1、操作系统计算题一、假定在单 CPU 条件下有下列要执行的作业： 作业 到达时间 运行时间 优先级1 0 10 22 1 4 33 2 3 5（高）（1）用一个执行时间图描述在采用非抢占优先级算法时执行这些作业的情况；（2）对于上述算法，各个作业的周转时间是多少？平均周转时间是多少？（3）对于上述算法，各个作业的带权周转时间是多少？平均带权周转时间是多少二、有两个程序，A 程序按顺序使用 CPU 10S，使用设备甲 5S，使用 CPU 5S，使用设备乙 10S，最后使用 CPU 10S。B 程序按顺序使用设备甲 10S，使用 CPU 10S，使用设备乙 5S，使用 CPU 5S，使用设备乙 10
2、S。在顺序环境下先执行 A 程序再执行 B 程序，CPU 的利用率是多少？提示：CPU 利用率=CPU 运行时间/程序运行时间。三、在单机系统中，系统中各个进程到达就绪队列的时刻、执行时间和优先级如下表所示。假设进程的调度时间忽略不计。请分别给出采用下面不同的进程调度算法时各个进程的调度次序，画出执行时间图，并计算平均周转时间、平均带权周转时间。进程 到达就绪队列的时刻 执行时间（ms） 优先级P1 0 3 3P2 2 6 5P3 4 4 1（高）P4 6 5 2P5 8 2 4（1）先来先服务调度算法；（2）时间片轮换调度算法（时间片为 1ms） ；（3）抢占式短进程优先调度算法；（4）抢占
3、式优先级调度算法；（5）非抢占式优先级调度算法。 四、假设在单 CPU 条件下有下列要执行的作业： 作业 到达时间 运行时间 优先级A 0 10 3B 1 1 1C 2 2 3D 3 1 4（高）E 4 5 2（1）用一个执行时间图描述在非抢占优先级算法时，执行这些作业的情况。（2）用一个执行时间图描述在 RR 算法时（不考虑优先级），执行这些作业的情况（时间片为1 单位）。五、设系统中只有一台打印机，有三个用户的程序在执行过程中都要使用打印机输出计算结果。设每个用户程序对应一个进程。问：这三个进程间有什么样的制约关系？试用 P、V 操作写出这些进程使用打印机的算法。六、有三个进程 P1，P2
4、 和 P3 并发工作。进程 P1 需用资源 S3 和 S1；进程 P2 需用资源 S1 和 S2；进程P3 需用资源 S2 和 S3。回答：(1)若对资源分配不加限制，会发生什么情况?为什么?(2)为保证进程正确工作，应采用怎样的资源分配策略?为什么?七、用信号灯及 P、V 操作来描述右图1、说明进程的同步关系：2、设置信号灯，说明含义、初值。3、写出程序描述（ 用 P、V 操作描述 P1、P2、P3） 。主函数如下： main()int s13=0,s23=0; cobeginp1; p2;p3;coend八、假定系统中有 4 个进程 P1、P2、P3 、P4 和 3 种类型的资源 R1、R
5、2、R3，数量分别为 9、3、6，在 t0 时刻的资源分配情况如表所示。表 t0 时刻的资源分配表Max Allocation Need AvailableR1 R2 R3 R1 R2 R3 R1 R2 R3 R1 R2 R3P1 3 2 2 1 0 0 2 2 2 1 1 2P2 6 1 3 5 1 1 1 0 2P3 3 1 4 2 1 1 1 0 3P4 4 2 2 0 0 2 4 2 0试问：（1）t0 时刻是否安全？（2）P2 发出请求向量 Request2（1，0，1） ，系统能否将资源分配给它？（3）在 P2 申请资源后，若 P1 发出请求向量 Request1（1，0，1） ，
6、系统能否将资源分配给它？（4）在 P1 申请资源后，若 P3 发出请求向量 Request3（0，0，1） ，系统能否将资源分配给它？九、试化简图 1 中的进程资源图，并利用死锁定理给出相应的理论。资 源情 况进程十、试化简图 2 中的进程资源图，并利用死锁定理给出相应的理论。十一、 在银行家算法中，若出现下述资源分配情况：（5 个进程，4 类资源）Process Allocation Need AvailableA 0032 0012 1622B 1000 1750C 1354 2356D 0032 0652E 0114 0656试问： 该状态是否安全，说明理由？ 若某进程提出请求 Requ
7、est(1，2，2，2)后，系统能否将资源分配给它，为什么？十二、 考虑某一系统，它有四类资源 R1，R2 ，R3，R4，有五个并发进程 P0，P1，P2 ，P3，P4。请按照银行家算法解答下列问题：（1） 各进程的最大资源请求和已分配的资源矩阵如表所示，计算各进程仍需要请求的资源向量组成的矩阵。（2） 系统当前是处于安全状态吗？（3） 当进程 P2 申请的资源分别为（0，1，0，0）时，系统能立即满足吗？Allocation Max Available进程 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4P0 0 0 1 2 0 0 1 2 2 1 0 0P1 2 0
8、0 0 2 7 5 0P2 0 0 3 4 6 6 5 6P3 2 3 5 4 4 3 5 6P4 0 3 3 2 0 6 5 2十三、 某虚拟存储器的用户编程空间有若干个页面，每页为 1KB，内存为 16MB。假定某时刻已将一页面调入内存，该页逻辑地址为 4062B,已知页表寄存器中页表始址为 2004B，页表长度为 8，此时刻内存部分数据如下表，求该页的物理地址，并指出该物理地址中的数据。内存地址 数据 内存地址 数据2000B 1535 2011B 782001B 652 2012B 5992003B 71 2013B 1112004B 211 2014B 34782005B 45 20
9、15B 242006B 3 2016B 782007B 1 2017B 9622008B 57 2018B 77582009B 5 2019B 752010B 486 2020B十四、 若干个等待访问磁盘者依次要访问的柱面为 20，44，40，4，80，12，76，假设每移动一个柱面需要 3 毫秒时间，移动臂当前位于 40 号柱面，请按下列算法分别计算为完成上述各次访问总共花费的寻找时间。 （1）先来先服务（FCFS） （2）最短寻找时间优先调度（SSTF）（3）电梯调度法（SCAN） （4）单向扫描（循环扫描 CSCAN）十五、 考虑下述页面走向：1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，
10、3，7，6，3，2，1，2，3，6 当内存块数量分别为 3 时，试问 FIFO、LRU 这两种置换算法的缺页次数各是多少？（所有内存开始时都是空的，凡第一次用到的页面都产生一次缺页中断）十六、 某移动臂磁盘的柱面由外向里顺序编号，假定当前磁头停在 100 号柱面且移动臂方向是向里的，现有如下表所示的请求序列在等待访问磁盘：表 访问磁盘请求序列请求次序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10柱面号 190 10 160 80 90 125 30 20 140 25回答下面的问题： 写出分别采用“最短查找时间优先算法”和“电梯调度算法”时，实际处理上述请求的次序。 针对本题比较上述两种算法，就移
11、动臂所花的时间（忽略移动臂改向时间）而言，哪种算法更合适？简要说明之。十七、 有一个系统其内存容量为 1024KB，有 8 个作业同时到达，各作业需要的内存量和运行时间如表所示。作业编号 A B C D E F G H需要内存量（KB） 140 80 100 60 50 30 15 20运行时间（S） 3 1 3 2 1 3 2 3假定系统初启时，将内存 1024KB 按作业的编号顺序分给各道作业，并假定是多 CPU 下，分配到内存的作业都可以立即运行。试问：（1） 1S 后，内存空白区按首次适应和最佳适应算法的链接方式链接，将如何链接？（2） 2S 后，其内存空白区按上述两种算法如何链接？（
12、3） 在（2）后，此时有一个作业 I 要求进入内存，它需要内存量为 12KB，按上述两种算法，将把哪一块空白区分给它？十八、 某计算机系统的内存容量为 128KB，对存储器采用可变分区的存储管理办法，现有 3 个作业(J1，J2，J3)在内存，其存储器的分配如图所示。操作系统 J1 空闲区 J2 空闲区 J3 空闲区0K 5K 20K 40K 50K 90K 100K 128K(1)现有一个需要 25KB 存储空间的作业 J4 请求装入内存，若采用最先适应分配算法来给 J4 分配空间。请给出装入 J4 后的内存分配表。(2)若采用最优适应算法来给 J4 分配空间，给出装入 J4 后的内存分配表
13、。(3)在只有 J1，J2，J3 三个作业的情况下，J2 运行结束撤离后，请给出 J2 撤离后的内存分配表。十九、 某程序在逻辑地址 100 处有一条取数指令 LOAD l，500，而 500 单元内存放数据 51888。假设程序被分配到内存起始地址 5000 单元时，试用图示意，采用下述各种方式下的该指令及数据地址的物理地址及相应地址的变换过程。(1)静态重定位。(2)采用重定位寄存器实现动态重定位。(3)采用页表映像(映射)方式，假定页面大小为 100 单元，其负表各页映射到50，51、52，53，54，55，59 物理页上。二十、 对于如下的页面访问序列： 1，2，3，4，1，2，5，1
14、，2，3，4，5。当内存块数量分别为 3和 4 时，试问：使用 FIFO、LRU 置换算法产生的缺页中断是多少（画出详细过程）？（所有内存开始时都是空的，凡第一次用到的页面都产生一次缺页中断）二十一、 给定下面的段表，已知下面的逻辑地址(其中方括号中的第一个元素为段号，第二个元素为段内地址)求其对应的物理地址：(1)0,430；(2)3,400；(3) l,10； (4) 2,2500； (5) 4,42；(6) 1,11。段号 段长 段首地址0 600 2191 14 23002 100 903 580 13274 96 1954二十二、 某虚拟存储器的用户编程空间共 32 个页面，每页为
15、1KB，内存为 16KB。假定某时刻一用户页表中已调入内存的页面的页号和物理块号的对照表如下：页号 物理块号 页号 物理块号0 3 2 111 7 3 8则逻辑地址 0A5C（H）所对应的物理地址是什么？要求：写出主要计算过程。二十三、 某磁盘组有 6 片盘片，每片有两个记录面，存储区域内径为 22cm，外径为 33cm，道存储密度为 40 道/cm，内层位存储密度为 400b/cm，转速为 3000r/min（转/分） ，问共有多少柱面？盘组总存储量为多少？平均等待时间为多少？二十四、 假设有一个磁盘组共有 100 个柱面，每个柱面上有 8 个磁道，每个盘面被分成 8 个扇区。现有一个含有
16、6400 逻辑记录的文件，逻辑记录的大小与扇区一致，该文件以顺序结构的形式被存储到磁盘上。柱面、磁道、扇区的编号从“0”开始，逻辑记录的编号也从“0”开始。文件信息从0 柱面、0 磁道、0 扇区开始存放，试问：（1） 该文件的 3680 个逻辑记录应该存放在什么位置？（2） 78 柱面的 6 磁道的 6 扇区中存放了该文件的第几号逻辑记录？二十五、 假设一个可移动磁头的磁盘具有 200 个磁道，其编号为 0199，当它刚刚结束了 125 道的存取后，现正在处理 143 道的服务请求，假设系统当前 I/O 请求序列以 FIFO 顺序排列如下：86，147，91，177，94，150，102，17
17、5，130。试问对以下几种磁盘 I/O 请求调度算法而言，满足以上请求序列，磁头将分别如何移动，请列出磁道访问次序，并计算出移动距离？（1）先来先服务（FCFS） （2）最短寻找时间优先调度（SSTF）（3）电梯调度法（SCAN） （4）单向扫描（循环扫描 CSCAN）二十六、 有一移动臂磁盘，共 100 个磁道，每个磁道分 8 个扇区，磁盘转速为 500r/s（转/秒） ，磁头每移动一个磁道需要 10ms，有一个用户请求访问第 25 磁道第 3 扇区，并立即被系统响应，假设磁头当时处于 15 道上，磁头到达第 25 道时正处于 1 扇区的开始位置，试计算该用户至少需要等待多长时间？二十七、
18、假定磁盘转速为 6000r/min（转/ 分） ，磁盘格式化时每个盘面被分为 9 个扇区，现有一个文件共有 A，B，C，D，E，F，G，H ，I 九个逻辑记录要存放在同一磁道上供处理程序使用，假设每个记录的大小与扇区的大小相同，处理程序每次从磁盘读出一个记录后要花 2.5ms 处理时间。若忽略其他辅助时间，请回答下列问题：（3） 现在假设已经顺序存放好这 9 个记录，那么读出该文件需要多少时间？（4） 为了使读出文件需要的时间最短，请重新调整各个记录的存放位置，画出各个记录的存放位置，计算该文件的读出时间，并与（1）进行比较说明。二十八、 某车站售票厅，任何时刻最多可容纳 20 名购票者进入，
19、当售票厅中少于 20 名购票者时，则厅外的购票者可立即进入，否则需在外面等待。若把一个购票者看作一个进程，请回答下列问题：（1 ）用 PV 操作管理这些并发进程时，应怎样定义信号量，写出信号量的初值以及信号量各种取值的含义。 （2 ）在下列横线中填入所定义的信号量，并把应执行的 PV 操作填入横线中，以保证进程能够正确地并发执行。 main() int ； 进入售票厅； 购票； 退出； ； （3 ）若欲购票者最多为 n 个人，写出信号量可能的变化范围（最大值和最小值）。二十九、 设有三个人，M，Q，R ，其中 M 负责采购原材料并放到房间 A 中，Q 从房间 A 中取出原材料并加工成产品后，放
20、到房间 B 中，R 从房间 B 中取出产品并销售（房间 A 和 B 都恰好能放一件原材料） 。试用 P、V 操作描述 M，Q ，R 三人实现上述工作的控制流程。(1)在下列横线中写出该定义的信号量及其初值。(2)根据所定义的信号量，把应执行的 PV 操作填入下列横线中，以保证进程能够正确地并发执行。main（ ） int ， ， ， ；cobegin /*下列进程将并发执行*/ M（ ） ；Q（ ） ；R（ ） ；coend 三十、 四个进程 A、B、C 、D 都要读一个共享文件 F，系统允许多个进程同时读文件 F，但限制是进M（ ）采购原材料；将原材料放到房间 A 中；Q（ ）；从房间 A
21、中取原材料；加工成产品；将产品放到房间 B 中；R（ ）；从房间 B 中取原材料；销售；程 A 和进程 C 不能同时读文件 F，进程 B 和进程 D 也不能同时读文件 F，为了使这四个进程并发执行时能按系统要求使用文件，现用 PV 操作进行管理，请回答下面的问题：（1）在下列程序中填入应定义的信号量及初值。（2）在下列程序中填上适当的 P、V 操作，以保证它们能正确并发工作： main（ ） int ；cobegin /*下列进程将并发执行*/A（ ） ；B（ ） ；C（ ） ；D（ ） ；coend 三十一、 桌上有一只盘子，每次只能放一只水果，爸爸专向盘子中放苹果，妈妈专向盘子中放橘子，一个儿子专等吃盘子中的橘子，一个女儿专等吃盘子中的苹果。用 PV 操作实现他们这间的同步机制。三十二、 有 5 批处理作业（A,B,C,D,E）几乎同时到达，估计运行的时间分别为 2，4，6，8，10 分钟，它们的优先级数分别为 1，2，3，4，5（1 为最低优先数） 。对下面的每种调度算法，分别计算作业的平均周转时间：1、优先级算法；2、时间片轮转法（时间片为 2 分钟） ；3、FCFS（作业到达顺序为 C,D,B,E,A）;A（ ）；read F；B（ ）；read F；C（ ）；read F；D（ ）；read F；4、短作业优先
