操作系统原理复习题最终

8. 什么是虚拟存储器，其特点是什么？

答：所谓虚拟存储器，是指仅把程序的一部分装入内存便可运行程序的存储器系统，具体地说，虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。实际上，用户所看到的大容量只是一种感觉，是虚的，故称之为虚拟存储器。

其特点是：（1）程序装入时，不必将其全部读入到内存，而只需将当前需要执行的部分页或段读入到内存，就可让程序开始执行；（2）在程序执行过程中，如果需执行的指令或访问的数据尚未在内存（称为缺页或缺段），则由处理器通知操作系统将相应的页或段调入到内存，然后继续执行程序；（3）操作系统将内存中暂时不使用的页或段调出保存在外存上，从而腾出空间存放将要装入的程序以及将要调入的页或段（即具有请求调入和置换功能，只需程序的一部分在内存就可执行）。

9、简述段和页的区别。

分页和分段有许多相似之处，但是在概念上两者完全不同，主要表现在：

（1）页是信息的物理单位，分页是为了系统管理内存方便而进行的，故对用户而言，分页是不可见的，是透明的；段是信息的逻辑单位，分段是作业逻辑上的要求，对用户而言，分段是可见的。

（2）页的大小是固定的，由系统决定；段的大小是不固定的，由用户作业本身决定。 （3）从用户角度看，分页的地址空间是一维的，而段的地址空间是二维的。

四、计算题和综合分析题

1、在分页存储管理系统中，逻辑地址的长度为16位，页面大小为4096字节，现有一逻辑地址为2F6AH，且第0、1、2页依次存放在物理块5、10、11中，问相应的物理地址是多少？

答：由于4096=212，故页内地址为12位，逻辑长度为16位，则页号为4为。逻辑地址2 F6AH）所对应的二进制表示形式是：0010 1111 0110 1010 ，该逻辑地址对应的页号为2查页表，得到物理块号是11（十进制），即物理块地址为：1011 1111 0110 1010 ，即BF6A（H）。

2．系统中有五个进程P1、P2、P3、P4、P5，有三种类型的资源：R1、R2、和R3。在T0时刻系统状态如表所示。若采用银行家算法实施死锁避免策略，回答下列问题： （共9分，每小题3分）

1． T0时刻是否为安全状态？为什么？ 2． 若这时P4请求资源（1，2，0），是否能实施资源分配？为什么？ 3． 在上面的基础上，若进程P3请求资源（0，1，0），是否能实施资源分配？为什么？

T0时刻系统状态

Allocation Max P1 P2 P3 P4 P5

剩余资源数 R1 0 2 0 1 0 R2 0 0 0 1 3 R3 1 0 3 5 3 R1 0 2 6 4 0 R2 0 7 6 3 6 R3 1 5 5 5 5 R1 3 R2 3 R3 0

解：

1、利用安全性算法检查系统是否安全，可得此时刻的安全性分析情况： 进程 Work P1 P4 P5 P2 P3 3, 3, 0 3, 3, 1 4, 4, 6 4, 7, 9 6, 7, 9 Need 0, 0, 0 3, 2, 0 0, 3, 2 0, 7, 5 6, 6, 2 Allocation Work+Allocation Finish 0, 0, 1 1, 1, 5 0, 3, 3 2, 0, 0 0, 0, 3 3, 3, 1 4, 4, 6 4, 7, 9 6, 7, 9 6,7,12 1 1 1 1 1 由上可知，T0时刻存在安全序列为：P1，P4，P5，P2，P3,故T0时刻是安全的，

2、若这时P4请求资源（1，2，0），系统根据银行家算法检查： Request(1,2,0)<=Need(3,2,0) Request(1,2,0)<=Available(3,3,0)

系统试探分配，修改相应的向量，形成的资源变化情况如下表所示：

Allocation Need R1 R2 R3 R1 R2 R3 P1 0 0 1 0 0 0 P2 2 0 0 0 7 5 P3 0 0 3 6 6 2 P4 2 3 5 2 0 0 P5 0 3 3 0 3 2

R1 R2 R3 剩余资源数 2 1 0 再利用安全性算法检查系统是否安全，可得此时刻的安全性分析情况： 进程 Work Need Allocation Work+Allocation Finish P1 P4 P5 P2 P3 2, 1, 0 2, 1, 1 4, 4, 6 4, 7, 9 6, 7, 9 0, 0, 0 2, 0, 0 0, 3, 2 0, 7, 5 6, 6, 2 0, 0, 1 2, 3, 5 0, 3, 3 2, 0, 0 0, 0, 3 2, 1, 1 4, 4, 6 4, 7, 9 6, 7, 9 6,7,12 1 1 1 1 1 由安全性算法检查可知，可以找到一个安全序列为：P1，P4，P5，P2，P3,故系统是安全的，可以立即把P4请求的资源分配给它 3、进程P3请求资源（0，1，0），根据银行家算法进行检查： Request(0,1,0)<=Need(6,6,2) Request(0,1,0)<=Available(2,1,0)

系统试探分配，修改相应的向量，形成的资源变化情况如下表所示：

Allocation Need R1 R2 R3 R1 R2 R3 P1 0 0 1 0 0 0 P2 2 0 0 0 7 5 P3 0 1 3 6 5 2 P4 2 3 5 2 0 0 P5 0 3 3 0 3 2

R1 R2 R3 剩余资源数 2 0 0 再利用安全性算法检查系统是否安全，可得此时刻的安全性分析情况： 进程 Work P1 P4 P5 2, 0, 0 2, 0, 1 4, 3, 6 4, 6, 9 Need 0, 0, 0 2, 0, 0 0, 3, 2 Allocation Work+Allocation Finish 0, 0, 1 2, 3, 5 0, 3, 3 2, 0, 1 4, 3, 6 4, 6, 9 1 1 1

由安全性算法检查可知，找不到,故分配后系统是不安全的，所以不能实施资源分配。

3．在分页虚拟存储管理系统中，有一个长度为 5 页的进程，假如系统为它分配 3 个物理块 ，并且此进程的页面走向为 2，3，2，1，5，2，4，5，3，2，5，2。试用OPT， FIFO 和 LRU 两种算法分别计算出程序访问过程中所发生的缺页次数。

解：OPT（最佳置换算法）选择从当前时刻开始以后不再使用的页面或最长时间内不再被访问的页。具体过程如下：

页号 2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2

内存 2 2 2 2 2 2 4 4 4 2 2 2 块的 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 情况 1 5 5 5 5 5 5 5 5

缺页 + + + + + +

缺页次数 = 6

FIFO（先进先出）算法：当发生缺页中断时，将淘汰最先调入内存的页面，具体过程如下：

页号 2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2

内存 2 2 2 2 5 5 5 5 3 3 3 3 块的 3 3 3 3 2 2 2 2 2 5 5 情况 1 1 1 4 4 4 4 4 2

缺页 + + + + + + + + +

缺页次数 = 9

LUR（最近最久未使用）算法：淘汰最近一段时间内最久没有被访问的页面，具体过程如下（新调入的页面，放在顶部，表示最近使用）：

页号 2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2

内存 2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2 块的 2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 情况 3 2 1 5 2 4 5 3 3

缺页 + + + + + + +

缺页中断次数 = 7

4、若干个等待访问磁盘的进程依次要访问的磁道为27，63，57，24，107，35，106当前磁头的位置为57号磁道，根据下面的磁盘调度算法，请给出调度的顺序，并计算寻道长度。 1. 先来先服务算法 2. 最短寻道时间优先

3. 扫描算法（当前磁头移动的方向为磁道递增）

答：先来先服务调度顺序：27，63，57，24，107，35，106 磁头寻道长度:30+36+6+33+83+72+71=331

最短寻道时间优先调度顺序: 57，63 , 35, 27, 24 , 106,107 磁头寻道长度:0+6+28+8+3+82+1=128

扫描算法（当前磁头移动的方向为磁道递增）调度顺序:57,63,106,107,35,27,24 磁头寻道长度:0+6+43+1+72+8+3=133

4、 在一个多道程序设计系统，采用不能移动已在内存储器中作业的可变分区方式管理内存

储器，现有供用户使用的内存空间100KB，系统配有4台磁带机，有一批作业，如下表所示。