20. 请求页式存储管理系统缺页率计算
题目：
假设一个作业的页面走向为 1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5，当分配给该作业的物理块数分别为 3 和 4 时，计算采用下述页面置换算法的缺页率：
(1) 先进先出（FIFO）置换算法
(2) 最近最久未使用（LRU）置换算法
参考答案：
(1) FIFO 算法：
- 块数为 3，缺页次数 = 9，缺页率 = 9/12 = 75%
- 块数为 4，缺页次数 = 10，缺页率 = 10/12 = 83.3%
(2) LRU 算法：
- 块数为 3，缺页次数 = 10，缺页率 = 10/12 = 83.3%
- 块数为 4，缺页次数 = 8，缺页率 = 8/12 = 66.7%
征象： FIFO 算法可能出现 Belady 异常，即增加内存块数后，缺页次数反而增加。
21. 作业调度算法：短作业优先（SJF）和先来先服务（FCFS）
题目：
下表给出作业 1、2、3、4 的到达时间和运行时间，分别采用短作业优先调度算法（SJF）和先来先服务算法（FCFS），求各自的均匀周转时间。
作业
到达时间
运行时间
J1
0
3
J2
1
5
J3
3
2
J4
5
5
参考答案：
(1) SJF 调度算法：
- 调度顺序：J1 → J3 → J2 → J4
- 均匀周转时间 = (3 + 2 + 9 + 10) / 4 = 6
(2) FCFS 调度算法：
- 调度顺序：J1 → J2 → J3 → J4
- 均匀周转时间 = (3 + 7 + 7 + 10) / 4 = 6.75
22. 混淆索引分配文件系统的计算
题目：
存放在某个磁盘上的文件系统采用混淆索引分配方式，其 FCB 中共有 13 个地址项：
- 第 0-9 项为直接地址
- 第 10 项为一次间接地址
- 第 11 项为二次间接地址
- 第 12 项为三次间接地址
如果每个盘块为 512 字节，盘块号必要用 3 个字节来形貌，试问：
- 该文件系统允许文件的最大长度是多少？
- 将文件的字节偏移量 5000、15000 转换为物理块号和块内偏移量。
参考答案：
(1) 最大文件长度： 每个盘块存储 512 字节，盘块号必要 3 字节形貌，因此：
- 一次间接地址最多指向 170 个盘块。
- 二次间接地址最多指向 170 × 170 个盘块。
- 三次间接地址最多指向 170 × 170 × 170 个盘块。 最大文件长度 = (10 + 170 + 170² + 170³) × 512 字节
= 4942080 × 512 字节 = 2,531,246,080 字节 ≈ 2.53 GB
(2) 字节偏移量转换：
- 偏移量 5000：逻辑块号 = ⌊5000 / 512⌋ = 9，块内偏移量 = 5000 % 512 = 392
- 偏移量 15000：逻辑块号 = ⌊15000 / 512⌋ = 29，块内偏移量 = 15000 % 512 = 152
23. 磁盘调度算法及均匀寻道长度计算
题目：
假设磁盘有 200 个磁道，磁盘请求队列为：180、20、160、60、70、135、40 号磁道。当前磁头在 100 号磁道上，并正由外向里移动。
试用以下算法调度，并计算均匀寻道长度：
- 先来先服务（FCFS）
- 最短寻道时间优先（SSTF）
- 扫描算法（SCAN）
- 循环扫描算法（C-SCAN）
参考答案：
(1) FCFS 调度：
- 总寻道长度 = 640
- 均匀寻道长度 = 640 / 7 = 91.43
(2) SSTF 调度：
- 总寻道长度 = 310
- 均匀寻道长度 = 310 / 7 = 44.29
(3) SCAN 调度：
- 总寻道长度 = 260
- 均匀寻道长度 = 260 / 7 = 37.14
(4) C-SCAN 调度：
- 总寻道长度 = 320
- 均匀寻道长度 = 320 / 7 = 45.71
24. 银行家算法资源分配和安全性分析
题目：
假定系统中有四种资源（A、B、C、D）和五个进程 P1、P2、P3、P4、P5，在时刻 T0 时系统资源分配情况如下：
进程
Allocation
Max
Available
P1
0 1 0 1
1 3 2 2
1 7 3 3
P2
2 0 0 0
3 2 2 2
P3
3 0 2 1
5 3 7 7
P4
1 2 2 1
1 8 7 3
P5
0 0 2 2
4 4 4 4
参考答案：
(1) 计算分配矩阵 Allocation：
- 进程 Allocation
- P1 0 1 0 1
- P2 2 0 0 0
- P3 3 0 2 1
- P4 1 2 2 1
- P5 0 0 2 2
系统处于安全状态，安全序列为：P1 → P4 → P5 → P2 → P3。
(3) 若 P3 请求资源 Request3 = (1, 2, 2, 1)，是否能实验分配，为什么？
Request3 ≤ Available (1, 7, 3, 3)，满意条件。请求可以满意。
分配后系统状态：Available = (0, 5, 1, 2)
分配后安全序列为：P1 → P4 → P5 → P2 → P3。
(4) 若 P4 请求资源 Request4 = (1, 2, 1, 2)，是否能实验分配，为什么？
Request4 > Need4，不能满意请求。请求无法分配。
25. 作业调度算法：SJF 和 FCFS 的均匀周转时间计算
题目：
下表给出作业 1、2、3、4 的到达时间和运行时间，分别采用短作业优先调度算法（SJF）和先来先服务算法（FCFS），试问均匀周转时间各为多少？（时间单位：小时，以十进制计算）
作业
到达时间
运行时间
J1
0
3
J2
1
5
J3
3
2
J4
5
5
参考答案：
(1) SJF 调度算法：
- 调度顺序：J1 → J3 → J2 → J4
- 均匀周转时间 = (3 + 2 + 9 + 10) / 4 = 6
(2) FCFS 调度算法：
- 调度顺序：J1 → J2 → J3 → J4
- 均匀周转时间 = (3 + 7 + 7 + 10) / 4 = 6.75
26. 混淆索引分配文件系统的计算
题目：
存放在某个磁盘上的文件系统采用混淆索引分配方式，其 FCB 中共有 13 个地址项：
- 第 0-9 项为直接地址，
- 第 10 项为一次间接地址，
- 第 11 项为二次间接地址，
- 第 12 项为三次间接地址。
如果每个盘块为 512 字节，盘块号必要用 3 个字节来形貌，试问：
- 该文件系统允许文件的最大长度是多少？
- 将文件的字节偏移量 5000、15000 转换为物理块号和块内偏移量。
参考答案：
(1) 最大文件长度：
- 每个盘块存储数据大小为 512 字节，盘块号必要 3 字节形貌，因此：
- 一次间接地址最多指向 170 个盘块。
- 二次间接地址最多指向 170 × 170 个盘块。
- 三次间接地址最多指向 170 × 170 × 170 个盘块。
最大文件长度 = (10 + 170 + 170² + 170³) × 512 字节
= 4942080 × 512 字节 = 2,531,246,080 字节 ≈ 2.53 GB
(2) 字节偏移量转换：
- 偏移量 5000：逻辑块号 = ⌊5000 / 512⌋ = 9，块内偏移量 = 5000 % 512 = 392
- 偏移量 15000：逻辑块号 = ⌊15000 / 512⌋ = 29，块内偏移量 = 15000 % 512 = 152
27. 磁盘调度算法及均匀寻道长度计算
题目：
假设磁盘有 200 个磁道，磁盘请求队列为：180、20、160、60、70、135、40 号磁道。当前磁头在 100 号磁道上，并正由外向里移动。
试用以下算法调度，并计算均匀寻道长度：
- 先来先服务（FCFS）
- 最短寻道时间优先（SSTF）
- 扫描算法（SCAN）
- 循环扫描算法（C-SCAN）
参考答案：
(1) FCFS 调度：
- 总寻道长度 = 640
- 均匀寻道长度 = 640 / 7 = 91.43
(2) SSTF 调度：
- 总寻道长度 = 310
- 均匀寻道长度 = 310 / 7 = 44.29
(3) SCAN 调度：
- 总寻道长度 = 260
- 均匀寻道长度 = 260 / 7 = 37.14
(4) C-SCAN 调度：
- 总寻道长度 = 320
- 均匀寻道长度 = 320 / 7 = 45.71
28. 可变分区分配的开始顺应和最佳顺应算法
题目：
某操作系统采用可变分区分配管理方法，用户区地址为 0--512K-1。假设采用以下分区管理：
- 申请 300K → 申请 100K → 释放 300K → 申请 150K → 申请 30K → 申请 40K → 申请 60K → 释放 30K
题目：
- 用开始顺应算法画出分配情况及空闲分区表；
- 用最佳顺应算法画出分配情况及空闲分区表；
- 如果再申请 100K 空间，则两种算法的结果如何？
参考答案：
(1) 开始顺应算法：
- 分区表按照地址从低到高依次分配。
- 空闲分区分裂时，优先分配低地址空闲区。
- 再申请 100K 空间时，可以乐成分配。
(2) 最佳顺应算法：
- 分区表按照大小从小到大分配，优先选最小空闲区。
- 再申请 100K 空间时，若无符合空闲分区，则无法分配。
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