坐文件分配表隐式链接构造的文件只能采用顺序存取方法,否则效率太低显式链接构造的文件,优于指针单独管理,通常将文件分配表放在贮存中,无论采用顺序存取还是随机存取,其速度都差不多.设某文件A由100个物理块组成,现分别用连续文件,链接文件和索引文件来构造针对3种不同的构造,执行以下操作时各需要多少次从洗盘I/O1将一物理块加到文件头部2将一物理块加到文件正中间3将一物理块加到文件尾部..文件系统用混合方式管理存储文件的物理块,设块的大小为512B每个块号占3B如果不考虑逻辑块号在物理块中所占的位置,求二级索引和三级索引时可寻址的文件最大长度答由题目知,块大小为512B每个块号占3B一个物理块客房51羽=170个目录项一级索引可寻址的文件最大长度为170*512=85KB;二级索引可寻址的文件最大长度为170*170*512=14450KB三级索引可寻址的文件最大长度为170*170*170*512=2456500KB.一个计算机系统中,文件控制块占64B磁盘块的大小为1KB采用一级目录,假定目录中有3200个目录,问查找一个文件平均需要访问磁盘多少次答3200个目录项占用的磁盘块数为3200*64/1024=200〔块一级目录平均访问磁盘的次数为皿盘块数,故平均访问磁盘100次..假定磁盘块的大小是1KB对于1GB的磁盘,其文件分配表FAT需要占用多少存储空间当硬盘的容量为10GB时,FAT需要占用多少空间答由题目可知,磁盘的大小为1GB的磁盘,磁盘块的大小为1KB所以该磁盘共有盘块数为1GB/1KB==1M个而1MB个盘块号需要20位表示,及文件分配表的每个表亩大小为
2.5BFAT要占用的存储空间总数为
2.5B*1M=
2.5MB当磁盘大小为10GB时,硬盘共有盘块10GB/lKB=10M〔个又因8M10M16M故10M个盘号要用24位二进制表示及文件分配表的每个表亩大小为3BoFAT要占用的存储空间总数为3B*10M=30MBo.UNIX系统中采用索引节点表示文件的组织,在每个索引节点中,假定有12个直接块指针,分别有一个一级、二级和三级间接指针此外,假定系统盘块大小为8KB如果盘快指针用32位表示,其中8位用于标识物理磁盘号,24位用于标识磁盘块号问1该系统支持的最大文件长度是多少答由题目一直,盘块指针用32位表示,即盘块指针占3流=4B一个索引盘块可以存放的盘快数为8KB/4B=2K假定文件有12个直接快分别由一个一级,二级和三级间接指针最大文件长度是12*8KB+2K*8KB+2K*2K*8KB+2K*2K*2K*8KB=96KB+16MB+32GB+64TB2该系统支持的最大文件系统分别是多少答因为24位用于标识磁盘块好,该系统支持的最大文件系统分区是:224个盘块,共有8kb*224=128GB3假定主存中除了文件索引节点外没有其他信息,访问位置在12345678字节时,需要访问磁盘多少次答假定主存中除了文件索引节点外没有其他信息,访问文件的位置为12345678B相当于访问文件的相对块号为123456789/SK=1507余334即访问文件的第1507块,块内位移为334系统有12个直接快,1507-12=1495由于1507V2K第1495号索引项应在一级简介索引块状中,股首先访问内存,得到一级间接索引快好;然后访问该简介快,得到1495号索引项对应的物理块好,最后得到块内位移为334的位置就是文件的12345678字节.磁盘文件的物理构造采用链接分配盘块中放2个记录,如表所示假设要访问该文件的第1580字节,问方式,文件A有10个记录,每个记录的长度为256B存放在5个磁盘块中,每个1应访问那个盘块才能将该字节的内容读出答要访问该文件的第1580字节所在的相对盘块为1580/〔256*2]=3余442要访问几次几盘才能将该字节的内容读出答访问磁盘2次.有一个磁盘共有10个盘面,每个盘面上有100个此道,没个此道有16个山区,每个扇区有512字节假定文件分配以扇区为单位,假设使用位示图来管理磁盘空间,问.1磁盘的容量有多大答磁盘的容量为:10*100*16*512B=8000KB2位示图需要占用多少空间答位示图用于描述山区的使用情况,每个扇区用1位表示,位示图需要存储空间为10*100*16=16000bit=2000B3假设空白文件目录的每个表目占5字节,什么时候空白文件目录占用空间大于位示图答由题目知,空白文件目录的每个表目占5B更具上诉计算位示图需要2000B2000/5=400所以当空白区数目大于400时,空白文件目录占用空间大于位示图消息队列指针等为了设备管理,进程控制块的内容应该包括进程占有资源的情况
5.假设系统就绪队列中有10个进程,这10个进程轮换执行,每隔300ms轮换一次,CPU在进程切换时所花费的时间是10ms试问系统化在进程切换上的开销占系统整个时间的比例是多少答因为每隔300ms换一次进程,且每个进程切换时所花费的时间是10ms则系统化在进程切换上的开销占系统整个时间的比例是10/(300+10)=
3.2%
6.试述线程的特点及其与进程之间的关系答[1)特点线程之间的通信要比进程之间的通信方便的多;同一进程内的线程切换也因为线程的轻装而方便的多同时线程也是被独立调度的分配的;〔2)线程与进程的关系线程和进程是两个密切相关的概念,一个进程至少拥有一个线程,进程根据需要可以创立假设干个线程线程自己基本上不拥有资源,只拥有少量必不可少的资源1线程控制块和堆栈)
7.根据图2・18答复以下问题
(1)进程发生状态变迁
1、
3、
4、
6、7的原因答1表示操作系统把处于创立状态的进程移入就绪队列;3表示进程请求I/O或等待某事件;4表示进程用行的时间片用完;6表示I/O完成或事件完成;7表示进程完成
(2)系统中常常由于某一进程的状态变迁引起另一进程也产生状态变迁,这种变迁称为因果变迁下述变迁是否为因果变迁3~24~57~23~6是说明原因答3-2是因果变迁,当一个进程从运行态变为阻塞态时,此时CPU空闲,系统首先到高优先级队列中选择一个进程4-5是因果变迁,当一个进程运行完毕时,此时CPU空闲,系统首先到高优先级队列中选择进程,但如果高优先级队列为空,则从低优先队列中选择一个进程7-2是因果变迁,当一个进程运行完毕时,CPU空闲,系统首先到高优先级队列中选择一个进程3-6不是因果变迁一个进程阻塞时由于自身的原因而发生的,和另一个进程等待的时间到达没有因果关系
(3)根据此进程状态转换图,说明该系统CPU调度的策略和效果答当进程调度时,首先从高优先级就绪队列选择一个进程,赋予它的时间片为100ms如果高优先级就绪队列为空,则从低优先级就绪队列选择进程,并且赋予该进程的时间片为500mso这种策略一方面照顾了短进程,一个进程如果在100nls运行完毕它将退出系统,更主要的是照顾了I/O量大的进程,进程因I/O进入阻塞队列,当I/O完成后它就进入了高优先级就绪队列,在高优先级就绪队列等待的进程总是优于低优先级就绪队列的进程而对于计算量较大的进程,它的计算如果在100ms的时间内不能完成它将进入低优先级就绪队列,在这个队列的进程被选中的时机要少只有当高优先级就绪队列为空,才从低优先级就绪队列选择进程,但对于计算量大的进程,系统给予的适当照顾时间片增大为500ms.答复以下问题
(1)假设系统中没有运行进程,是否一定没有就绪进程为什么答是,因为当CPU空闲时,系统就会在就绪队列里调度进程,只有当就绪队列为空时,系统中才没有运行程序2假设系统中既没有运行进程,也没有就绪进程,系统中是否就没有阻塞进程解释答不一定,当运行的程序都因为请求I/O或等待事件时而进入阻塞系统中就没有就绪进程3如果系统采用优先级调度策略,运行的进程是否一定是系统中优先级最高的进程为什么答不一定,假设优先级高的进程进入阻塞状态时,而且优先级高的就绪队列里没有等待的进程,这时就会调度优先级低的就绪队列的进程.假设有以下程序段,答复下面的问题a=3-x;b=2*a;c=5+a;⑴并发程序执行的Bernstein条件是什么答假设P1与P2R并发执行,当且仅当RP1AWP2URP2AWP1UWPlnwP2={}时才满足2试画图表示它们执行时的先后次序⑶利用Bernstein条件证明,SI、S2和S3哪两个可以并发执行,哪两个不能答Rsl={x}Wsl={a};Rs2={a}Ws2={b};Rs3={a}Ws3={c};.RslnWs2URs2nWslUWslnWs2={a}则si与s2不能并发执行;.RslnWs3URs3PlWslUWslnWs3={a}则si与s3不能并发执行;闭.褥20\/753^聆30\/7629\/7520\/763={}则52与s3可以并发执行习题三.一下进程之间存在相互制约关系吗假设存在,是什么制约关系为什么1几个同学去图书馆借同一本书答互斥关系;因为他们要借同一本书,不可能同时借到,所以互斥2篮球比赛中两队同学争抢篮板球答互斥关系;因为争抢同一个篮板,存在互斥关系3果汁流水线生产中捣碎、消毒、灌装、装箱等各道工序答同步关系;他们必须相互协作才能使进程圆满完成4商品的入库出库答同步关系;因为商品出库可以为入库提供空间5工人做工与农民种粮答没有制约关系.在操作系统中引入管程的目的是什么条件变量的作用是什么答用信号量可以实现进程的同步于互斥,但要设置许多信号量,使用大量的P、V操作,而且还要仔细安排P操作的排列次序,否则将会出现错误的结果或是死锁现象为了解决这些问题引进了管程;条件变量的作用是使进程不仅能被挂起,而且当条件满足且管程再次可用时可以恢复该进程并允许它在挂起点重新进入管程.说明P、V操作为什么要设计成原语答用信号量S表示共享资源,其初值为1表示有一个资源设有两个进程申请该资源,假设其中一个进程先执行P操作P操作中的减1操作有3跳及其指令组成去S送存放器R;R-1送S假设P操作不用原语实现,在执行了前述三条指令中的2条,即还未执行R送S时此时S值仍为1进程被剥夺CPU另一个进程执行也要执行P操作,执行后S的值为0导致信号量的值错误正确的结果是两个进程执行完P操作后,信号量S的值为-1进程阻塞.设有一个售票大厅,可容纳200人购票如果厅内缺乏200人则允许进入,超过则在厅外等候;售票员某时只能给一个购票者服务,购票者买完票后就离开试问1购票者之间是同步关系还是互斥关系答互斥关系2用P、V操作总述购票者的工作过程semaphoreempty=200;semaphoremutex=l;semaphorewaiting=0;voidbuy{pwaiting;pmutex;巫草・vmutex;vempty;voidwaitingpempty;等待;waiting++;.进程之间的关系如图3-16所示,试用P、V操作描述它们之间的同步semaphoreABCDEFG=0;{S1VAVB};{PAS2VC};{PBS3VDVE};{PDS4VF};{PES5VG};{PCPFPGS6};.有4个进程Pl、P
2、P
3、P4共享一个缓冲区,进程Pl向缓冲区存入消息,进程P
2、P
3、P4从缓冲区中取消息,要求发送者必须等三个进程都取过本消息后才能发送下调消息缓冲区内每次只能容纳一个消息,用P、V操作描述四个进程存取消息的情况答semaphorepl=0;semaphorep2p3p4=l;semaphorecout=0;semaphoremutex=l;voidmain〔〕{Pp2;Pp3;P4;cout;}writepl{Ppl;Pmetux;Pcout;存入消息;pl;Vmetux;}Readp2{Pmutex;Ppl;读消息;pl;Vp2;Vmetux;}Readp3{Pmutex;Ppl;读消息;pl;Vp3;Vmetux;}Readp4{Pmutex;Ppl;读消息;pl;Vp4;Vmetux;}.分析生产者一一消费者问题中多个P操作颠倒引起的后果假设把生产者进程的P操作颠倒,消费者进程的P操作颠倒如图,则生产者进程执行到Vmutex时,消费者就可以执行Pmutex但由于full=0消费者进程不可执行Pfull;当生产者进程执行完Vfull后,但由于mutexR消费者进程无法执行,造成死锁.读者一一写者问题中写者优先的实现答semaphoreWmutexRmutex=l;intRcount=0;semaphoremutex=lvoidreader〔〕/*读者进程*/{whiletrue{Pmutex;PRmutex;IfRcount==0Pwmutex;Rcount=Rcount+1;VRmutex;Vmutex;•••read;/*执行读操作*/•••PRmutex;Rcount=Rcount-l;iffRcount==0Vwmutex;VRmutex;}voidwriter/*写者进程*/{whiletrue{Pmutex;Pwmutex;•••9write;/*执行写操作*/•••Wmutex;mutex;}}
9.写一个用信号量解决哲学家进餐问题不产生锁死的算法semaphorechopstick
[5]={11111};semaphoremutex=l;voidphilosopher{whiletrue{Pmutex;Pchopstick[i];Pchopstick[i+l%5];Vmutex;•••9eat;•••Vchopstick;Vchopstick[i+l%5];••••think;一个文件可有假设干个不同的进程所共享,每个进程具有唯一的编号假定文件可由满足以下限制的假设干个不同的进程同时访问,并发访问该文件的哪些进程的编号的总和不得大于n设计一个协调对该文件访问的管程答
11.用管程解决读者一一写者问题,并采用公平原则答习题四某进程被唤醒后立刻投入运行,能说明该系统采用的是可剥夺调度算法吗答不能说明,因为如果现在就绪队列中没有进程,那么唤醒的进程会立刻投入运行.在哲学家进餐问题中,如果将先拿起左边筷子的哲学家称为左撇子,先拿起右边筷子的哲学家称为右撇子请说明在同时存在左、右撇子的情况下,任何的就坐安排都不能产生锁死答任何的就坐安排都不会构成环路,这就符合防止死锁的条件,所以不会产生死锁.系统中有5个资源被4个进程所共享,如果每个进程最多需要2个这种资源,试问系统是否会产生锁死答不会产生死锁;因为因为资源数可以满足进程的需要,当其中的一个进程争取到剩下的一个资源可以执行,当执行完成以后会释放资源,供其他进程使用,所以不会产生死锁.计算机系统有8台磁带机,由N个进程竞争使用,每个进程最多需要3台问N为多少时,系统没有死锁的不安全答当n为
1、
2、3时,没有死锁的不安全;因为当n小于3时,每个进程分配2台磁带机,还有磁带机剩余,那么当其中的一个进程得到剩余的磁带机则可运行,运行完毕后会释放磁带机,供其他进程使用,系统不会有死锁的不安全;当n为4时,每台分配2台时没有剩余,则会产生死锁,当大于5时同样会死锁.系统有5个进程,它们的到达时间和服务时间如表4・8所示新进程(没有运行过)与老进程(运行过的进程)的条件一样时,假定系统选新进程运行表4-8进程情况假设按先来先服务(FCFS)、时间片轮法(时间片q=l)、短进程优先(SPN)、最短剩余时间优先(SRT时间片q=lh响应比高者优先(HRRN)及多级反响队列(MFQ第一个队列的时间片为1第i(il)个队列的时间片q=2(kl))算法进展CPU调度,请给出各个进程的完成时间、周转时间、带权周转时间,及所有的进程的平均周转时间和平均带权周转时间答.设系统中有5个进程Pl、P
2、P
3、P
4、P5有3种类型的资源A、B、C其中A资源的数量是17B资源的数量是5C资源的数量是20T0时刻系统状态如表4・9所示表4・9T0时刻系统状态1计算每个进程还可能需要的资源,并填入表的“仍然需要资源数”的栏目2TO时刻系统是否处于安全状态为什么答处于安全状态,因为序列<p4p2p3p5pl>是一个安全状态3如果TO时刻进程P2又有新的资源请求034是否实施资源分配为什么答不实施资源分配,因为将所有资源都分配给p2时,p2的C是5不能够运行进入死锁4如果T0时刻,假设进程P4又有新的资源请求201是否实施资源分配为什么答实施;因为p4请求资源后,存在安全状态5在4的根基上,假设进程P1又有新的资源请求020是否实施资源分配为什么答不实施;习题五.存储管理的基本任务是为多道程序的并发执行提供良好的存储环境,这包括哪些方面答存储管理的基本任务是为多道程序的并发执行提供良好的存储器环境,它包括以下几个方面1能让没到程序“各得其所〃,并在不受干扰的环境中运行时,还可以使用户从存储空间的分配、保护等事物中解脱出来2向用户提供更大的存储空间,使更多的程序同时投入运行或是更大的程序能在小的内存中运行3为用户对信息的访问、保护、共享以及程序的动态链接、动态增长提供方IMo4能使存储器有较高的利用率.页式存储管理系统是否产生碎片若何应对此现象答页式存储管理系统产生的碎片,称为内碎片,它是指一个进程的最后一页没有沾满一个存储块而被浪费的存储空间减少内碎片的方法是减少页的大小.在页式存储管理系统中页表的功能是什么当系统的地址空间很大时会给页表的设计带来哪些新的问题答页式存储管理系统中,允许将进程的每一页离散地存储在内出的任何一个物理页面上,为保证进程的正常运行,系统建设了页表,记录了进程每一页被分配在内存的物理号页表的功能是实现从页号到物理块的地址映射;当系统地址很大时,页表也会变得非常大,它将占有相当大的内存空间.什么是动态链接用哪种存储管理方案可以实现动态链接答动态链接是指进程在运行时,只将进程对应的主程序段装入内存,并与主程序段链接上通常一个大的程序是由一个主程序和假设干个子程序以及一些数据段组成而段式存储管理方案中的段就是按用户的逻辑段自然形成的,因此可实现动态链接.某进程的大小为25F3H字节,被分配到内存的3A6BH字节开场的地址但进程运行时,假设使用上、下界存放器,存放器的值是多少若何进展存储保护假设使用地址、限长存放器,存放器的值是多少若何进展存储保护答[1假设使用上下界存放器,上界存放器的值是3A6BH下界存放器的值是3A6BH+25F3H=605EH当访问内存的地址大于605EH、小于3A6BH时产生越界中断2假设使用地址、限长存放器,地址存放器的值是3A6BH限长存放器的值是25F3H当访问内存的地址小于3A6BH超过3A6BH+25F3H=605EH时产生越界中断.在系统中采用可变分区存储管理,操作系统占用低地址局部的126KB,用户区的大小是386KB采用空闲分区表管理空闲分区假设分配时从高地址开场,对于下述的作业申请序列作业1申请80KB;作业2申请56KB;作业3申请120KB;作业1完成;作业3完成;作业4申请156KB;作业5申请80KB使用首次适应法处理上述作业,并答复以下问题1画出作业
1、
2、3进入内存后,内存的分布情况1261250小130KB12UKB56KB80KB答2画出作业
1、3完成后,内存的分布情况51J1261250«250KB^6KB80KB答3画出作业
4、5进入内存后,内存的分布情况答126125051114KB8冠56粹56KB80KB.某系统采用页式存储管理策略,某进程的逻辑地址空间为32页,页的大小为2KB物理地址空间的大小是4MB1写出逻辑地址的格式页号块号1工始地址028KB1416KB2728KB3535KB进程名到达时间服务时间A03B26C44D65E82进程ABCABCABCP1212559347P2402536134P34054011006P4204425221P5314424110空321空2空空542空。