北京理工大學(xué)2020年《操作系統(tǒng)》作業(yè)考核答案

1、(93) 北京理工大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院2019-2020學(xué)年第二學(xué)期操作系統(tǒng)期末試卷（A卷） 教學(xué)站 天津市薊縣城關(guān)鎮(zhèn)成人文化技術(shù)學(xué)校奧鵬學(xué)習(xí)中心27 學(xué)號 201983033910013 姓名 孫飛宇 成績 應(yīng)用題（每題20分，共100分）1.試說明操作系統(tǒng)與硬件、其他系統(tǒng)軟件以及用戶之間的關(guān)系。2.常見的進(jìn)程調(diào)度算法包括先來先服務(wù)算法、短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法、高優(yōu)先權(quán)優(yōu)先調(diào)度算法和基于時間片的輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，請簡述這幾個算法的調(diào)度思想。3操作系統(tǒng)的主要任務(wù)是什么？請論述其基本功能。4請論述基本分頁系統(tǒng)中將邏輯地址L轉(zhuǎn)化為物理地址的過程。 5.某工廠有一個可以存放設(shè)備的倉庫，總共有8個位置可以存放8臺

2、設(shè)備。生產(chǎn)部門生產(chǎn)的每一臺設(shè)備都必須入庫。銷售部門可以從倉庫提出設(shè)備供應(yīng)客戶。設(shè)備的出庫和入庫都必須借助運(yùn)輸工具。現(xiàn)在只有一套運(yùn)輸工具，每次只能運(yùn)輸一臺設(shè)備，系統(tǒng)共使用三個信號量，S代表互斥信號量，表示運(yùn)輸工具；S1和S2均為同步信號量，S1表示倉庫中可以存放設(shè)備的空閑位置，S2表示倉庫中已經(jīng)被設(shè)備占用了的位置。請設(shè)計一個能協(xié)調(diào)工作的自動調(diào)度管理系統(tǒng)，并利用記錄型信號量寫出解決此問題的程序代碼，請注明信號量的初值。 (93) 北京理工大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院2019-2020學(xué)年第二學(xué)期操作系統(tǒng)期末試卷（A卷）答題紙 教學(xué)站 學(xué)號 姓名 成績 1. 答：操作系統(tǒng)是覆蓋在硬件上的第一層軟件它管理計算機(jī)的

3、硬件和軟件資源并向用戶提供良好的界面。操作系統(tǒng)與硬件緊密相關(guān)它直接管理著硬件資源為用戶完成所有與硬件相關(guān)的操作從而極大地方便了用戶對硬件資源的使用并提高了硬件資源的利用率。操作系統(tǒng)是一種特殊的系統(tǒng)軟件其他系統(tǒng)軟件運(yùn)行在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上可獲得操作系統(tǒng)提供的大量服務(wù)也就是說操作系統(tǒng)是其他系統(tǒng)軟件與硬件之間的接口。而一般用戶使用計算機(jī)除了需要操作系統(tǒng)支持外還需要用到大量的其他系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件以使其工作更方便和高效?？梢娪布?、操作系統(tǒng)、其他系統(tǒng)軟件、應(yīng)用程序和用戶之間存在著圖11所示的層次關(guān)系。2 答：先來先服務(wù)算法：最簡單的調(diào)度算法，既可以用于作業(yè)調(diào)度，也可以用于程序調(diào)度，當(dāng)作業(yè)調(diào)度中采用該算法

4、時，系統(tǒng)將按照作業(yè)到達(dá)的先后次序來進(jìn)行調(diào)度，優(yōu)先從后備隊列中，選擇一個或多個位于隊列頭部的作業(yè)，把他們調(diào)入內(nèi)存，分配所需資源、創(chuàng)建進(jìn)程，然后放入“就緒隊列”,直到該進(jìn)程運(yùn)行到完成或發(fā)生某事件堵塞后，進(jìn)程調(diào)度程序才將處理機(jī)分配給其他進(jìn)程。短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法：SJF算法是以作業(yè)的長短來計算優(yōu)先級，作業(yè)越短，其優(yōu)先級越高。作業(yè)的長短是以作業(yè)所要求的運(yùn)行時間來衡量的。SJF算法可以分別用于作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度。在把短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法用于作業(yè)調(diào)度時，它將從外存的作業(yè)后備隊列中選擇若干個估計運(yùn)行時間最短的作業(yè)，優(yōu)先將它們調(diào)入內(nèi)存運(yùn)行。高優(yōu)先權(quán)優(yōu)先調(diào)度算法：(1)當(dāng)該算法用于作業(yè)調(diào)度時，系統(tǒng)從后備作業(yè)隊列中選

5、擇若干個優(yōu)先級最高的，且系統(tǒng)能滿足資源要求的作業(yè)裝入內(nèi)存運(yùn)行。(2)當(dāng)該算法用于進(jìn)程調(diào)度時，將把處理機(jī)分配給就緒進(jìn)程隊列中優(yōu)先級最高的進(jìn)程。輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法：時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度是一種最古老，最簡單，最公平且使用最廣的算法。每個進(jìn)程被分配一個時間段，稱作它的時間片，即該進(jìn)程允許運(yùn)行的時間。如果在時間片結(jié)束時進(jìn)程還在運(yùn)行，則CPU將被剝奪并分配給另一個進(jìn)程。如果進(jìn)程在時間片結(jié)束前阻塞或結(jié)束，則CPU當(dāng)即進(jìn)行切換。調(diào)度程序所要做的就是維護(hù)一張就緒進(jìn)程列表，當(dāng)進(jìn)程用完它的時間片后，它被移到隊列的末尾。3答：操作系統(tǒng)的主要任務(wù)是處理諸如：管理與配置內(nèi)存、決定系度統(tǒng)資源供需的優(yōu)先次序、控制輸入與輸出設(shè)備、操作網(wǎng)絡(luò)

6、與管理文件系知統(tǒng)等基本事務(wù)。操作系統(tǒng)具有的幾個主要功能：（1）處理機(jī)管理：處理機(jī)管理的第一項工作是處理中斷事件。硬件只能發(fā)現(xiàn)中斷事件，捕捉它并產(chǎn)生中斷信號，但不能進(jìn)行處理，配置了操作系統(tǒng)，就能對中斷事件進(jìn)行處理。處理機(jī)管理的第二項工作是處理器調(diào)度。處理器是計算機(jī)系統(tǒng)中一種稀有和寶貴的資源，應(yīng)該最大限度地提高處理器的利用率。（2）存儲管理：存儲管理的主要任務(wù)是管理存儲器資源，為多道程序運(yùn)行提供有力的支撐，便于用戶使用存儲資源，提高存儲空間的利用率。（3）設(shè)備管理：設(shè)備管理的主要任務(wù)是管理各類外圍設(shè)備，完成用戶提出的I/O請求，加快I/O信息的傳送速度，發(fā)揮I/O設(shè)備的并行性，提高I/O設(shè)備的利用

7、率，以及提供每種設(shè)備的設(shè)備驅(qū)動程序和中斷處理程序，為用戶隱蔽硬件細(xì)節(jié)，提供方便簡單的設(shè)備使用方法。（4）文件管理：文件管理是針對系統(tǒng)中的信息資源的管理。在現(xiàn)代計算機(jī)中，通常把程序和數(shù)據(jù)以文件形式存儲在外存儲器（又叫輔存儲器）上，供用戶使用，這樣，外存儲器上保存了大量文件，對這些文件如不能采取良好的管理方式，就會導(dǎo)致混亂或破壞，造成嚴(yán)重后果。為此，在操作系統(tǒng)中配置了文件管理，它的主要任務(wù)是對用戶文件和系統(tǒng)文件進(jìn)行有效管理，實(shí)現(xiàn)按名存??；實(shí)現(xiàn)文件的共享、保護(hù)和保密，保證文件的安全性；并提供給用戶一整套能方便使用文件的操作和命令。（5）網(wǎng)絡(luò)與通信管理4. 假設(shè)一個邏輯地址空間中的地址為A,頁面的大小

8、為L,則頁號P和頁內(nèi)地址d可按下式求得：P=IntA/L 即A除以L后取整。d=A mod L即A除以L的余數(shù)。然后根據(jù)頁號查頁表得到物理塊號b,計算得到物理地址B=b×L+d.5 （1）定義信號量，說明各信號量的含義并賦初值：mutex，full，empty：semaphore;mutex：=1;運(yùn)輸工具是否空閑，初值為1 empty：=8;倉庫中尚可存放多少設(shè)備，初值為8 full：0;倉庫中的設(shè)備數(shù)，初值為0（2）PV操作實(shí)現(xiàn)如下beginmutex，full，empty：semaphore;mutex：=1;empty：=8;full：0;cobeginprocessor producerprocessor consumerbeginbeg