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操作系统期末考试复习经典计算题

      • 1.银行家算法
      • 2.计算周转时间
        • 2.1 先来先服务(FCFS)
        • 2.2 短作业优先调度算法(SJF)
        • 2.3 优先级调度算法和高响应比优先调度算法
      • 3.页面置换算法(虚拟存储器)
      • 4.磁盘调度算法
      • 5.存储器管理:基于顺序搜索的动态分区分配算法
      • 6.存储器管理-分页存储方式:计算物理地址和有效访问时间(EAT)
      • 7.存储器管理和进程调度,作业调度相结合
      • 8.哲学家进餐

1.银行家算法

在银行家算法的例子中,如果出现下述资源分配情况,试问:
Process  Allcation   Need   Available
P0    0 0 3 2   0 0 1 2   1 6 2 2
P1    1 0 0 0   1 7 5 0
P2    1 3 5 4   2 3 5 6
P3    0 3 3 2   0 6 5 2
P4    0 0 1 4   0 6 5 6
(1)该状态是否安全?
(2)进程P2提出请求Request(1,2,2,2)后,系统是否能将资源分配给它?
解:(1)利用安全性算法,对上述资源进行分配后找到可分配序列,<P0,P3,P1,P2,P4>,所以是安全的
Process  Work  Allcation  Need  work(Work+Allocation)  Finish
P0    1 6 2 2 0 0 3 2  0 0 1 2   1 6 5 4       true
P1    1 9 8 6 1 0 0 0  1 7 5 0    2 9 8 6       true
P2    2 9 8 6 1 3 5 4  2 3 5 6    3 12 13 10     true
P3    1 6 5 4 0 3 3 2  0 6 5 2    1 9 8 6       true
P4   3 12 13 10 0 0 1 4  0 6 5 6     3 12 14 14     true
(2)首先Request2(1,2,2,2)<=Need2;Request2(1,2,2,2)<=Available,于是假定系统对其进行资源分配
并修改Available、Allcation2、Need2向量,修改结果为Available(0,4,0,0),Allcation2(2,5,7,6),Need2(1,1,3,4)

Process		Work		Allcation		Need		work(Work+Allocation)	Finish
P0		             	0 0 3 2			0 0 1 2					
P1						1 0 0 0			1 7 5 0					
P2						2 5 7 6			1 1 3 4				
P3						0 3 3 2			0 6 5 2					
P4						0 0 1 4			0 6 5 6	

资源分配后对程序进行安全性检查,发现对于任意Needi<=Available(0,4,0,0)不成立。即Available不能满足任何进程的请求,系统进入不安全状态。所以不能分配!

2.计算周转时间

2.1 先来先服务(FCFS)
  • 周转时间=完成时间-到达时间
    带权周转时间=周转时间/服务时间

举例:在一个单道批处理系统中,有一组作业的提交时刻和运行时间如下
作业名  A  B  C  D
提交时间 8.0 8.5 9.0 9.1
运行时间 1.0 0.5 0.2 0.1
采用先来先服务算法,请计算该组作业的平均周转时间和平均带权周转时间。

解:
作业名		A	 	B	 	C		 D		平均
提交时间  	8.0	 	8.5		9.0		9.1
开始时间  	8.0		9.0		9.5		9.7
完成时间  	9.0		9.5		9.7		9.8
周转时间  	1.0		1.0		0.7		0.7		0.85
带权周转时间	1.0		2.0		3.5		7.0		3.375
所以,平均周转时间T=(1.0+1.0+0.7+0.7)/4=0.85
平均带权周转时间W=(1.0+2.0+3.5+7.0)/4=3.375
2.2 短作业优先调度算法(SJF)
  • 注意与SPF短进程调度算法的差别

举例:在一个单道批处理系统中,有一组作业的提交时刻和运行时间如下表所示
作业名  A  B  C  D
提交时间 8.0 8.5 9.0 9.1
运行时间 1.0 0.5 0.2 0.1
采用短作业优先的调度算法,请计算该组作业的平均周转时间和平均带权周转时间。

解:
作业名		A	 	B	 	C		 D		平均
提交时间  	8.0	 	8.5		9.0		9.1
开始时间  	8.0		9.3		9.0		9.2
完成时间  	9.0		9.8		9.2		9.3
周转时间  	1.0		1.3		0.2		0.2		0.675
带权周转时间	1.0		2.6		1.0		2.0		1.65
所以,平均周转时间 T=(1.0+1.3+0.2+0.2)/4=0.675
平均带权周转时间 	W=(1.0+2.6+1.0+2.0)/4=1.65
2.3 优先级调度算法和高响应比优先调度算法
优先权=(等待时间+要求服务时间)/要求服务的时间==相应时间/要求服务时间

举例:在一个单道批处理系统中,有一组作业的提交时刻和运行时间如下表所示
作业名  A B C D
提交时间 8.0 8.5 9.0 9.1
运行时间 1.0 0.5 0.2 0.1
采用采用作业响应比高优先的调度算法,请计算该组作业的平均周转时间和平均带权周转时间。

解:
9.0时,计算响应比:
	B的响应比=1+0.5/0.5=2
	C的响应比=1+0/0.2=1
	D没有到达(先执行B)
9.5时,计算响应比
	C的响应比 =1+0.5/0.2=3.5
	D的响应比=1+0.4/0.1=5(先执行D)

作业名		A	B	C	D	平均
提交时间  	8.0	8.5	9.0	9.1
开始时间  	8.0	9.0	9.5	9.6
完成时间  	9.0	9.5	9.6	9.8
周转时间  	1.0	1.0	0.5	0.8	0.825
带权周转时间	1.0	2.0	5.0	4.0	3
所以,平均周转时间T=(1.0+1.0+0.5+0.8)/4=0.825
平均带权周转时间W=(1.0+2.0+5.0+4.0)/4=3

3.页面置换算法(虚拟存储器)

假定系统为某进程分配了三块物理页,并有以下页面:
7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1
Y表示缺页,N表示不缺页。(初始的三次千万记得要加!!)

OPT最佳置换算法:每次选择未来长时间不被访问的或者以后永不使用的页面进行淘汰。(虽好,但不可能实现)
页面走向 7 0 1 2 0  3 0 4 2 3  0 3 2 1 2  0 1 7 0 1
物理块0  7 7 7 2 2  2 2 2 2 2  2 2 2 2 2  2 2 7 7 7
物理块1    0 0 0 0  0 0 4 4 4  0 0 0 0 0  0 0 0 0 0
物理块2      1 1 1  3 3 3 3 3  3 3 3 1 1  1 1 1 1 1
缺页      Y Y Y Y N Y N Y N N  Y N N Y N  N N Y N N
缺页次数 9
页面置换次数 6
缺页率 9/20
FIFO先进先出页面置换算法:把内存中最先进入的页面予以淘汰。

页面走向   7   0

本文标签: 期末考试计算题操作系统快速经典