1 4章习题讲解、练习题、内存实验 操作系统 ppt课件

1-4章习题讲解,多道程序设计,设在内存中有三道程序A、B和C，并按A、B和C的有限次序运行，其内部计算的时间由图给出。要求：（1）画出时间关系图（调度程序的执行时间忽略不计），完成这三道程序共花多少时间？比单道运行节省多少时间？（2）若调度程序每次状态转换的时间为1ms,画出在调度程序管理下状态转换的时间关系图。,单道环境下，T=30+60+30+40+20=180ms多道环境下，T=260ms节省时间80ms,(2)若考虑状态转换的时间，如下图,1,2,3,4,5,关于进程状态及其转换,有没有这样的状态转换，为什么？等待运行；就绪等待解答：没有。都要经过中间状态：1.等待状态的进程获得所需的资源后，必须转入就绪状态，直到获得CPU后才能运行。2.进程在运行过程中才会请求资源，才有可能因请求不到资源而转入等待状态。,关于进程状态及其转换,有没有这样的状态转换，为什么？等待运行；就绪等待解答：没有。都要经过中间状态：1.等待状态的进程获得所需的资源后，必须转入就绪状态，直到获得CPU后才能运行。2.进程在运行过程中才会请求资源，才有可能因请求不到资源而转入等待状态。,一个状态转换的发生，是否一定导致另一个转换发生，列出所有的可能。解答：不一定。可能的情况如下：1.就绪执行导致执行就绪2.执行阻塞导致就绪执行（就绪队列不空）3.执行就绪导致就绪执行（就绪队列不空）4.阻塞就绪可能导致就绪执行（在抢占方式下，该进程优先级高于当前进程和就绪队列中的所有进程）作业问题：认为阻塞就绪一定导致就绪执行。,在进行进程切换的时候，所要保存的处理机状态信息有哪些？解答：通用寄存器指令计数器程序状态字用户栈指针注意：处理机状态是PCB的一部分，它描述了进程在处理机上执行时的各种信息；当进行进程切换时，处理机中的这些信息统统要被其它进程覆盖，所以必须保存。,13.关于信号量P、V操作的定义。如何用P、V操作实现进程间的互斥，并说明信号量的物理意义。作业问题：i.只答出P、V操作的原子性。ii.只答出P表示申请一个资源，V表示释放一个资源。,解答：1.P操作意味着请求一个单位的资源；若减1后S.value0时，表示资源已分配完毕，故进程调用block原语进行自我阻塞，并被插入到等待队列中。2.V操作意味着释放一个单位的资源；若加1后S.value=0,表示等待队列中仍有进程等待该资源，故进程调用wakeup原语唤醒一个等待进程。要实现进程的互斥，只需要定义一个公用信号量S,初值赋为1，把临界区置于P(S)和V(S)之间。,关于进程同步,15.试分析生产者消费者问题的同步过程，并写出相应的程序。解答见课本,23.设有n个进程共享一个互斥段，对于如下两种情况：（1）如果每次只允许一个进程进入互斥段；（2）如果最多允许m个进程（m=某个need就是安全的.iii.认为即使Avail=need也能分配并回收资源.缺少解题过程,关于补充题,3个进程共享4个资源，每个进程至多需要两个资源，问：会不会死锁？解答一：不会。因为3个进程中必然会有1个进程能够获得2个资源，该进程得以顺利执行完，并释放资源供其余2个进程使用。作业问题：认为4个资源是不同种类的，故会发生死锁。,解答二：最坏情况下即：每个进程都只获得了一个资源，此时根据银行家算法有：,2,True,3,4,True,True,设三个进程P1,P2,P3,各按如下顺序执行：进程P1进程P2进程P3在执行时会不会产生死锁？如果可能，请说明在什么情况下会产生死锁？并给出一个防止死锁产生的修改办法,P（S1）P（S2）:V（S1）V（S2）,P（S3）P（S1）:V（S3）V（S1）,P（S2）P（S3）:V（S2）V（S3）,进程P1进程P2进程P3,P（S1）P（S2）:V（S1）V（S2）,P（S3）P（S1）:V（S3）V（S1）,P（S2）P（S3）:V（S2）V（S3）,死锁,让进程按照资源序号递增的顺序请求资源-”破坏环路等待条件“进程P1进程P2进程P3,P（S1）P（S2）:V（S1）V（S2）,P（S1）P（S3）:V（S3）V（S1）,P（S2）P（S3）:V（S2）V（S3）,补充作业：下表给出作业1,2,3的提交时间和运行时间。采用先来先服务算法、短作业优先以及高响应比调度算法，试问平均周转时间各为多少(小时)？,先来先服务算法,J3,平均周转时间t=(8+12-0.4+13-1)/3=10.5h,短作业优先算法,J1,0,平均周转时间t=(8+9-1+13-0.4)/3=9.5,高响应比算法,J1,0,J1的RP=8/8=1J2的RP=(8-0.4+4)/4=2.9J3的RP=(8-1+1)/1=8平均周转时间t=(8+9-1+13-0.4)/3=9.5,存储器管理,一、选择题、存储分配解决多道作业（）的划分问题。为了解决静态和动态存储分配，需采用地址重定位，即把（）变换成（），静态重定位由（）实现，动态重定位由（）实现。：地址空间符号名空间主存空间虚拟空间、：页面地址段地址逻辑地址物理地址外存地址设备地址：硬件地址变换机构执行程序汇编程序连接装入程序调试程序编译程序解释程序,、提高主存利用率主要是通过（）功能实现的。（）的基本任务是为每道程序（）；使每道程序能在不受干扰的环境下运行，主要是通过（）功能实现的。、：主存分配主存保护地址映射对换主存扩充：逻辑地址到物理地址的变换；内存与外存间的交换；允许用户程序的地址空间大于内存空间；分配内存,、由固定分区方式发展为分页存储管理方式的主要推动力是（）；由分页系统发展为分段系统，进而又发展为段页式系统的主要动力分别是（）和（）。：提高主存的利用率；提高系统的吞吐量；满足用户需要；更好地满足多道程序运行的需要；既满足用户要求，又提高主存利用率。、静态重定位是在作业的（）中进行的，动态重定位是在作业的（）中进行的。、：编译过程；装入过程；修改过程；执行过程,、在首次适应算法中，要求空闲分区按（）顺序链接成空闲分区链；在最佳适应算法中按（）顺序链接成空闲分区链；在最坏适应算法中按（）顺序链接成空闲分区链。：空闲区地址递增；空闲区首址递减；空闲区大小递增；空闲区大小递减。、回收内存时可能出现下述四种情况：释放区与插入点前一分区F1相邻，此时应（）；释放区与插入点后一分区F2相邻，此时，应（）；释放区不与F1和F2相连，此时应（）。：为回收区建立一分区表项，填上分区的大小和始址；以F1为分区的表项作为新表项且不做任何改变；以F1为分区的表项作为新表项，修改新表项的大小；以F2为分区的表项作为新表项，同时修改新表项的大小和始址。,、对重定位存储管理方式，应（），当程序执行时，是由（）与（）中的（）相加得到（），用（）来访问内存。：在整个系统中设置一重定位寄存器；为每道程序设置一重定位寄存器；为每个程序设置两个重定位寄存器；为每个程序段和数据段都设置一重定位寄存器：物理地址；有效地址；间接地址；起始地址,、对外存对换区的管理应以（）为主要目标，对外存文件区的管理应以（）为主要目标。、：提高系统吞吐量；提高存储空间的利用率；降低存储费用；提高换入换出速度。、从下列关于虚拟存储器的论述中，选出一条正确的论述。要求作业运行前，必须全部装入内存，且在运行中必须常驻内存；要求作业运行前，不必全部装入内存，且在运行中不必常驻内存；要求作业运行前，不必全部装入内存，但在运行中必须常驻内存；要求作业运行前，必须全部装入内存，且在运行中不必常驻内存；,、在请求分页管理页表中增加了若干项，其中状态位供（）参考；修改位供（）时参考；访问位供（）时参考；外存地址供（）参考。：分配页面；置换算法；程序访问；换出页面；调入页面。、在UNIX方式下的请求分页系统中，凡未装入过内存的页都应从（）调入；已运行过的页主要是从（）调入，有时也可从（）获得。：系统区；文件区；对换区；页面缓冲池。,、在请求分页系统中有着多种置换算法：选择最先进入内存的页面予以淘汰的算法称为（）；选择在以后不再使用的页面予以淘汰的算法称为（）；选择自上次访问以来所经历时间最长的页面予淘汰的算法称为（）；选择自某时刻开始以来，访问次数最少的页面予以淘汰的算法称为（）。：FIFO算法；OPT算法；LRU算法；NRN算法；LFU算法。,、静态链接是在（）到某段程序时进行的，而动态链接是在（）到某段程序时进行的。、：编译；装入；调用；紧凑。、一个计算机系统的虚拟存储器的最大容量是由（）确定的，其实际容量是由（）确定的。、：计算机字长；内存容量；硬盘容量；内存和硬盘容量之和；计算机的地址结构,、从下列关于虚拟存储器的论述中，选出两条正确的论述。在段页式系统中，以页为单位管理用户的虚空间，以段为单位管理内存空间。在段页式系统中，以段为单位管理用户的虚空间，以页为单位管理内存空间。为提高请求分页系统中内存利用率，允许用户使用不同大小的页面。在虚拟存储器中，为了能让更多的作业同时运行，通常只应装入的作业后便启动运行。实现虚拟存储器的最常用的算法，是最佳适应算法。由于有了虚拟存储器，于是允许用户使用比内存更大的地址空间。,7、以动态分区式内存管理中，倾向于优先使用低址部分空闲区的算法是（）；能使内存空间中空闲区分布较均匀的算法是（）；每次分配时把既能满足要求，又是最小的空闲区分配给进程的算法是（）。：最佳适应法；最坏适应法；首次适应法；循环适应法。,8、某虚拟存储器的用户编程空间共个页面，每页，主存为。假定某时刻该用户页表中已调入主存的页面的虚页号和物理页号对照表如下：则下面与虚地址相对应的物理地址为（若主存中找不到，即为页失效）虚地址物理地址0A5CH（）1A5CH（）虚拟存储器的功能由（）完成。在虚拟存储器中，采用（）提高（）的速度。、：页失效；1E5C（H）;2A5C（H）;165C（H）；125C（H）；1A5C（H）。：硬件；软件；软硬件结合。：高速辅助存储器；高速光盘存储器；快速通道；高速缓冲存储器。：连接编译；虚空间分配；动态地址翻译；动态链接,二、填空题、在连续分配方式中可通过来减少内存零头，但此时必须将有关程序和数据进行；而是一种允许作业在运行中、在内存中进行移动的技术。、分段保护中的越界检查是通过中存放的和段表中的实现。、实现进程对换应具备、三方面的功能。、采用对换方式在将进程换出时，应首先选择处于且的进程换出内存；在进行换入时，应选择处于状态且的进程换入。、若对换是以为单位，则称为整体对换；若对换是以或为单位，则称为部分对换。,、在分页系统中若页面较小，虽有利于，但会引起；而页面较大，虽有利于，但会引起。、在分页系统中的地址结构可分为和两部分；在分段系统中的地址结构可分为和两部分。、在分页系统中，必须设置页表，其主要作用是实现到的映射。、在分页系统中进行地址变换时，应将页表寄存器中的和进行相加，得到该页的页表项位置，从中可得到。、在两级页表结构中，第一级是，其中每一项用于存放相应的，通常每个页表的长度为,、在分页系统中为实现地址变换而设置了页表寄存器，其中存放了和；在