操作系统

点此查看作业源文件 1. 有五个进程P1、P2、P3、P4、P5，它们同时依次进入就绪队列，它们的优先数和需要的处理器时间如下表 进程 处理器时间 优先级（数小优先级高） P1 $10$ $3$ P2 $1$ $1$ P3 $2$ $3$ P4 $1$ $4$ P5 $5$ $2$ 忽略进行调度等所花费的时间，回答下列问题： ...

一、思考题 Thinking 3.1 请结合MOS中的页目录自映射应用解释代码中 e->env_pgdir[PDX(UVPT)] = PADDR(e->env_pgdir) | PTE_V 的含义。 UVPT是用户页表的起始虚拟地址，所以e->env_pgdir[PDX(UVPT)]是当前进程的虚拟内存中，UVPT地址所在的页目录项。而e->env_pgdir是当前进程页目录的虚拟地址，PADDR(e->env_pgdir)则是其物理地址，| PTE_V是附上权限位。 ...

点此查看作业源文件 1. 读者写者问题（写者优先） 共享读; 互斥写、读写互斥; 写者优先于读者（一旦有写者，则后续读者必须等待，唤醒时优先考虑写者）。 semaphore room_empty = 1; // 读写互斥 semaphore mutex_read = 1; // 保护 read_count semaphore mutex_write = 1; // 保护 write_count semaphore write_priority = 1; // 写者优先锁 int read_count = 0, write_count = 0; void reader() { P(write_priority); // 检查是否有写者等待 P(mutex_read); read_count++; if (read_count == 1) { P(room_empty); // 第一个读者获取读写锁 } V(mutex_read); V(write_priority); // 释放写者优先锁 // 读取 P(mutex_read); read_count--; if (read_count == 0) { V(room_empty); // 最后一个读者释放读写锁 } V(mutex_read); } void writer() { P(mutex_write); write_count++; if (write_count == 1) { P(write_priority); // 第一个写者阻止新读者 } V(mutex_write); P(room_empty); // 获取读写锁 // 写入 V(room_empty); P(mutex_write); write_count--; if (write_count == 0) { V(write_priority); // 最后一个写者允许新读者 } V(mutex_write); } 2. 寿司店问题 假设一个寿司店有5个座位，如果你到达的时候有一个空座位，你可以立刻就坐。但是如果你到达的时候5个座位都是满的有人已经就坐，这就意味着这些人都是一起来吃饭的，那么你需要等待所有的人一起离开才能就坐。编写同步原语，实现这个场景的约束。 ...

一、思考题 Thinking 2.1 请根据上述说明，回答问题：在编写的 C 程序中，指针变量中存储的地址被视为虚拟地址，还是物理地址？MIPS 汇编程序中 lw和sw 指令使用的地址被视为虚拟地址，还是物理地址？ ...

点此查看作业源文件 第一题 （1）请问进程整个的地址空间有多少字节？一页有多少字节？ $$ 进程整个的地址空间 = 2^{32}B = 4GB $$$$一页有 2^{12}B = 4KB$$（2）一个进程如果从 0x80000000 开始映射 4MB 大小页表空间，求第一级页表（页目录）的起始逻辑地址，并指出从哪个逻辑地址可以读出第一级页表（页目录）所在的物理页框号。说明理由。（注意 B 代表字节，一个 32 位地址占 4 字节） 进程页表空间映射起始地址为0x80000000，所以页目录的第0x200项指向页表空间，所以第一级页表的起始逻辑地址为0x80200000。 ...

点此查看作业源文件 1. 动态内存分配需要对内存分区进行管理，一般使用位图和空闲链表两种方法。128MB的内存以n字节为单元分配，对于链表，假设内存中数据段和空闲区交替排列，长度均为64KB。并假设链表中的每个节点需要记录32位的内存地址信息、16位长度信息和16位下一节点域信息。这两种方法分别需要多少字节的存储空间？哪种方法更好？ 若使用位图方法： $$单元数 = \frac{128MB}{nB} = \frac{2^{27}}{n}块$$$$所需存储空间 = \frac{2^{27}}{n}b = \frac{16}{n}MB$$ 若使用空闲链表方法： $$段数=\frac{128MB}{64KB+64KB} = 2^{10}段$$$$所需存储空间 = 2^{10} \times (32 + 16 + 16)b = 8KB$$ 哪种方法更好： 当n<2048时，空闲链表所需存储空间更小，空闲链表方法更好； 当n>2048时，位图所需存储空间更小，位图方法更好。 2. 在一个交换系统中，按内存地址排列的空闲区大小是: 10KB、4KB、20KB、18KB、7KB、9KB、12KB和15KB。对于连续的段请求：12KB、10KB、9KB。使用FirstFit、BestFit、WorstFit和NextFit将找出哪些空闲区？ 段请求 FirstFit BestFit WorstFit NextFit 12KB 20KB 12KB 20KB 20KB 10KB 10KB 10KB 18KB 18KB 9KB 18KB 9KB 15KB 9KB 3. 解释逻辑地址、物理地址、地址映射，并举例说明。 逻辑地址（Logical Address）： 逻辑地址是程序运行时由 CPU 生成的地址，也称为虚拟地址。用户进程只能访问逻辑地址，不能直接访问物理内存。 例如某程序访问地址 0x1234，但该地址只是进程的逻辑地址空间中的一部分。 ...

一、思考题 Thinking 1.1 在阅读附录中的编译链接详解以及本章内容后，尝试分别使用实验环境中的原生x86工具链（gcc、ld、readelf、objdump等）和MIPS交叉编译工具链（带有mips-linux-gnu-前缀，如mips-linux-gnu-gcc、mips-linux-gnu-ld），重复其中的编译和解析过程，观察相应的结果，并解释其中向objdump传入的参数的含义。 ...

一、思考题 Thinking 0.1 思考下列有关Git的问题： 在前述已初始化的~/learnGit 目录下，创建一个名为README.txt的文件。执行命令git status > Untracked.txt（其中的 > 为输出重定向，我们将在0.6.3中详细介绍）。 在README.txt 文件中添加任意文件内容，然后使用add命令，再执行命令git status > Stage.txt。 提交README.txt，并在提交说明里写入自己的学号。 执行命令cat Untracked.txt 和cat Stage.txt，对比两次运行的结果，体会README.txt两次所处位置的不同。 修改README.txt 文件，再执行命令git status > Modified.txt。 执行命令cat Modified.txt，观察其结果和第一次执行add命令之前的status是否一样，并思考原因。 1. Untracked.txt $ cat Untracked.txt 位于分支 master 未跟踪的文件: （使用 "git add <文件>..." 以包含要提交的内容） README.txt Untracked.txt 提交为空，但是存在尚未跟踪的文件（使用 "git add" 建立跟踪） 新建了README.txt文件，处于Untracked状态。 ...

点此查看作业源文件 1.什么是多道程序设计？多道程序设计与分时系统的区别是什么？ 多道程序设计技术，是指允许多个程序同时进⼊内存并运⾏。即同时把多个程序放⼊内存中，并允许它们交替在CPU中运⾏，共享系统中的各种硬、软件资源，当⼀道程序因I/O请求⽽暂停运⾏时，CPU便⽴即转去运⾏另⼀道程序。多道程序设计技术提⾼了CPU、I/O设备和内存的利⽤率，从⽽提⾼了整个系统的资源利⽤率和系统吞吐量，最终提⾼了整个系统的效率。 ...