OS习题课部分答案.doc
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1、_OS习题课部分答案存储管理2、某系统采用请求分页式管理,页面淘汰算法为LRU,每个作业占15页,其中一页用来存放程序,每一页存放200个整型变量,考虑如下程序:int a20100,b20100,i,j;for(i=1;i=20;i+)for(j=1;j=100;j+)aij=0;for(i=1;i=20;i+)for(j=1;j=100;j+)bij=aij;设数组ab均按行存储,程序已经调入主存,变量ij放在程序页中,问此程序会产生多少次缺页中断?最后留在内存中有哪些页面?解:数组a,2000个元素,共需占用10个页面,每两行一页数组b,2000个元素,共需占用10个页面,每两行一页第一
2、个循环,aI,j=0会将a矩阵全部调入内存被赋值0,发生10次缺页中断,还剩4块;第二个循环,先读a,再写b,剩余的空闲4块内存,可放入b数组的07行,此时内存已满,若用A1表示a数组的a0和a1行占据的页面编号,则a数组的A0A19和b数组的B0B3页面(b0b7行)均被读入内存,即bij=aij;的循环中从b8行开始要进行LRU淘汰,根据该循环特点,b8行=a8行与b9行=a9行这两次循环的页面访问是A4B4A4B4,整个循环序列为:A4B4A4B4,A5B5A5B5,A13B13A13B13,可化简为A4B4,A5B5,A13B13A4B4A5B5A6B6A7B7A8B8A9B9A10B
3、10A11B11A12B12A13B13A0B4B111B5B122B6B133B74A4A115A5A126A6A137A78A89B8b0A9b1B9b2A10b3B1014次缺页中断+总共发生14+15=29次缺页中断,内存中最终页面A7-A13,B7-B133. 考虑以下程序:int a100150,b150200,c100200,i,j,k;For (i=1;i=100;i+) for(j=1;j=200;j+) for(k=1;k=150;k+) cij=cij+aik*bkj;设a、b矩阵已经置好初值,c矩阵初始为0,各矩阵以页为单位连续存放;主存初始为空,请求分页时采用fifo
4、算法。问:当作业分配10个页面,每个页面可存储100整数,缺页次数是多少?留在内存的最后的页面abc矩阵各占多少页?解:矩阵a100150 共需150页 每行占1.5个页面矩阵b150200 共需300页 每行占2个页面矩阵c100200 共需200页 每行占2个页面程序的逻辑地址空间中,总共需要650个页面,试编号为:a占用1-150号页面;b占151-450号;c占451-650号.cij=cij+aik*bkj读a,读b,计算a*b,读c,计算c+a*b,写c;而与内存访问有关的操作可简化为:读a,读b,读c,写c对于依次访问的a,b,c矩阵,只要不跨页,不会发生缺页中断;比如每次访问a
5、I,k和cI,j时;但是,在每次访问bkj的时候,由于是按列读取,必然跨页。采用fifo算法,页面调度过程如下:循环变量读写操作内存页面i,j,k12345678910缺页1,1,1读a1缺读b1151缺读c写c1151451缺1,1,2读a1151451读b1151451153缺读c写c11514511531,1,3读a1151451153读b1151451153155缺读c写c1151451153155每次循环发生1次缺页,且都是为读b而生,从151-165都被载入内存1,1,8读a1151451153155157159161163读b115145115315515715916116316
6、5缺读c写c1151451153155157159161163165此时内存全满1,1,9读a1151451153155157159161163165读b167151451153155157159161163165缺读c写c1671514511531551571591611631651,1,10读a1671451153155157159161163165缺读b1671169153155157159161163165缺读c写c1671169451155157159161163165缺1,1,11读a1671169451155157159161163165读b1671169451171157159
7、161163165缺读c写c1671169451171157159161163165每次循环发生1次缺页1,1,100读a1331333335337339341343345347缺读b1349333335337339341343345347缺读c写c1349451335337339341343345347缺1,1,101读a13494512a矩阵跨页了337339341343345347缺读b13494512351339341343345347缺读c写c13494512351452c矩阵也跨页了341343345347缺100,200,148读a150428430432434436438440
8、442444缺读b150446430432434436438440442444缺读c写c150446650432434436438440442444缺100,200,149读a150446650432434436438440442444读b150446650448434436438440442444缺读c写c150446650448434436438440442444100,200,150读a150446650448434436438440442444读b150446650448450436438440442444缺读c写c150446650448450436438440442444规律:当循
9、环次数为n*9+1或n*100+1时,读a,b,c都会发生缺页;其他情况,只有读b时发生1次缺页;所以,读b总共发生缺页次数:100*200*150次,而对于b和c来说:总共100*200*150=3000000次循环中,n*9+1出现次数为:3000000/9=333333次而n*100+1出现的次数为:3000000/100=29999次;而n*9+1与n*100+1均出现的次数为3000000/900=3333次,此次数有重复计数,需减去,所以总缺页次数为:(100*200*150)+(333333+29999-3333)*2次,即3719998次缺页中断。4、有一个虚拟存储系统采用LR
10、U算法,每个程序占3页内存,其中一页存放程序和变量i,j(不做他用)。每一页可存放150个变量,程序A和B如下:A:int c150100,i,j;for(i=0;i=150;i+) for(j=1;j=100;j+) cij=0;B:int c150100;for(j=1;j=100;j+) for(i=1;i=150;i+) cij=0;数组C按行存储,试问:(1)程序A和B执行完后,分别缺页多少次?(2)最后留在内存中的各是C的哪一部分?解:(1)数组C共需占100页,因为按行存储,所以每读入一个页面,会读入c数组的1.5行,如下所示:页面1 页面2c11. c251.c1100 .c2
11、150c21. c31.c250 .c350对于程序A,c按行访问,每循环150次发生1次缺页中断,故总共发生100次缺页中断。对于程序B,c按列访问,每循环3次就要发生2次调页,c11,c21,c31.共发生2*15000/3=10000次缺页。(2)对于程序A,后300次循环访问的c数组元素,是保存在最后两个页面中的元素对于程序B,后3次循环访问的c数组元素,是保存在最后两个页面的元素。、 在南开大学与天津大学之间有一条小路,其中从S到T每次只允许一辆自行车通过,但中间有一个小的安全岛M(同时允许两辆自行车停留),可供两辆自行车在已从两端进入小路情况下错车使用,如下图所示。试用PV操作设计
12、一个算法使得来往的自行车顺利通过。(南开)天津大学TKM LS南开大学、设有8个进程,它们在并发系统中执行时有下图的顺序关系,试用PV操作实现这些进程的同步。(北大91考研题)P1P2P3P5P4P6P7P8、有一个仓库,可以存放A、B两种产品,仓库的存储空间足够大,但要求:(1)每次只能存入一种产品(A或B)(2)-nA产品数-B产品数声请R1-R2-申请R1-释放R1-释放R2-释放R1(1) 说明系统运行中是否有产生死锁的可能?为何?(2) 如果有可能的话,请举出一种情况,并画出其死锁状态的进程-资源图。(南开95)9、设系统中有3类资源(A,B,C)和5个进程(P1,P2,P3,P4,
13、P5),A资源数量为17,B 5, C 20,在T0时刻系统状态见下表: 最大资源需求量已分配资源量ABCABCP1559212P2536402P34011405P4425204P5424314剩余资源数233以银行家算法为分配策略。(1) T0时刻是否为安全状态,5个进程以何种顺序分配资源不会出现死锁?(2) T0时刻若P2请求资源(0,3,4),能否实施资源分配?为什么?(3) 在(2)的基础上,若进程P4请求资源(2,0,1),能否实施资源分配?为什么?(4) 在(3)的基础上,若进程P1请求资源(0,2,0),能否实施资源分配?为什么?(PKU97)10、证明:短作业优先的作业调度算法
14、可以得到最短的平均响应时间。答案:、 从天津大学到南开:T-L;into M;K-S;从南开到天津相反。T-L和K-S路段1次只允许1辆,各1个信号量,M可2量,再设1个信号量。又由于M只供错车使用,因此意味者每个方向上1次只能有1辆车在路上(若一个方向上出现2车,其速度快慢不同不好控制),因此再设2个信号量,代表两个方向上的车数:tn,ntMain()TN()NT()p(tn)p(nt);int l=1,k=1,m=2,tn=1,nt=1;p(l);p(k);cobegin:t-l;s-k;TN();NT();p(m); p(m);v(l);v(k);Coendinto m;into m;p
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