操作系统应用题1(解答) (2).docx

操作系统是计算机系统的核心组成部分，它负责管理和控制计算机硬件与软件资源。本文主要讨论了操作系统中的几个关键概念，包括作业调度、内存管理和进程同步。 1. **作业调度**： 在单CPU环境下，作业调度是决定哪个作业应当获得CPU执行的重要过程。非抢占式优先级算法意味着一旦作业开始执行，它会一直运行直到完成，不会被其他高优先级作业打断。题目中给出了三个作业，每个作业有不同的运行时间和到达时间。作业1在时间0开始，作业2在1开始，作业3在2开始。作业的优先级是根据其编号决定的，编号越小，优先级越高。在非抢占式优先级算法下，作业1首先执行，然后是作业2，最后是作业3。这种调度下，每个作业的周转时间是它的完成时间减去到达时间。带权周转时间是周转时间除以运行时间，用于衡量效率。例如，作业1的周转时间为12，带权周转时间为12/2=6。 2. **内存管理**： 内存管理涉及到如何将逻辑地址映射到物理地址。在题目中，逻辑空间有8页，每页1024字节，存储器有32个物理块。逻辑地址由3位页号和10位页内地址组成，总共需要13位二进制表示。绝对地址则由5位块号和10位页内地址组成，总共需要15位二进制表示。 3. **虚拟存储器**： 虚拟存储器允许用户程序使用超过实际物理内存大小的空间。题目中的虚拟存储器有32页，每页1KB，内存为16KB。逻辑地址0A5C(H)转换为物理地址的过程是：首先，根据页号和页内地址的位数，将0A5C(H)拆分为页号2和页内地址105C(H)，然后在页表中查找页号2对应的物理块号4，最后拼接物理块号和页内地址得到物理地址125C(H)。 4. **页面替换算法**： 页面替换算法是在内存不足时选择哪个页面换出到磁盘。FIFO（先进先出）和LRU（最近最少使用）是两种常见的策略。在给定的页面访问序列下，FIFO算法在内存块为3时缺页9次，为4时缺页10次。而LRU算法在相同条件下，缺页分别是10次和8次。 5. **进程同步**： 使用PV操作（信号量）可以实现进程间的同步。在公共汽车的例子中，司机和售票员需要按照特定顺序执行任务。这里使用两个信号量S1和S2，S1代表车门关闭，S2代表车门打开。司机在启动车辆前等待S1（车门关闭），售票员在开车门前等待S2。通过PV操作，可以确保正确的执行顺序。 6. **页式虚拟存储管理**： 当用户作业访问的字地址序列给定时，可以计算在FIFO页面替换算法下的缺页次数。由于作业的第0页已经在内存中，我们从第1页开始计算。在给定的页面大小和内存限制下，如果作业按顺序访问，FIFO算法会导致较高的缺页率。计算缺页次数的具体方法是检查每次访问的新页面是否已经在内存中，不在则产生一次缺页。 以上是对操作系统中作业调度、内存管理和进程同步等概念的详细解析，这些知识点是操作系统课程的基础，也是理解和设计操作系统核心功能的关键。