操作系统导论作业

发布 2021-05-05 18:06:28 阅读 5736

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填空题。1. 操作系统的特征是_并发性_、随机性 、 异步性和共享性。

2. 文件的物理结构有连续结构、链接结构_和索引结构。

3. 通道是独立于cpu的、专门负责数据__共享以及_传输工作的处理单元。

4.程序的并发执行具有与程序的顺序执行不同的特征,这些特征分别。

是间断性、 失去封闭性和不可再现性 。

5.有一个含8个盘片的双面硬盘,盘片每面有150条磁道,则该硬盘的柱面数为 150 。

6、在段页式系统中,作业的地址空间是二维的;如果没有快表,则每次从内存中获取数据需 3 次访问内存。第一次从内存取段号s作索引在段表中找到s段的页表起始地址,第二次从内存取页号p作为索引在页表中找到p页的物理块号b ,第三次从内存取用b和页内位移w构成物理地址,通过该物理地址就可以从内存中读取一个数据。

简答题。1.什么是设备的独立性?它有什么好处?

答:设备独立性,即应用程序独立于具体使用的物理设备。为了实现设备独立性而引入了逻辑设备和物理设备这两个概念。

在应用程序中, 使用逻辑设备名称来请求使用某类设备;而系统在实际执行时, 还必须使用物理设备名称。因此,系统须具有将逻辑设备名称转换为某物理设备名称的功能,这非常类似于存储器管理中所介绍的逻辑地址和物理地址的概念。

设备独立性的好处:是指操作系统把所有外部设备统一当作成文件来看待,只要安装它们的驱动程序,任何用户都可以像使用文件一样,操纵、使用这些设备,而不必知道它们的具体存在形式。”

2.解释死锁的含义,操作系统从哪几方面解决死锁的问题。

答:死锁:是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去。

此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。 由于资源占用是互斥的,当某个进程提出申请资源后,使得有关进程在无外力协助下,永远分配不到必需的资源而无法继续运行,这就产生了一种特殊现象:死锁。

死锁的发生必须具备以下四个必要条件。1)互斥条件:指进程对所分配到的资源进行排它性使用,即在一段时间内某资源只由一个进程占用。

如果此时还有其它进程请求资源,则请求者只能等待,直至占有资源的进程用毕释放。

2)请求和保持条件:指进程已经保持至少一个资源,但又提出了新的资源请求,而该资源已被其它进程占有,此时请求进程阻塞,但又对自己已获得的其它资源保持不放。

3)不剥夺条件:指进程已获得的资源,在未使用完之前,不能被剥夺,只能在使用完时由自己释放。

4)环路等待条件:指在发生死锁时,必然存在一个进程——资源的环形链,即进程集合中的p0正在等待一个p1占用的资源;p1正在等待p2占用的资源,……pn正在等待已被p0占用的资源。

一般来说,处理死锁问题有三种方法:

1. 通过协议来预防或避免死锁,确保系统不会进入死锁状态。

2. 可以允许系统进入死锁状态,然后检测它,并加以恢复。

3. 可以忽视这个问题,认为死锁不可能在系统内发生。

理解了死锁的原因,尤其是产生死锁的四个必要条件,就可以最大可能地避免、预防和解除死锁。所以,在系统设计、进程调度等方面注意如何不让这四个必要条件成立,如何确定资源的合理分配算法,避免进程永久占据系统资源。此外,也要防止进程在处于等待状态的情况下占用资源,在系统运行过程中,对进程发出的每一个系统能够满足的资源申请进行动态检查,并根据检查结果决定是否分配资源,若分配后系统可能发生死锁,则不予分配,否则予以分配。

因此,对资源的分配要给予合理的规划。

3.采用pv操作作为同步机构时,假定与某共享变量相关的信号量s的值。

可在[-1,1]之间,问s的初值是哪个值?当s= -1,s= 0,s= 1 时它们各自的含义是什么?

答:其中信号量s用于互斥,初值为1。

当信号量的值为0时,表示期望的消息尚未产生。

当它的值大于0时,表示当前可用资源的数量。

当它的值小于0时,其绝对值表示等待使用该资源的进程个数。

4. 实现虚拟设备的硬件条件是什么?操作系统应设计哪些功能程序?

答:硬件条件是:配置大容量的磁盘,要有中断装置和通道。操作系统应设计好"预输入"程序,"井管理"程序,"缓输出"程序。

综合题。1.考虑一个由8个页面,每页有节组成的逻辑空间,把它装入到由32个物理块的存储器中,问:

1)逻辑地址需要多少位二进制来表示?

答:页面数为8=23,故需要3位二进制数表示。每页有1024个字节,1024=210,于是页内地址需要10位二进制数表示。32个物理块,需要5位二进制数表示(32=25)。

页的逻辑地址由页号和页内地址组成,所以需要 3+10=13位二进制数表示。

2)绝对地址需要多少位二进制来表示?

答:物理地址需要10+5=15位二进制来表示。

2.假设磁盘有200个磁道,磁盘请求队列中是一些随机请求,它们按照到达的次序分别处于98,183,37,122,14,124,65,67号磁道上,当前磁头在53号上,并向磁道减小的方向移动。请给出按fcfs、sstf、scan及cscan算法进行磁盘调度时满足请求的次序。

答:fcfssstfscancscan

下一磁道移动数下一磁道移动数下一磁道移动数下一磁道移动数。

平均寻道长度 55.327.627.835.8

3.用pv操作解决读者写者问题的正确程序如下:

begin s, sr: semaphore; rc: integer;

s:=1;sr:=1; rc:=0;

parbeginprocess reader i ( i=1,2…)

beginp(sr)

rc:=rc+1;

if rc=1then p(s)

v(sr)

readfile;

p(sr)

rc:=rc-1;

if rc=0thenv(s)

v(sr)

end ;

processwriter j (j=1,2…)

begin p(s)

writefile;

v(s) ;

end; parend ; p>;;end; ;;请回答:(1)信号量 sr的作用;(2)程序中什么语句用于读写互斥,写写互斥;(3)若规定仅允许5个进程同时读怎样修改程序?<;p>;;
p>;

窗体底端。答:(1)sr用于读者计数变量rc的互斥信号量;

2)if rc=1 then p(s)中的p(s)用于读写互斥;写者进程中的p(s)用于写写互斥,读写互斥。

3)程序中增加一个信号量s5,初值为5,p(s5)语句加在读者进程p(sr)之前,v(s5)语句加在读者进程第2个v(sr)之后。

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